3 aspecten van fysiek prototype

De ontwikkeling van elk product begint bij het ontwerpen van het product. Het conceptuele ontwerp wordt vervolgens omgezet in een fysiek prototype. De ontwikkeling van een fysiek prototype is een essentiële stap in de ontwikkeling van een nieuw product of nieuwe technologie. Het wordt meestal gemaakt om het ontwerp te evalueren en te testen door de systeemanalisten.

Een fysiek prototype kan van alles zijn, van een eenvoudig handgemaakt model tot een volledig operationeel model dat aangeeft hoe het conceptuele ontwerp zal overeenkomen met de reële omstandigheden. Tegenwoordig zijn fysieke prototypen gemakkelijk te vervaardigen door de introductie van verschillende rapid prototyping-technieken die zowel tijdbesparend als kosteneffectief zijn. een fysiek prototype.

Soorten fysieke prototypes

1. Werkend prototype

Een werkend prototype is een fysiek prototype dat is ontwikkeld omdat het alle kenmerken van het conceptuele ontwerp vertegenwoordigt. Een werkend prototype is ook functioneel en komt overeen met de omstandigheden in de echte wereld.

2. Visueel prototype

Een visueel prototype is een fysiek prototype dat alleen is ontwikkeld om het uiterlijk, de afmetingen en de vorm van het conceptuele ontwerp weer te geven. Een visueel prototype is niet bedoeld om de functionaliteit van het conceptuele ontwerp weer te geven.

3. Functioneel prototype

Een functioneel prototype is vergelijkbaar met een werkend prototype, behalve dat het functionele prototype kan worden ontwikkeld met een andere schaal en techniek dan die van het oorspronkelijke product.

4. Prototype gebruikerservaring

Het is een soort fysiek prototype dat zodanig is ontwikkeld dat het voldoende informatie geeft over het product dat wordt ontwikkeld dat door de onderzoekers zal worden gebruikt voor verder onderzoek.
Rapid Prototyping:Fysieke Prototyping Ontwikkeling

De ontwikkeling van prototypes wordt meestal gedaan door het gebruik van rapid prototyping-technieken door de fabrikanten. Deze rapid prototyping-technieken zijn kosteneffectief en tijdbesparend. Bovendien zijn de prototypes die met deze technieken worden geproduceerd, effectief en aantrekkelijk vanwege hun esthetiek. Deze rapid prototyping-technieken drukken een stempel op de industrie en zijn een revolutie. De fabricage van het product wordt meestal gedaan door een 3D-printer of andere productietechnologie voor additieve lagen door gebruik te maken van de CAD-modelgegevens.

3D-printen is tegenwoordig een veelgebruikte rapid prototyping-techniek waarbij materiaal onder invloed van een computer wordt gestold door de gegevens van een CAD-model te gebruiken om het fysieke prototype te vormen. De 3D-printer wordt steeds populairder bij huishoudelijke en industriële klanten omdat het materiaal dat wordt gebruikt bij 3D-printen gemakkelijk verkrijgbaar is en goedkoper is in vergelijking met andere productietechnieken.

De moderne modelleringssoftware helpt ook bij snelle prototyping. Deze software slaat het CAD-model op in AMF-formaat in plaats van STL-formaat dat minder fouten produceert in vergelijking met STL-formaat. De interface van deze software is ook gebruiksvriendelijk, waardoor de gebruikers er gemakkelijk op kunnen ontwerpen.

CNC-machines worden ook door de fabrikanten gebruikt om het conceptuele model om te zetten in een fysiek prototype. Het is een numeriek bestuurde machine die G-codes en M-codes gebruikt voor snijden, boren, kotteren en andere productiehandelingen. Het CAD-model wordt met behulp van CAM-software omgezet in productierichtlijnen. Door de omzetting van richtlijnen in G-codes en M-codes kan de machine een zeer nauwkeurig fysiek prototype produceren. Moderne CNC-machines die tegenwoordig worden gebruikt, zijn 5-assig, waardoor het gereedschap tegelijkertijd langs 5 ​​verschillende assen kan bewegen, waardoor de machine zeer effectieve en nauwkeurige onderdelen kan produceren

Het verschil tussen de 3D-printer en CNC wordt gemarkeerd door het materiaal dat voor de productie wordt gebruikt. CNC wordt over het algemeen gebruikt voor metalen prototypes, terwijl 3D-printers meestal ABS, PLA en zacht PLA gebruiken voor de ontwikkeling van fysieke prototypes. Bovendien neemt een typische 3D-printer veel minder ruimte in beslag in vergelijking met een CNC-, draaibank- of precisieslijpmachine, waardoor het een zeer geschikte optie is voor de fabrikanten. Maar over het algemeen hangt de keuze van een snelle prototyping-techniek meestal af van de materiaalkeuze voor het fysieke prototype. Andere rapid prototyping-technieken die tegenwoordig worden gebruikt, zijn

*Shape deposition manufacturing (SDM) (en Mold SDM)

*Uitharding op vaste grond (SGC)

*Selectief laser sinteren (SLS)

*Selectief lasersmelten (SLM)

*Stereolithografie (SLA)

*Ballistische deeltjesproductie (BPM)

*Directed light fabricage (DLF)

*Direct-shell production casting (DSPC)

*Fused deposition modeling (FDM)

* Productie van gelamineerde objecten (LOM)

*Gelamineerde harsdruk (LRP)

Belang van fysiek prototype

De ontwikkeling van het fysieke prototype is noodzakelijk voor de ontwikkeling van een product. Een prototype helpt bij het bepalen van veel factoren van het toekomstige product dat moet worden ontwikkeld, zoals hieronder beschreven

1. Bepaling van productiekosten en problemen

Door de ontwikkeling van een fysiek prototype vóór het begin van de daadwerkelijke productie, kunnen de fabrikanten kijken naar eventuele problemen die zich tijdens de fabricage kunnen voordoen. Dus elke fabricagehandeling kan worden bewerkt of verwijderd. Hierdoor zijn de productiekosten minimaal. En stelt de fabrikant in staat om de optimale methode voor de ontwikkeling van het product te kiezen die hem het minst kost en foutloze en nauwkeurige producten zal produceren.

