Types of prototypes refer to the classification of physical models based on production processes, matériels, functions, and uses—each type serves unique purposes in product development, from verifying appearance to testing mass production feasibility. Choosing the correct prototype type is critical for reducing development costs, accelerating iteration cycles, and ensuring alignment with final product goals. This article systematically breaks down the core categories of prototypes, leurs caractéristiques, applicable scenarios, and selection guidelines to help teams make informed decisions.
1. Classification by Production Process
Prototypes differ significantly in precision, coût, and lead time based on how they are manufactured. Cette classification est le point de départ le plus courant pour la sélection d'un prototype..
| Type de prototype | Caractéristiques de base | Flux de production étape par étape | Scénarios applicables | Avantages clés |
| 3Prototype d'impression D | – Convient pour Surfaces incurvées complexes et structures creuses (Par exemple, cavités internes d'un étui de smartphone).- Matériels: PLA, Abs, résine, nylon (prend en charge la personnalisation personnalisée).- Coût: Faible (≈ (5- )50 par unité pour petits lots).- Délai de mise en œuvre: Rapide (4–24 heures par pièce). | 1. Exportez des modèles CAO 3D au format STL.2. Optimiser les paramètres: Épaisseur de calque (0.1–0,2 mm), remplissage (10–30%).3. Imprimer avec FDM (PLA / ABS) ou sla (résine).4. Supprimer les supports et poncer les lignes de surface. | – Électronique grand public (coques d'écouteurs, cadres de montre intelligente).- Jouets (prototypes de figurines d'action avec des détails complexes).- Oeuvres d'art et modèles médicaux (répliques anatomiques). | – Aucun moule requis (faible investissement initial).- Idéal pour une itération rapide (1–10 unités).- Capture les bons détails (Par exemple, 0.5motifs texturés de mm d'épaisseur). |
| Prototype d'usinage CNC | – Précision ultra-élevée (tolérance: ± 0,05 mm) et finition de surface lisse (RA 1,6-3,2 μm).- Matériels: Surtout des métaux (alliage en aluminium, cuivre) ou plastiques rigides (Pom, acrylique).- Coût: Moyen à élevé (≈ (20- )200 par unité).- Délai de mise en œuvre: 1–3 jours par partie. | 1. Convertir des modèles 3D en G-code (en utilisant Mastercam ou UG).2. Blocs de matériaux sécurisés (métal/plastique) au lit de la machine CNC.3. Machine avec parcours d'outils optimisés (profondeur de coupe: 0.1–0,5 mm par passe).4. Poncer ou polir pour enlever les marques d'outils. | – Pièces mécaniques (engrenages, arbres pour équipements industriels).- Pièces automobiles (supports en alliage d'aluminium, boîtiers de capteurs).- Électronique haut de gamme (connecteurs de précision pour ordinateurs portables). | – Durable pour les tests fonctionnels (Par exemple, portance d'un châssis de drone).- Correspond aux propriétés des matériaux de production de masse (critique pour la validation des performances). |
| Silicone Duplicate Prototype | – Based on a moule à maîtrise (3D-printed or CNC-machined) for replication.- Matériels: Résine PU, époxy, soft glue (TPU) (simulates rubber or plastic textures).- Batch Capacity: Jusqu'à 50 unités (cost-effective for small-batch trials).- Délai de mise en œuvre: 3–5 jours (including mold making). | 1. Make a high-quality master prototype (Par exemple, CNC-machined acrylic).2. Pour liquid silicone (viscosity 500–2000 cP) around the master to create a mold.3. Cure the mold at 25–80°C for 4–24 hours.4. Inject PU resin/epoxy into the mold and demold after curing. | – Parties molles (porte-clés, TPU mobile phone cases).- Small-batch trial production (Par exemple, 20 units of a toy car shell).- Parts requiring uniform texture (Par exemple, rubber grips for tools). | – Low per-unit cost (≈ (3- )15 per copy).- Preserves master details (no loss of texture or dimension). |
| Handmade Prototype | – High flexibility for artistic or special materials (bois, argile, oil clay).- Relies on technician experience (skill-dependent quality).- Coût: Faible (no equipment fees, but labor-intensive).- Délai de mise en œuvre: Lent (1–7 days per part). | 1. Select materials (Par exemple, clay for sculpting, wood for carving).2. Shape manually with tools (carving knives, papier de verre, moules).3. Finish with paint or polish (si nécessaire). | – Sculptures and film/television props (Par exemple, l'arme en bois d'un film fantastique).- Modèles de concept (les premiers croquis de conception sont devenus physiques).- Produits artisanaux (jouets en bois sculptés à la main). | – Aucun équipement spécialisé requis.- Facile à modifier sur place (Par exemple, ajuster la forme d'un modèle en argile). |
2. Classification by Material
Le matériau d’un prototype impacte directement sa solidité, apparence, et fonctionnalité : cette classification est essentielle pour faire correspondre les performances du prototype aux exigences du produit final..
