Prototype-ontwikkeling: de complete gids voor het bouwen van effectieve prototypes

Er zijn veel processen betrokken bij de productie van een onderdeel of product voordat de fabrikant het aan de klantenbasis levert. Hoewel het lijkt op een lineair proces, moeten veel van deze stadia meerdere keren worden uitgevoerd voordat het onderdeel/product naar de volgende fase kan gaan. Een voorbeeld van zo'n fase is de prototype-ontwikkelingsfase.

Deze fase is een van de meest belangrijke omdat het bepaalt of het product geschikt is voor productie of functie. Het verlaagt ook de kosten omdat de machinist onnodige kenmerken van de onderdelen in deze fase kan elimineren. Als u wilt weten wat de prototype-ontwikkelingsfase inhoudt, moet u dit artikel tot het einde lezen.

Wat is prototype-ontwikkeling?

Definitie

Om de term te definiëren, laten we het opsplitsen in zijn bestanddelen. Een prototype is een nabootsing of een kopie van een onderdeel dat de productkenmerken demonstreert en alle mogelijkheden verkent voordat er geïnvesteerd wordt in de volledige ontwikkeling van het onderdeel. Een prototype kan variëren van een gedetailleerde tekening met pen en papier tot een volledig werkende versie van het product. Prototype-ontwikkeling is dus simpelweg een reeks processen die de fabrikant gebruikt om het prototype te produceren. Velen verwijzen naar prototype-ontwikkeling ook als prototypeproductie.

Categorieën van prototype-ontwikkeling

We kunnen prototypes in vier categorieën classificeren op basis van het ontwerp van het product en hoe de fabrikanten verwachten dat het eindproduct zal functioneren. De categorieën omvatten:

1. Werkend prototype

Zoals de naam impliceert, maakt de productontwikkelaar het werkende prototype zo dat het zoveel mogelijk van de kenmerken en functies van het eindproduct vertoont.

2. Functioneel prototype

Een functioneel prototype en een werkend prototype zijn vergelijkbaar in hun ontwikkelingsprocessen. Echter, de productontwikkelaars maken het functionele prototype meestal op een andere schaal en met een andere techniek.

3. Visueel prototype

De productontwikkelaars ontwerpen het visuele prototype om de vormen, maten en indeling van het concept dat ze voor het product hebben, te projecteren. Aangezien dit proces niet omvat te tonen of het product functioneert of niet, is het eenvoudiger te maken dan de andere prototypes.

4. Gebruikservaringprototype

De productontwikkelaars maken het gebruikservaringprototype om voldoende details te tonen die kunnen helpen bij verder onderzoek in de productproductie.

Belang van prototype-ontwikkeling

De prototype-ontwikkelingsfase is een onschatbaar proces dat belangrijk is voor elke onderdeelproductie. Hier zijn enkele redenen waarom onderdeelfabrikanten de prototype-ontwikkelingsfase niet mogen over het hoofd zien:

1. Het product pitchen

Er is geen punt om een onderdeel of product te maken dat de klanten of stakeholders niet zullen steunen. We zijn allemaal het ermee eens dat het verkopen van een product met een prototype de klant/stakeholder meer zal overtuigen dan zonder. Dit is omdat ze het prototype kunnen aanraken en voelen en feedback geven. Hun feedback is ook belangrijk voor het aanbrengen van ontwerpwijzigingen in het eindproduct.

2. Het concept testen

Het uitekenen van het ontwerp voor een onderdeel garandeert niet dat het de beoogde functies in real-life omstandigheden zal vervullen. Het ontwerpen van een prototype is een geweldige manier om te evalueren hoe het onderdeel zal presteren wanneer het aan zijn werkomgeving wordt blootgesteld. Deze test helpt de fabrikant om te bepalen welke delen van het ontwerp herzien of verworven moeten worden.

3. Productiekosten minimaliseren

Voor sommigen kan dit verkeerd lijken, aangezien het prototype ook een deel van het kapitaal dat bedoeld is voor productproductie zal consumeren. Echter, het bedrag dat gebruikt wordt in de prototypeproductie zal onbetekenend zijn vergeleken met het bedrag dat de stakeholders zouden verspillen als de proef-en-foutmethode wordt gebruikt. Dit is omdat het prototype helpt om alle revisies te bepalen die de fabrikant met het product moet aanbrengen. Daarom kan een nauwkeurigere schatting van de productiekosten worden gemaakt.

