製品エンジニア向け, デザイナー, 調達の専門家, 知っている プロトタイプモデルの処理方法 製品開発を成功させるためのメイクまたはブレイクです. 十分に実行されているプロトタイプは、あいまいなアイデアをテスト可能なオブジェクトに変えます, あなたが早期に欠陥を捕まえるのを助ける, コストを節約します, 市場までの時間をスピードアップします. このガイドは、プロトタイプ処理の旅のすべてのステップ(設計からテストまで)を分解し、実世界の例とデータを使用して、情報に基づいた決定を下すのに役立ちます.
1. 前処理段階: デザイン & 計画
ツールを拾ったり、3Dプリンターを燃やす前に, 最初 (そして最も重要です) ステップインします プロトタイプモデルの処理方法 設計と計画です. この段階により、製品のコンセプトが明確になります, 実用的な青写真.
デザインの重要なステップ & 計画
- 要件を定義します: 答えることから始めます: プロトタイプは何をテストしますか? (機能? 外観? 耐久性?) 例えば, 新しいスマートウォッチを構築する家電会社が最初に「見た目のような」プロトタイプを作成して、画面のサイズとボタンレイアウトをテストしました。内部エレクトロニクスは必要ありません.
- デジタルモデルを作成します: 3Dモデリングソフトウェアを使用します (例えば。, SOLIDWORKS, Autocad) 詳細なデザインを構築します. これにより、製品を視覚化し、パーツの衝突などの問題を確認するのに役立ちます. かつて家具のスタートアップは避けました $10,000 プロトタイプの前に、3Dモデルでずれた引き出しスライドを見つけることで間違えます.
- 製造計画: のような要因を考慮してください 材料の選択 (軽量である必要がありますか? 耐熱性?), カビの開口部 (例えば。, 金型から簡単に除去するためのドラフト角度), そして 収縮率 (ABSのようなプラスチックは、印刷後に2〜4%縮小します).
間違いを避けるための重要な質問
- 設計はプロトタイプの目的を説明していますか? (「作業のような」プロトタイプには、機能的な部分が必要です; 「見た目のような」ものは、美学に優先されます。)
- 材料は、選択した製造方法と互換性があります? (例えば。, 一部の3Dプリンターでは、高温プラスチックを使用できません。)
2. コア処理方法: プロトタイプの作成方法
デザインがロックされたら, 次のステップイン プロトタイプモデルの処理方法 製造方法を選択しています. 各手法には長所があります, 短所, そして理想的なユースケース - あなたが決定するのに役立つ場所はここにあります.
処理方法 | それがどのように機能するか | に最適です | コスト範囲 | リードタイム | 正確さ (許容範囲) | 実世界の例 |
CNC加工 | 高速ツールを使用して、固体材料をカットします (プラスチック, 金属, 木材) プリセットパスに沿って. | 高強度と精度を必要とするプロトタイプ (例えば。, メタルブラケット). | \(200- )2,000+ | 3–7日 | ±0.005–0.02 mm | CNCを使用してアルミニウムエンジンのプロトタイプを作成しました。 500+ 破壊せずに圧力テスト. |
3D印刷 | 材料をスタックします (プラスチック樹脂, フィラメント) デジタルモデルからレイヤーごと. | 複雑なデザイン (例えば。, 湾曲した部品) または小型バッチプロトタイプ. | \(50- )500 | 12–48時間 | ±0.1〜0.5 mm | 医療機器のスタートアップは、グルコースモニターケースのプロトタイプを3Dプリントしました 18 時間 - テストされました 5 1週間でデザイン, リードタイムを切る 80%. |
シリコンレプリカ | 元のモデルからシリコン型を作ります, 次に、プロトタイプをコピーするために液体プラスチックを埋めます. | 小型バッチプロダクション (10–50ユニット) または柔軟な部品 (例えば。, ラバーグリップ). | \(100- )800 | 2–5日 | ±0.2–1.0 mm | おもちゃ会社は、シリコンのレプリカを使用して作っていました 30 新しい人形の顔のプロトタイプ - それぞれの費用 \(15, vs. \)50 CNC用. |
調達チームのためのプロのヒント
コストを比較するとき, 要因 後処理ニーズ (例えば。, CNC部品はしばしばサンディングが必要です; 3Dプリント部品は樹脂の洗浄が必要になる場合があります). a \(50 3Dプリントはなる可能性があります \)100 後処理では、追加の作業を最小限に抑える方法を選択します.
