مقدمه
یک تصور اشتباه رایج در مورد نمونه سازی این است یکسری نمونه سازی در اوایل چرخه توسعه محصول باید انجام شود. اما حقیقت این است که بسیاری از مهندسان از نمونه سازی در چندین مرحله استفاده می کنند که در مراحل اولیه و اغلب برای ارائه، آزمایش و تکمیل ایده های خود تکرار می شوند.
با پرینت سه بعدی و خدمات تولید آنلاین، تولید نمونه اولیه سریع و ارزان هرگز آسان تر نبوده است. بسیاری از مهندسان می دانند که نمونه سازی فقط برای توسعه سریع نمونه اولیه نیست، بلکه می تواند در مراحل مختلف اعتبارسنجی یک محصول جدید نیز نقش داشته باشد. از مهندسی گرفته تا فروش و تحقیقات بازار، داشتن یک نمونه اولیه به روز شده در دست می تواند برای دستیابی به بهترین نتایج پروژه بسیار ارزشمند باشد.
برای کمک به شما در تکمیل طراحی خود و صرفه جویی در هزینه ها، ما لیستی از 5 مرحله اصلی نمونه سازی را گردآوری کرده ایم و اینکه کدام فرآیندهای تولید برای هر کدام مناسب تر است. پس با ما همراه باشید.
1. مفهوم محصول
مدل های مفهومی محصول یا مدل های فیزیکی اغلب برای فروش یک ایده به ذینفعان داخلی و خارجی استفاده می شود. هدف کانسپت محصول، توسعه یک مدل فروش است و در مراحل اولیه توسعه محصول مفید است.
در این مرحله، نمونه‌های اولیه بسته به آنچه مورد نیاز است، می‌توانند طیف گسترده‌ای از قیمت‌ها را داشته باشند. از نمونه‌های اولیه سریع و نسبتا ارزان‌قیمت پرینت سه‌بعدی که می‌توانند مفهومی را در عرض چند روز زنده کنند، تا مدل‌های فروش حرفه‌ای‌تر. مدل های فروش اغلب می توانند برای بازاریابی تبلیغاتی استفاده شوند. حتی ممکن است بازخورد اولیه از طرف مشتری برای بهبود الزامات طراحی مهندسی دریافت کنند.
بهترین فرآیندها:
ماشینکاری CNC، خدمات چاپ سه بعدی، ریخته گری اورتان(پلیمر)
مدل اولیه ساخته شده توسط پرینتر سه بعدی FDM
2.اثبات مفهوم
هدف یک نمونه اولیه اثبات مفهوم، زیبایی کمتر و کاربردی تر است. الزام آن این است که عملکرد اصلی محصول را نشان دهد و ثابت کند که طراحی همانطور که در نظر گرفته شده است کار می کند. این اغلب به عنوان یک مدل رومیزی نامیده می شود زیرا ممکن است از اقلام خارج از قفسه در مونتاژ خود برای صرفه جویی در هزینه ها و اثبات عملکرد محصول استفاده شود.
نایلون چاپ سه‌بعدی SLS به دلیل هزینه کم آن در هندسه‌های مختلف، ابزار ارزشمندی برای ساختن مدلی از طراحی مفهومی، وسایل و سایر ویژگی‌ها است. استفاده از چندین فرآیند تولید در هنگام ساختن یک اثبات مفهوم به منظور دستیابی به اهداف عملکردی غیر معمول نیست.
بهترین فرآیندها
چاپ سه بعدی SLS، چاپ سه بعدی MJF، چاپ سه بعدی فلزی، ورقکاری فلز، ریخته گری اورتان، ماشینکاری CNC
نمونه اولیه ساخته شده توسط SLS
3.طراحی صنعتی
طرح های صنعتی برای اعتبار بخشیدن به زیبایی شناسی، ارگونومی یا مقیاس یک محصول تولید می شوند. در این مرحله، نمونه اولیه محصول نهایی را شبیه سازی می شود و هدف آن تحلیل بهترین قابلیت استفاده و سهولت استفاده کلی است. اگر طراحی یک سیستم الکترومکانیکی باشد، این معمولاً جایی است که مهندسان به میزان فضای داخلی مورد نیاز برای بسته بندی PCB ها و مکانیسم های داخلی نیاز دارند و در عین حال ویژگی های خارجی مانند ارگونومی را نیز در خود جای می دهند. به طور معمول، تمرکز بر استفاده از مواد مشابه با محصول نهایی است. به عنوان مثال، چاپ سه بعدی PolyJet می تواند قطعات لاستیکی مانند ایجاد کند و SLA مواد مختلفی دارد که قطعات قالب گیری تزریقی را شبیه سازی می کنند. کربن DLS همچنین نقش قدرتمندی را برای اجزای کوچکتر ایفا می کند، زیرا می تواند مستقیماً بدون نیاز به ابزار قالب تزریق به تولید انبوه تبدیل شود. در کنار نمونه‌های اولیه ماشینکاری CNC فلزی و پرینت سه بعدی فلزی، جایگزین‌های عالی و کم‌هزینه‌ای نیز برای ساخت قطعات فلزی وجود دارد، مانند نایلون SLS با آبکاری نیکل.