| Type de prototype | Exemples de matériaux | Fonctionnalités principales | Scénarios applicables | Limites |
| Prototype en plastique | Abs, PC, Pom, acrylique, PLA | – Léger (densité: 0.9–1,2 g / cm³) et facile à traiter.- Prend en charge les traitements de surface (pulvérisation, électroplaste, dépistage de la soie).- Coût: Bas à moyen (≈ (5- )50 par unité). | – La plupart des produits de consommation (coquilles de jouets en plastique, Boîtiers pour ordinateurs portables).- Pièces nécessitant une résistance à la corrosion (vitrines en acrylique).- Composants non porteurs (Support de téléphone en ABS). | – Résistance inférieure à celle du métal (ne convient pas aux tests de charges lourdes).- Quelques plastiques (PLA) se déformer à haute température (>60° C). |
| Prototype en métal | Alliage en aluminium (6061, 7075), acier inoxydable (304, 316), cuivre | – Forte résistance (résistance à la traction de l'alliage d'aluminium: 200–300 MPA) et une bonne texture.- Excellente résistance à la chaleur et à la corrosion (en inox pour élément extérieur).- Coût: Haut (≈ (50- )300 par unité). | – Composants porteurs (supports de suspension automobile).- Équipement de précision (connecteurs en cuivre pour l'électronique).- Pièces de machines industrielles (engrenages en acier inoxydable). | – Lourd (densité: 2.7–8,9 g/cm³) - pas idéal pour les produits portables.- Temps de production long (CNC machining requires complex toolpaths). |
| Soft Rubber Prototype | TPU, silicone, PVC doux | – Flexible (Rivage une dureté: 20–50) and non-slip.- Bonne élasticité (recovers shape after compression).- Coût: Moyen (≈ (10- )60 par unité). | – Poignées (poignées d'outils, bike handlebars).- Bagues d'étanchéité (waterproof gaskets for smartwatches).- Soft toy parts (silicone doll limbs, TPU toy wheels). | – Low rigidity — not suitable for structural components.- May degrade over time (exposed to sunlight or oil). |
| Resin Prototype | Résine époxy, résine de polyuréthane | – Transparent or translucent (transmittance légère: 80–90% for clear resin).- Surface lisse (no post-processing needed for SLA-printed resin).- Coût: Moyen (≈ (15- )80 par unité). | – Imitation glass/crystal products (resin lamp shades, vitrines).- Modèles médicaux (transparent anatomical replicas).- Pièces décoratives brillantes (yeux de jouet en résine, prototypes de bijoux). | – Fragile (sujet à la fissuration sous l'impact).- Certaines résines ne résistent pas à la chaleur (>80°C peut se déformer). |
3. Classification by Function
Les prototypes sont conçus pour valider des aspects spécifiques d'un produit ; cette classification garantit l'alignement avec les objectifs de développement. (Par exemple, apparence contre. fonctionnalité).
