Hoe zal het prototype van de toekomst veranderen?

In de steeds digitaler wordende wereld van vandaag vertrouwen ingenieurs en ontwerpers op gegevens die op een scherm kunnen worden weergegeven om met succes modellen te produceren. Maar bij productontwikkeling kan het belang van fysieke interactie met ontwerpen in de vorm van prototypes niet genoeg worden benadrukt.

Vóór het digitale tijdperk, prototyping was een hands-on vaardigheid. Het ervaren personeel maakt 3D-modellen van ontwerpen met behulp van een verscheidenheid aan handgemaakte technieken. Meer recentelijk hebben gedigitaliseerde ontwerpgegevens de taak van het visualiseren van onderdelen in 3D vereenvoudigd en de manier verbeterd waarop ontwerpen overgaan van het scherm naar de fysieke wereld.

Hoewel de behoeften waaraan prototypes beantwoorden niet zijn veranderd, namelijk pasvormtesten en esthetische beslissingen, functionele en ergonomische tests en initiële productie op lage snelheid, evolueert de prototypingtechnologie zelf voortdurend. Lees verder voor tips over het gebruik van moderne prototypingtools, vandaag en in de toekomst.

Modelbouw werkt samen over afstanden en disciplines

Decennialang hebben ontwerpvergaderingen de vorm aangenomen van een groep ingenieurs die rond een vergadertafel zitten en samen een fysiek prototype bekijken.

In de wereld van vandaag zijn ontwerpteams verspreid over de hele wereld, met ingenieurs die verantwoordelijk zijn voor mechanisch, elektrisch en codeontwerp, evenals marketingexperts en leveranciers. Moderne CAD-platforms stellen ingenieurs in staat om tegelijkertijd ontwerpen bij te werken en wijzigingen die door teamleden zijn aangebracht in realtime vanaf elke locatie te bekijken.

Optimaliseer uw onderdelen met software

Het productontwerpproces was vroeger gebaseerd op iteratieve en incrementele verbeteringen. De module voor het genereren van topologie die in sommige CAD-platforms is opgenomen, versnelt wijzigingen. Deze techniek, ook bekend als generatief ontwerp, voert de belangrijkste prestatie- en fabricagevereisten in software, die vervolgens een reeks geoptimaliseerde ontwerpen oplevert die in staat zijn om gespecificeerde prestaties te bereiken terwijl het materiaalgebruik wordt geminimaliseerd.

In de toekomst kunnen organische topologieën ontwerpers helpen anders te denken over hoe onderdelen eruitzien en functioneren, en ze kunnen ook materiaalverspilling verminderen om de duurzaamheid te verbeteren en kosten te besparen.

De gegevens van het modelprototype kunnen in realtime worden geanalyseerd

Ingenieurs doorliepen prototypes om er zeker van te zijn dat ze presteerden zoals verwacht. In veel gevallen kunnen moderne CAD-tools hetzelfde werk virtueel doen.

Met ingebouwde analysetools kunnen ingenieurs reacties op factoren zoals stress, vermoeidheid, verwarming of koeling, vloeistofstroom en meer bekijken voordat fysieke onderdelen worden gemaakt. Om de prestaties te verbeteren, kunnen ze het ontwerp herhalen en on-the-fly opnieuw analyseren.

Gegevens naar de 3D-printer sturen

Additive manufacturing, of 3D-printen, is een van de vele manieren om fysieke prototypes te maken. In sommige toepassingen waarderen ingenieurs deze aanpak omdat het onderdelen kan genereren die niet kunnen worden gemaakt met andere productietechnieken en waarvoor geen extra gereedschap nodig is. Om de toepassing ervan verder te vereenvoudigen, hebben sommige CAD-platforms bestandsindelingen die compatibel zijn met de generatie van de software voor 3D-afdrukpaden die naadloos samenwerken.

Genereer een CNC-programma in één seconde

CNC-bewerking is een subtractieve productiemethode voor metalen en technische kunststoffen, vaak gebruikt om fysieke prototypes te genereren. De code die het bewerkingsproces bestuurt, werd vroeger handmatig of met stand-alone CAM-software gemaakt, maar de huidige CAD-pakketten hebben geïntegreerde modules die CNC-productieprofielen maken. In sommige gevallen kunt u met deze modules visueel het effect van materiaalverwijdering zien voordat de bewerking begint.

Onderdelen kunnen worden gecontroleerd op fabricageproblemen

Design for Manufacture (DFM) was vroeger een techniek waarvoor productie-ingenieurs moesten leren en zich in de loop van de tijd moesten verzamelen. Fysieke prototypes zijn niet altijd succesvol in het opsporen van potentiële productiehindernissen, omdat ze vaak worden vervaardigd met andere technieken dan die worden gebruikt bij volledige productie.

Moderne CAD-softwarepakketten hebben DFM-modules die maakbaarheidsproblemen signaleren voordat producten op de productielijn worden gezet.

Klanten kunnen in realtime offertes ontvangen

Hoewel fysieke prototypes u veel tastbare en immateriële deelgerelateerde ervaringen kunnen opleveren, kunnen ze niet voorspellen hoeveel uitbestede productie zal kosten. Met sommige van de huidige CAD-pakketten kunnen ingenieurs een offerte aanvragen voor het maken van een ontwerp met behulp van een geselecteerde fabricagetechniek. Wanneer het CAD-bestandsformaat een veelgebruikt formaat is, kunnen technici onmiddellijk contact opnemen met leveranciers om de productie uit te besteden of samen te werken aan onderdeelverbeteringen.

Help producten krachtig te herhalen

Het proces van het maken van fysieke prototypes kan tijdrovend zijn. Door op deze onderdelen te vertrouwen voor pasvormtesten, functionele tests of esthetische beslissingen, het verbeteren van ontwerpen of het maken van nieuwe prototypen, kan de ontwerpcyclus met weken worden verlengd.

Ingenieurs gebruiken tegenwoordig analyse-, CAM- en DFM-tools die zijn geïntegreerd in moderne CAD-pakketten en herhalen ontwerpen terwijl ze verbeterpunten identificeren en automatisch relevante downstream-producten bijwerken, zoals productieplannen, inspectiedocumentatie en leveranciersgegevens.

Augmented reality helpt producten beter

Augmented reality (AR) vervangt steeds vaker fysieke prototypes. Tegenwoordig kan de hierboven beschreven ontwerpteamvergadering een schaalmodel gebruiken dat op een vergadertafel wordt geprojecteerd, of een schaalmodel dat op het bureaublad van elke deelnemer aan een videoconferentie wordt geprojecteerd, en een realistisch virtueel model van het onderdeel kan ontwerpers helpen weloverwogen esthetische beslissingen te nemen.

Implementeer een virtuele rondleiding door het product

Overweeg voor een meer meeslepende ervaring virtual reality (VR) te gebruiken, een technologie waarmee ontwerpers en andere belanghebbenden, zoals eindgebruikers en marketingprofessionals, producten op echte schaal kunnen ervaren. Met sommige VR-modellen kunt u door ontwerpfuncties navigeren en deze manipuleren. Ontwerpers kunnen dan ergonomische feedback opnemen en feedback ervaren voordat ze in productie gaan.