3. 後処理: 研磨 & プロトタイプの組み立て
ベストメイドのプロトタイプでさえ、品質基準を満たすために後処理が必要です. このステップイン プロトタイプモデルの処理方法 最終的な製品の外観と機能を保証します.
一般的な後処理タスク
- サンディング: 粗い表面を滑らかにします (「見た目のような」プロトタイプにとって重要です). 例えば, スマートフォンケースのプロトタイプが必要です 3 3D印刷層ラインを除去するためのサンディングの丸.
- 塗装/コーティング: 色または保護層を追加します. 屋外ギアブランドは、日光の下で耐久性をテストするために、UV耐性塗料でCNCマシンプラスチックプロトタイプをコーティングしました.
- 組み立て: 部品をまとめます (例えば。, 電子コンポーネントを「作業のような」プロトタイプに追加します). ロボットのスタートアップが費やしました 2 プロトタイプアームの組み立て日 - 彼らはモーターが収まらないことを発見しました, そのため、大量生産の前に3Dモデルを調整しました.
後処理が重要な理由
ここで手順をスキップすると、テスト結果が台無しになります. 家具会社はかつて椅子のプロトタイプのサンディングをスキップしました - 荒いエッジにより、テスターは快適さについて不平を言いました, 構造は健全でしたが.
4. テスト & 最適化: プロトタイプ処理の最後のステップ
最後 (そして最も重要です) の一部 プロトタイプモデルの処理方法 テストです. 問題を見つけるためにプロトタイプが存在します。この段階をスキップしないでください!
効果的にテストする方法
- テスト目標を定義します: 「作業のような」プロトタイプ用, テスト機能 (例えば。, 「このボタンを押しますか 1,000 壊れずに時間?」). 「見た目のような」ものの場合, ユーザーフィードバックをテストします (例えば。, 「ハンドルを握りやすいです?」).
- 実際の条件を使用します: ウォーターボトルのプロトタイプは、温水/冷水で満たし、から削除することによりテストされました 3 足 - 顧客がどのように使用するかを模倣します.
- 完璧になるまで反復します: ほとんどのプロトタイプには、2〜3ラウンドの調整が必要です. ラップトップ充電器のスタートアップが最初のプロトタイプをテストし、それが過熱していることがわかりました。彼らはベントを追加するために3Dモデルを調整しました, 2番目のバージョンはすべての安全テストに合格しました.
データ駆動型の最適化の例
フィットネストラッカー会社がテストされました 3 プロトタイプバンド:
- バンドa (プラスチック): 後に壊れた 500 ストレッチ.
- バンドb (ゴム): 続いた 1,000 伸びますが、硬く感じました.
- バンドc (シリコーン): 続いた 1,500 ストレッチし、快適でした.
彼らはバンドCを選びました $50,000 将来の保証請求.
プロトタイプ処理に関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, 私たちは知っています プロトタイプモデルの処理方法 製品の成功に直接影響します. スタートアップからフォーチュンまで、クライアントを支援します 500 企業 - 適切な方法を選択します: 例えば, ミキサープロトタイプ用にCNCから3Dプリントに切り替えられたホームアプライアンスブランド, リードタイムを切る 60% そして、費用 40%. また、一貫性を確保するためにISO 9001認定プロセスに優先順位を付けます。すべてのプロトタイプは同じ高水準を満たしています. 前進します, AIを設計チェックに統合して、製造問題を早期に見つける, プロトタイプ処理をさらに効率的にします.
よくある質問
- Q: プロトタイプ用の3D印刷とCNC加工を選択するにはどうすればよいですか?
a: 複雑なデザインまたは高速反復には3D印刷を使用します (例えば。, テスト 5 1週間で形). 高強度にはCNCを選択します, 精密部品 (例えば。, 金属成分) または、材料の耐久性が重要な場合.
- Q: プロトタイプ処理には通常どれくらい時間がかかりますか?
a: メソッドに依存します: 3D印刷には12〜48時間かかります, シリコンレプリカ2〜5日, CNC加工3〜7日. 後処理 (サンディング, 組み立て) 1〜3日を追加することができます.
- Q: 私のプロトタイプが機能のためだけのものである場合、ポストプロセッシングをスキップできますか?
a: お勧めしません。エッジや組み立てられていない部品がテスト結果をゆがめることができます. 例えば, 「作業のような」プロトタイプのゆるいネジは、デザインに欠陥があると思わせるかもしれません, それがただの後処理の問題であるとき.