2. Evaluatie en testen van het product

Een conceptueel ontwerp kan afwijken van het daadwerkelijke product wat voor veel problemen kan zorgen voor de fabrikant. Dit kan worden opgelost door eerst een fysiek prototype te maken met een willekeurige rapid prototyping-techniek, zodat het conceptuele ontwerp kan worden getest in reële omstandigheden. Hierdoor kan de fabrikant alle onderdelen beoordelen en kunnen wijzigingen in het ontwerp dienovereenkomstig worden aangebracht. Bovendien kan elk onderdeel worden geëvalueerd en getest in reële omstandigheden, waardoor het voor de fabrikant gemakkelijk is om eventuele problemen te bekijken die zich na de fabricage van het product kunnen voordoen.

3. Verkoop van het product

Een fysiek prototype zal meer klanten aantrekken dan een louter ontwerp. De klant kan het product beter uitleggen met het prototype dan met het ontwerp. De klant leert de verborgen kenmerken van het product kennen door een functioneel prototype. Bovendien kan de esthetiek van het fysieke prototype door het gebruik van rapid prototyping-technieken gemakkelijk meer klanten aantrekken. Daarom kan de verkoop van het product worden voorspeld vóór de productie van het product.

4. Octrooi

Een nieuw ontwerp of product kan eenvoudig worden gepatenteerd. Met een fysiek prototype in de hand is eenvoudig te zien op welke kenmerken van het ontwerp octrooi kan worden verleend en welke onderdelen bewerkt moeten worden om octrooieerbaar te zijn. Dit beschermt de fabrikanten tegen elke rechtszaak die tegen hen kan worden aangespannen in geval van enige gelijkenis met een reeds gepatenteerd product. Bovendien is het veel gemakkelijk om de belangrijkste kenmerken aan een octrooigemachtigde te beschrijven met een fysiek prototype in plaats van een conceptueel ontwerp, zodat het octrooi kan worden ingediend.

Verschil tussen een prototype en een echt product

Hoewel de ingenieurs en ontwikkelaars hun best doen om de verschillen tussen het prototype en het daadwerkelijke product te minimaliseren. Maar over het algemeen kan een prototype verschillen van het daadwerkelijke product in termen van het gebruikte materiaal, het bewerkingsproces, het uiterlijk enz.

Het materiaal dat voor het eindproduct wordt gebruikt, is duur en moeilijk te fabriceren, dus een prototype bestaat meestal uit materiaal dat gemakkelijk te fabriceren is, maar waarvan de eigenschappen identiek zijn aan die van het eindproduct. In sommige gevallen is het materiaal dat voor het eindproduct wordt gebruikt niet beschikbaar, zodat het prototype uit identiek materiaal bestaat. Het verschil in het materiaal kan het uiterlijk en de afwerking van het eindproduct veranderen in vergelijking met het prototype.

Eindproducten moeten vaak in grote aantallen worden geproduceerd, dus het fabricageproces kan verschillen, waarbij het eindproduct vaak wordt ontwikkeld door middel van een massaproductiemethode die kosteneffectief en tijdbesparend is. Dit fabricageproces kan niet vaak worden gebruikt voor het prototype omdat het materiaal vaak niet hetzelfde is. Bovendien kunnen fabricageprocessen van het eindproduct complex zijn, dus het prototype wordt vaak geproduceerd met behulp van een eenvoudige techniek. Dit kan ook leiden tot het verschil in uiterlijk van het eindproduct en prototype.

Ook de kwaliteitscontroletechnieken van prototype en eindproduct kunnen verschillen. Het eindproduct dat op de markt moet worden verkocht, ondergaat verschillende kwaliteitscontroletests. Terwijl het fysieke prototype niet op dezelfde manier wordt geïnspecteerd als het eindproduct vanwege verschillen in het materiaal en de fabricagetechnieken.

Conclusie

Het is duidelijk dat de ontwikkeling van een fysiek prototype tegenwoordig een noodzakelijk proces is in industrieën om het ontwerp te evalueren en te testen voordat de productiefase ingaat. Bovendien voorspelt het fysieke prototype de productiekosten en eventuele moeilijkheden die zich tijdens het proces kunnen voordoen, zodat de fabrikant de optimale kosteneffectieve methode kiest.

Een fysiek prototype trekt ook meer klanten aan dan een conceptueel ontwerp. En met de ontwikkeling van software en rapid prototyping-technieken is het niet moeilijk om in veel minder tijd en met grotere nauwkeurigheid een prototype te produceren. Het kan een beetje verschillen van het daadwerkelijke product, maar het is effectief bij de verkoop van producten in moderne industrieën.