Het verschil tussen een prototype en het eindproduct

Over het algemeen proberen fabrikanten en productontwikkelaars zoveel mogelijk het verschil tussen het prototype en het eindproduct te minimaliseren. Het daadwerkelijke product kan verschillen van het prototype in termen van uiterlijk, gebruikt materiaal of het bewerkingsproces.

Bijvoorbeeld, de materialen die gebruikt worden om het eindproduct te maken, zijn meestal duur, terwijl de grondstof voor het prototype gemaakt wordt uit iets goedkopers. Echter, de eigenschappen zijn meestal identiek aan die van het eindproduct. Dit verschil in grondstof kan een verandering in het uiterlijk en de afwerking van het eindproduct veroorzaken.

Ook is de hoeveelheid van het eindproduct en de prototypes die gemaakt worden, altijd verschillend. Normaal gesproken maken fabrikanten de productprototypes in lage volumes omdat ze ze alleen nodig hebben voor het productieproces. Echter, ze maken de eindproducten in grote batches om verschillende redenen. Één, het productieproces kan complex zijn. Daarom kunnen ze het product niet in kleine volumes maken zoals het prototype. Ook helpt het produceren van het eindproduct in batches om tijd en geld te besparen.

Prototype-ontwikkelingsfasen

Zoals eerder vermeld, zijn er drie algemene fasen betrokken bij het productprototypontwikkelingsproces. Zij zijn:

1. Alfafase

Deze fase van prototypeproductie ontwikkelt prototypes die op twee vragen antwoorden:

• Hoe zal het onderdeel eruitzien en voelen?
• Zal het werken?

In de meeste fasen heeft elke vraag een apart prototype gemaakt voor het. Echter, sommige fabrikanten kunnen één prototype voor beide vragen maken. Het hangt allemaal af van de situatie. Fabrikanten noemen de prototypes die gemaakt zijn om beide vragen te beantwoorden respectievelijk uiterlijk- en proof-of-concept-prototypes.

Het proof-of-concept-prototype is het prototype dat gebruikt wordt om te testen of het onderdeel zal werken. Dit prototype is niet echt bezorgd over uiterlijk. Het hoofddoel is om de voorlopige functionaliteit van het ontwerp te testen. Op deze manier kan de fabrikant bepalen of het ontwerp haalbaar is voor productie voordat men erop afdaalt. Het maakt gebruik van zeer goedkope en gemakkelijk toegankelijke materialen zoals karton, motoren, schakelaars, enz.

Het uiterlijksprototype komt erna als de fabrikant het proof-of-concept-prototype een succes oordeelt. Dit prototype is meer bezorgd over de looks en heeft misschien zelfs geen functie. Het gebruikt ook duurdere materialen en bewerkingsmethoden voor prototypeproductie. 3D-printen is een veelvoorkomend bewerkingsproces dat in deze fase wordt gebruikt.

Fabrikanten kunnen dit ook gebruiken om te pitchen aan potentiële kopers en stakeholders. Op deze manier kunnen de klant en stakeholders het product visualiseren. De fabrikanten kunnen ook de juiste feedback krijgen voor de volgende fase. Als deze fase als succes wordt beschouwd, beginnen de machinisten met het voorbereiden van complexere bewerkingsmethoden zoals CNC-bewerking voor volgende prototypes.

2. Betafase

Deze fase bouwt voort op de feedback van klanten en stakeholders in de alfafase om nog meer gesofisticeerde prototypes te maken. In deze stadium zijn de producten dichter bij het eindproduct in termen van uiterlijk en functionaliteit. De prototypes ondergaan ook uitgebreide testen in deze fase. De twee prototypes die in deze fase worden geproduceerd, zijn de engineering en productie prototypes.

Het engineering prototype is een upgrade van het proof-of-concept-prototype in de alfafase. Het streeft ernaar om een visuele, produceerbare en functionele nabootsing van het eindproduct te bereiken. Vanwege de eerder ontvangen feedback heeft dit prototype nog meer verfijningen. De machinisten gebruiken complexere productiemethoden zoals spuitgieten en plaatmetaalbewerking in deze fase. Dit om het eindproduct zo veel mogelijk na te bootsen. De machinist gebruikt materialen van goede kwaliteit om dit prototype te maken.

Opnieuw testen de fabrikanten het prototype in real-time omstandigheden om te zien of het nieuwe product de beoogde functie kan vervullen.

Na het succes van het engineering prototype maken de fabrikanten een productieprototype. Dit is het laatste prototype voordat de ontwerpen goedgekeurd worden voor massaproductie en tooling-opstelling. Vanwege de nabijheid van dit prototype tot massaproductie, zou het de meeste overeenkomst met het product moeten hebben. Echter, het zou misschien niet de dure materialen gebruiken die voor het eindproduct worden gebruikt.