| Type de prototype | Objectif principal | Caractéristiques clés | Scénarios applicables | Méthodes de validation |
| Apparence Prototype | Vérifier forme, couleur, texture, et effet d'assemblage (pas d'accent sur la structure interne). | – Focus sur le traitement de surface (pulvérisation, électroplaste, sable).- La structure interne peut être simplifiée (Par exemple, évidé pour réduire les coûts).- Faible précision pour les dimensions non visibles (tolérance: ± 0,5 mm). | – Électronique grand public (coques arrière pour smartphone, coquilles de tablette).- Pièces extérieures automobiles (boîtiers de phares, prototypes de pare-chocs).- Panneaux électroménagers (façades de portes de réfrigérateur, panneaux de commande de machine à laver). | – Inspection visuelle (vérifier l'uniformité des couleurs, consistance de la texture).- Commentaires des parties prenantes (Par exemple, "La texture correspond-elle aux directives de la marque?»). |
| Prototype structurel | Test logique d'assemblage, mobilité, et stabilité structurelle (Par exemple, pliant, tournant). | – Dimensions exactes requises (tolérance: ± 0,1 mm) pour simuler une production de masse. | – Robots (mobilité articulaire, structure pliante des bras). | – Tests d'assemblage (vérifier si les pièces s'ajustent sans force, aucune interférence). |
| – Peut inclure des structures mécaniques simples (charnières, boucles) mais pas de composants électroniques. | – Dispositifs médicaux (adjustable wheelchair armrests, Poignées d'outils chirurgicaux).- Household products (folding chairs, detachable storage boxes). | – Mobility testing (Par exemple, fold a chair 100 times to check for looseness).- Tests de charge (apply weight to verify structural strength). | ||
| Prototype fonctionnel | Validate the core functions of the product (circuitry, hydraulique, optics). | – Integrated with electronic modules, capteurs, or mechanical systems.- Close to the finished product form (internal structure and external appearance are complete).- High precision for functional components (tolérance: ± 0,05 mm). | – Intelligent hardware (smart speakers with voice recognition, wearable fitness trackers).- Équipement industriel (hydraulic valve prototypes, optical lens holders).- Scientific research instruments (sensor prototypes for environmental monitoring). | – Tests fonctionnels (Par exemple, “Does the sensor detect temperature accurately?»).- Tests environnementaux (simulate high/low temperatures, humidity to check function stability). |
4. Classification by Use
This classification focuses on the prototype’s role in the product development lifecycle—from early design to pre-mass production.
| Type de prototype | Fonction de base | Caractéristiques clés | Applicable Stages |
| Design Verification Prototype | Confirmer conception d'apparence, size ratio, and human-computer interaction. | – Production rapide (3D printing or handmade).- Faible coût (structure simplifiée).- Facile à modifier (prend en charge la conception itérative). | Première étape de conception (après les dessins 2D, avant la finalisation structurelle). |
| Prototype de vérification de l'assemblage | Test s'adapter entre les pièces, position du trou de vis, et structure de boucle. | – Les pièces sont divisées pour simuler le processus d'assemblage de production de masse.- Pas besoin de traitement de surface (se concentrer sur l'ajustement, pas d'apparence). | Stade intermédiaire de développement (après la conception structurelle, avant les tests fonctionnels). |
| Prototype de test de production de masse | Valider faisabilité du processus de production (moulage par injection, estampillage) et la stabilité des matériaux. | – Uses the same materials and processes as mass production.- Haute précision (matches mass production standards).- Batch production possible (10–50 unités) to test process consistency. | Late development stage (before opening mass production molds). |
5. Special Types of Prototypes
These prototypes are designed for unique scenarios (Par exemple, transparence, résistance à haute température) and address niche product requirements.
| Type de prototype | Matériels | Fonctionnalités principales | Scénarios applicables |
| Transparent Prototype | Acrylique, PC, clear resin | – Transmission lumineuse élevée (acrylique: 92%, PC: 89%).- Supports polishing to enhance clarity (pas de nébulosité). | – Lamps (acrylic lamp shades, resin light guides).- Display frames (transparent phone cases, museum exhibit holders).- Dispositifs médicaux (transparent IV fluid containers, poignées des instruments chirurgicaux). |
| High-Temperature Resistant Prototype | Pennsylvanie (Nylon), PPA, métal (acier inoxydable, alliage en titane) | – Résiste à des températures élevées (Pennsylvanie: 150–200 ° C, métal: 500° C +).- No deformation or performance loss in high-heat environments. | – Pièces de moteur automobile (casseroles à pétrole, couvercles de soupape).- Industrial ovens (boîtiers de capteurs haute température).- Composants aérospatiaux (small satellite parts). |
| Simulation Prototype | Silicone, foam material, caoutchouc souple | – Simulates soft touch (Par exemple, human skin, foam cushions).- Flexible and compressible (mimics real-world tactile feedback). | – Jouets (silicone doll skin, foam puzzle mats).- Modèles médicaux (silicone human organ replicas for training).- Produits de consommation (foam ear tips for headphones, soft rubber grips). |
6. How to Choose the Right Type of Prototype?
Utilisez ce guide étape par étape pour sélectionner le prototype optimal en fonction de vos objectifs, budget, et chronologie.