بهترین فرآیندها
استریولیتوگرافی (SLA)، سنتز نور دیجیتال کربن (DLS)، پلی جت، چاپ سه بعدی SLS، چاپ سه بعدی MJF، ورقکاری فلز، ریخته گری اورتان، ماشینکاری CNC
نمونه اولیه ساخته شده توسط پلی جت
4.نمونه اولیه عملکردی
نمونه اولیه کاربردی جایی است که اثبات مفهوم با طراحی صنعتی مطابقت دارد. این محصولی است که می‌تواند مستقیماً با یک مصرف کننده به اشتراک گذاشته شود تا از آن استفاده کرده و در مقابل آن بازخورد ارائه کند. نمونه‌های اولیه عملکردی معمولاً هنوز قبل از هر سرمایه‌گذاری عمده در ابزار تولید برای کاهش اشتباهات پرهزینه یا تغییرات تجدیدنظر ساخته می‌شوند. کاربردهای بالقوه شامل تست آیرودینامیک، عملکرد مکانیکی، خواص مکانیکی و عملکرد حرارتی است.
نمونه های اولیه کاربردی اغلب به دوام نهایی و پرداخت سطح صاف تر نیاز دارند. به همین دلیل بسیاری از فتوپلیمرها مناسب نیستند و در عوض از پرینت سه بعدی ترموپلاستیک، اورتان ها و مواد سیلیکونی و همچنین قطعات ماشینکاری شده و فلزی استفاده می شود.
بهترین فرآیندها:
ریخته گری اورتان، چاپ سه بعدی MJF، کربن DLS، ورقکاری فلز، ماشینکاری CNC، چاپ سه بعدی FDM
نمونه ساخته شده توسط چاپ سه بعدی DMLS
5.تحقیقات پیش از ساخت
مدل‌های تحقیقاتی پیش از تولید به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به دست پذیرندگان اولیه، سهامداران کلیدی و مبشرهای بالقوه محصول شما برسند. این باید یک نسخه تصفیه شده از نمونه اولیه کاربردی باشد که پس از عرضه محصول شما به بازار، در حجم کمتری نسبت به تولید پیش بینی شده ساخته شده است. ارزیابی بازار باید هر گونه بازخورد نهایی را که برای موفقیت محصول شما حیاتی است ارائه دهد، و اعضای تیم داخلی ممکن است بر روی تولید، مونتاژ و برنامه ریزی لجستیک زنجیره تامین کار کنند.
اگرچه برخی از فرآیندهای پرینت سه بعدی می توانند قطعاتی را که دارای عملکرد نهایی هستند، مانند کربن DLS کنند، اما این مرحله اغلب نیاز به نمونه اولیه قالب تزریق یا ابزارسازی دارد تا محصول را در حجم تولید کوچک در مواد نهایی مورد نیاز به سرعت تولید کند. این ابزارها ممکن است طول عمر کوتاه تری نسبت به ابزار های تولید اصلی داشته باشند، در مقایسه با تولید در حجم های هزاران تا صدها هزار، اما می توانند یک معرفی دقیق در بازار ارائه دهند و بهترین کار را ارائه دهند.
بهترین فرآیندها
کربن DLS، ریخته گری اورتان، ماشینکاری CNC، ورقکاری فلز، خدمات قالب گیری تزریقی
نمونه ساخته شده توسط ماشینکاری CNC
اگر نمی دانید طراحی مهندسی مکانیک را از کجا شروع کنید و نیاز به همکاری و کمک دارید می توانید با طراحان ما در مجموعه 3DHUBS تماس بگیرید.
