Drie bewezen strategieën voor productie-prototypingprojecten

Gepost op 2 augustus 2019 | Door Hazel, Projectmanager bij WayKen

Een prototypingproject speelt een rol bij het creëren en modelleren van een fysieke vorm om alternatieve benaderingen te testen en het ontwerp te valideren. Prototyping in systeemanalyse en ontwerp wordt vele keren herhaald vóór het eindproduct. Men kan zeggen dat bijna elk nieuw product zijn prototype voorbeelden nodig heeft voordat het publiekelijk wordt gelanceerd.

Wat is een prototypingproject?

Het prototypingmodel is een systeemontwikkelmethode waarbij een prototype wordt gebouwd, getest en zo nodig herwerkt tot een acceptabel prototype is bereikt, waaruit het complete systeem of product kan worden ontwikkeld. Hoewel de typen prototyping kunnen variëren in materiaal, schaal en technologische toepassingen in verschillende fasen, kan evolutionair prototyping het nieuwe product 크게 helpen tot stand te komen.

De prototypingtechnieken kunnen in het algemeen in drie typen worden verdeeld: Rapid Prototyping, CNC-bewerking en Rapid Tooling. Hun unieke voordelen maken elk geschikt voor verschillende situaties. Ze kunnen meestal worden beschouwd als drie projectmanagementstappen voor prototypingprojecten.

Drie sleutelstappen voor prototypingprojecten

Stap 1: Rapid Prototyping

In de initiële fase van prototypingprojecten is rapid prototyping via 3D-printen een snelle, eenvoudige en kosteneffectieve manier om het ontwerp van prototype-ideeën om te zetten in echte objecten. Een prototype-model via 3D-printen kan initieel prototypes creëren om een lijkt-allemaal object te presenteren dat voortkomt uit het ontwerp. Over het algemeen zijn prototypingmodellen die via 3D-printen worden gemaakt, meestal bedoeld voor visuele presentatie op de korte termijn. Ontwerpers hebben bijvoorbeeld het prototype-model nodig om een presentatie te geven voor focusgroepen en hun ontwerp overtuigender te maken.

Het kiezen voor 3D-printen is zinvol wanneer ontwikkelaars nodig hebben:

• Een goedkoop kunststof-prototypemodel;
• Onderdelen met zeer complexe geometrie;
• Een doorlooptijd van 2-5 dagen;
• Specialistische materialen.

Stap 2: CNC-bewerking

CNC-bewerking levert hoog-nauwkeurige onderdelen met uitstekende fysieke eigenschappen direct vanuit een CAD-bestand. Ontwikkelaars gaan over tot bewerkingsprojecten wanneer ze een prototype-model van hun nieuwe ontwerp willen voor niet alleen esthetische presentatie, maar ook functionele tests. Voor fabrikanten zoals WayKen met 20 jaar ervaring in CNC-prototypingdiensten, uitgerust met zowel 3-as als 5-as machines, kunnen ze een gecombineerde bewerkingsoplossing bieden voor prototypingprojecten om hoog-nauwkeurige onderdelen te bereiken en kosten te besparen.

Als algemene regel: onderdelen met relatief eenvoudige geometrie die met beperkte inspanning via een aftrekkend proces geproduceerd kunnen worden, dienen in het algemeen CNC-gebearbeid te worden, zeker bij metalen onderdelen.

CNC biedt grotere dimensionale nauwkeurigheid en produceert onderdelen met betere mechanische eigenschappen dan 3D-printen, wat ontwikkelaars helpt de functies van hun ontwerpen te testen. De doorlooptijd is meestal binnen 2 weken met een korte doorlooptijd.

Stap 3: Rapid Tooling

In de meeste gevallen is rapid tooling een brug tussen prototype en productie, wat met injectiegieten de laatste stap kan zijn vóór de productierun. Rapid tooling bestaat uit aluminium of zacht staal, een standaard gietmouldbasis en hand-inserts.

Het is geschikt wanneer traditioneel injectiegieten ofwel verbodelijk duur is of niet nodig voor het benodigde onderdeel of volume. Het is dus een perfecte manier om kosten te minimaliseren wanneer een kleine serie nodig is voor markttests of wanneer grote volumes in de toekomst niet vereist zullen zijn.