6.1 By Development Goal
| But | Type de prototype recommandé | Exemple |
| Validation de l'apparence | 3Prototype d'impression D (résine) + pulvérisation/galvanoplastie. | Un prototype de coque arrière de smartphone en résine pulvérisé de peinture noire mate pour tester la couleur. |
| Tests de stabilité structurelle | Prototype d'usinage CNC (métal/plastique) + tests d'assemblage. | Un cadre de drone en alliage d'aluminium usiné CNC pour tester la capacité de charge. |
| Production d'essai en petits lots | Prototype de duplication en silicone (Résine PU). | 30 Coques de voitures miniatures en résine PU reproduites à partir d'un maître imprimé en 3D. |
6.2 By Budget
| Gamme budgétaire | Type de prototype recommandé | Raison |
| Faible (\(5- )50) | 3Prototype d'impression D (PLA / ABS) ou prototype fait main. | Pas de frais de moulage et faibles coûts de matériaux. |
| Moyen (\(50- )200) | Prototype d'usinage CNC (plastique) ou prototype en double en silicone. | Équilibre précision et coût pour les tests fonctionnels. |
| Haut ($200+) | Prototype d'usinage CNC (métal) ou prototype de test de production en série. | Assure la compatibilité avec les processus de production de masse (Par exemple, moulage par injection). |
6.3 By Timeline
| Chronologie | Type de prototype recommandé | Délai de mise en œuvre |
| Urgent (1–2 jours) | 3Prototype d'impression D (FDM / SLA). | 4–24 heures par pièce. |
| Normale (3–7 jours) | Prototype de duplication en silicone ou prototype d'usinage CNC (plastique). | 3–5 jours (silicone) ou 1 à 3 jours (Plastique CNC). |
| Pas de précipitation (1–2 semaines) | Prototype d'usinage CNC (métal) ou prototype de test de production en série. | 5–10 jours (Métal CNC) ou 7 à 14 jours (essai de production en série). |
Perspective de la technologie Yigu
À la technologie Yigu, nous considérons le choix du bon type de prototype comme un « catalyseur de réduction des coûts » pour le développement de produits. Trop de clients gaspillent des ressources sur des prototypes trop précis (Par exemple, CNC metal for appearance testing) or underperform ones (Par exemple, 3D-printed PLA for high-temperature parts). Notre approche: We first clarify the client’s core goal—Is it appearance, fonction, or mass production feasibility? Par exemple, a startup needing 5 action figure prototypes in 3 days gets 3D-printed resin prototypes (rapide, détaillé), while an auto parts maker validating engine components gets high-temperature resistant PA prototypes. We also prioritize material-process matching—e.g., using silicone duplicates for soft parts to avoid CNC’s rigidity. By aligning prototype type with goals, we help clients cut rework costs by 40% and speed up development by 30%.
FAQ
- Can I use a 3D printing prototype for mass production feasibility testing?
No—3D printing prototypes use different processes (dépôt couche par couche) than mass production (moulage par injection, estampillage), so they can’t validate mold compatibility or process stability. For mass production testing, use a prototype made with the same process as final production (Par exemple, injection-molded plastic prototypes).
- What’s the best prototype type for a transparent product (Par exemple, un abat-jour clair)?
Choisissez un prototype transparent en acrylique, PC, ou résine transparente. Pour les tests d’apparence précoce, utiliser de la résine transparente imprimée en 3D (rapide, faible coût). Pour les tests fonctionnels (Par exemple, transmittance légère), utiliser de l'acrylique usiné CNC (une plus grande précision et une meilleure stabilité des matériaux).
- Est-ce un prototype fait main adapté aux tests fonctionnels?
Rarement : les prototypes fabriqués à la main reposent sur les compétences d'un technicien, donc leurs dimensions et leur structure sont incohérentes (tolérance: ±1 à 5 mm). Ils sont les meilleurs pour la vérification précoce du concept (Par exemple, un modèle en argile d'un jouet) mais pas pour les tests fonctionnels (Par exemple, vérifier si une charnière tourne doucement). Pour les tests fonctionnels, use 3D-printed or CNC-machined prototypes.