In sommige situaties kunnen sommige machinisten zowel engineering als productieprototypes combineren. Echter, dat hangt grotendeels af van de risicobeoordeling die geassocieerd is met het product. Concluderend, de machinisten gebruiken het productieprototype voor de overige beslissingen. Dit varieert van esthetiek tot finale ontwerpgoedkeuring. Zodra de stakeholders deze test en de productiekosten goedkeuren, bereiden de machinisten zich voor op massaproductie.

3. Pilootfase

Deze fase is waar de machinisten het finale/pilootprototype maken. Het is het eerste product, aangezien dit precies is hoe alle andere onderdeel-eenheden eruitzullen, mits er geen verdere problemen zijn. De enige reden dat de machinisten het een prototype noemen is omdat het nog sommige certificaties moet krijgen. Er kunnen nog enkele wijzigingen worden gemaakt, zoals het wijzigen van de productiemethode (zoals spuitgieten en CNC-bewerking) die gebruikt wordt om sommige metaal- en kunststofonderdelen te maken.

Na eventuele laatste wijzigingen sturen de machinisten het pilootprototype naar onafhankelijke beoordelingscommissies voor certificeringen. Nadat ze deze certificeringen hebben verkregen, kan de productie eindelijk beginnen in de commerciële fase.

Terwijl sommige andere machinisten misschien andere termen gebruiken zoals proof of concept (POC) en minimum viable product (MVP), zijn deze drie termen ruwweg universeel voor prototype-ontwikkeling.

Veelvoorkomende fouten bij prototype-ontwikkeling

Vele nieuwkomers in de industrie neigen tot enkele misvattingen over de prototype-ontwikkelingsfase, wat veel problemen met het eindproduct kan veroorzaken. Voorbeelden van zulke fouten zijn:

• Geen deskundige adviezen inwinnen over hoe u door elke fase van de prototype-ontwikkeling moet voortschrijden.
• Niet een nauwkeurige kostenschatting maken.
• Onvoldoende gebruikersfeedback verzamelen. Gebruikersfeedback is cruciaal voor het succes van het proces.
• Proberen het prototype-ontwikkelingsproces in een vast tijdskader te vangen. De lengte van dit proces hangt af van de complexiteit van het onderdeel.

Een heel belangrijk deel van het maken van uw prototype-ontwikkeling een succes is het zoeken van advies van de professionals. Bij RapidDirect hebben wij alle expertise die u nodig hebt om uw productprototypoproductie een succes te maken.

Conclusie

De prototype-ontwikkeling van elk onderdeel van de productie is een deel van het proces dat veel planning en zorgvuldige overweging vereist. Terwijl u kunt kiezen om dit zelf te doen, kunt u hulp van experts zoeken, wat het werk makkelijker maakt en tijd bespaart.

RapidDirect Rapid Prototyping Services

Heeft u een bedrijf nodig dat uw prototype-ontwikkelingsproces afhandelt? Kijk niet verder, want RapidDirect heeft al de technische expertise die u ooit zult nodig hebben. Met meer dan twee decennia productieervaring hebben wij ervaren medewerkers die deskundige revisies aan uw ontwerp kunnen maken om uw product te laten slagen.

RapidDirect begrijpt dat u uitstekende service wilt en u niet veel wilt uitgeven om het te krijgen; daarom bieden wij precies dat. Bij ons krijgt u de uitzonderlijke service die u verlangt tegen een hoogst concurrerende prijs. Onze service is betaalbaar en wij gaan niet in op kwaliteit in welke fase van het proces dan ook.

Zodra u uw project aan ons toewijst, maken we inzichtelijke beoordelingen van het project gebaseerd op neutrale gebruikersfeedback. Wij luisteren ook naar welke instructies of revisies u zou willen dat wij maken. Wij gehoorzamen uw opdrachten terwijl wij u op het juiste pad begeleiden elke stap van de weg.

Veelgestelde vragen

V: Hoe lang duurt een prototype-ontwikkelingsproces?

A: Dit hangt grotendeels af van het type product. Het kan variëren van zes maanden tot een paar jaar om van de conceptfase naar commerciële productie te gaan.

V: Hoeveel kost het om een onderdeel te prototypen?

A: De prijs van prototypes varieert afhankelijk van de prototypingsfase en de complexiteit van het product. Bijvoorbeeld, het uiterlijksprototype kan variëren van $500 – $150.