WayKen biedt twee injectiegiet-serviceopties voor rapid tooling: één is geschikt voor kleinere hoeveelheden die vaak geassocieerd worden met prototyping, de andere past bij grotere hoeveelheden die gebruikelijk zijn in lage-volumeproductie.

De prototypingmodellen via 3D-printen hebben nadelen, zoals beperkte materiaalkeuze, lage sterkte en lage weerbestendigheid.

Dit is een prototypingproject van een aluminiumbehuizing met nauwkeurige CNC-bewerking. In dit geval kunnen deze aluminiumonderdelen worden gebruikt in functionele tests als de eindversie met goede eigenschappen en hoge nauwkeurigheid. Bijna alle gangbare metalen, zoals aluminium, staal en messing, kunnen door CNC-gereedschappen bewerkt worden. Voor bewerkte metalenonderdelen is er weinig verschil tussen prototypes en serieproducten.

Naast CNC-bewerking werden de ribben en de doorgaande gat geboord met Wire EDM. WayKen heeft de capaciteit om 3-as of 5-as CNC-frezen te combineren met auxilière processen, zoals EDM en wire EDM. We kunnen het efficiënte, precieze CNC-aluminiumbewerkingsproces bereiken, met name voor typische aluminiumoppervlakteafwerkingen.

Voorbeelden van prototypingprojectmanagement

• Voorbeeld één: Prototypingproject van 3D-printen via SLA

Dit is een auto-prototypemodel gebruikt in projectpresentaties, afgeleid van het originele ontwerp. Het heeft het uiterlijk van het nieuwe product. Stel je voor: een ontwerper staat voor een focusgroep en wil hen overtuigen van de uitstekende voordelen van zijn ontwerp ten opzichte van anderen. Als hij een prototype-model in handen houdt, kan hij het publiek direct laten zien en begrijpen wat zijn ontwerp inhoudt, wat een diepe indruk achterlaat.

Het auto-prototype is gemaakt van fotogevoelige hars, oorspronkelijk beigekleurig, en daarna afgewerkt met glansverf op bepaalde plekken en zeefdruk voor letters en logo. Overigens worden de meeste nabewerkingen voor prototypes handmatig uitgevoerd, wat relatieve arbeidskosten met zich meebrengt.

• Voorbeeld twee: Prototypingproject van CNC-gebearbeide aluminium

Dit is een prototypingproject van een aluminiumbehuizing met nauwkeurige CNC-bewerking. Deze aluminiumonderdelen kunnen in functionele tests worden gebruikt als de eindversie met goede eigenschappen en hoge nauwkeurigheid. Bijna alle gangbare metalen, zoals aluminium, staal en messing, kunnen door CNC-gereedschappen bewerkt worden. Voor bewerkte metalenonderdelen is er weinig verschil tussen prototypes en formele producten.

Naast CNC-bewerking werden de ribben en het doorgaande gat geboord met Wire EDM. WayKen heeft de capaciteit om 3-as of 5-as CNC-frezen te combineren met auxilière processen, zoals EDM en wire EDM. We kunnen het efficiënte, precieze CNC-aluminiumbewerkingsproces bereiken, met name voor typische aluminiumoppervlakteafwerkingen.

• Voorbeeld drie: Prototypingproject van Rapid Injectiegieten via Rapid Tooling

Dit is een prototypingproject van een auto-verlichtingsbezel. Voor 100 plastic onderdelen had het goedkoper geprodukt kunnen worden met andere methoden, zoals vacuümgieten. De keuze voor rapid tooling was dat de ontwikkelaar onderdelen wilde die industriële tests konden doorstaan met eigenschappen dicht bij het eindproduct. Bovendien kan rapid tooling, vergeleken met traditionele moulds, binnen korte doorlooptijd en met relatief lagere kosten geproduceerd worden.

Bij WayKen maken we de DFM (Design for Manufacturing) voor alle rapid injectiegietprojecten vóór de mould-bewerking en bieden deze aan klanten om risicoanalyse te begrijpen en CAD-bestanden aan te passen op basis van suggesties. Vóór de delenproductie sturen we monsters naar klanten om de kwaliteit te bevestigen en starten pas de productie nadat de kwaliteit door klanten is erkend.

Als u geïnteresseerd bent in meer informatie over prototypingprojecten van WayKen, kunt u contact opnemen via info@waykenrm.com. Alle vragen over prototypingprojecten worden gewaardeerd, niet alleen voor offertes.