O que é um protótipo funcional e como você cria de maneira mais eficaz? Este artigo cobre o objetivo de protótipos funcionais, materiais comuns, processos de fabricação usados para criá -los, dicas sobre a redução de custos e prazos de entrega e muito mais.
Depois de criar um protótipo inicial, é hora de passar para a fase de prototipagem funcional do processo de fabricação. Embora os protótipos iniciais permitam explorar e testar conceitos e idéias de design básico, eles geralmente são feitos de maneira muito mais rápida e barata do que os protótipos funcionais e não são adequados para lhe dar uma idéia de como sua parte funcionará em uma situação da vida real.
O que é um protótipo funcional?
Um protótipo funcional é um modelo de trabalho de uma peça usada para testar ou validar um conceito. Eles são tipicamente versões mais avançadas dos protótipos iniciais, criados com materiais mais duráveis, contendo componentes funcionais e, finalmente, mais próximos de um produto final.
A prototipagem funcional é uma parte essencial do processo de design, pois permite que engenheiros e designers identifiquem e resolvam problemas de funcionalidade antes de se comprometer com uma execução completa de produção. Também lhes dá uma idéia da fabricação de uma peça, ajudando a validar o processo de fabricação - bem como o retorno potencial do investimento de um design específico.
Quais materiais são usados para criar protótipos funcionais?
Um protótipo funcional bem -sucedido é aquele que é para todos os efeitos uma peça final. Alguns pequenos ajustes podem ser necessários para chegar até lá, mas essencialmente o que você vê é o que receberá quando a produção começar. Isso significa que muitas - se não todas - das propriedades de uma parte final devem estar presentes em um protótipo funcional. O material que você usa para criar seu protótipo funcional é extremamente importante. A seguir, três das categorias de materiais mais comuns usadas para fabricar protótipos funcionais.
Plásticos. Usado na prototipagem funcional devido à facilidade de fabricação, versatilidade e custo-efetividade. ABS, PLA e nylon estão entre os plásticos mais usados para protótipos funcionais.
Metais. Os protótipos que requerem alta resistência e durabilidade são frequentemente feitos de metal, como alumínio, aço ou titânio.
Compósitos. Os protótipos que devem ser leves - e também requerem alta resistência, rigidez e durabilidade - geralmente são feitos de compósitos, como fibra de carbono ou fibra de vidro.
Como você escolhe um material para protótipos funcionais?
Aqui estão alguns fatores que você precisa considerar ao selecionar um material para prototipagem funcional.
Resistência. Se um protótipo for exposto a produtos químicos ou temperaturas extremas, o material com o qual seu protótipo é fabricado deve ser capaz de resistir a eles.
Propriedades estéticas. Se o objetivo de um protótipo é mostrar como será uma parte final, você precisará escolher um material que possua essas qualidades ou considerar o tempo e os custos envolvidos no pós-processamento.
Processo de fabricação. O material de um protótipo deve ser compatível com o processo de fabricação usado para prototipagem. Por exemplo, a usinagem CNC é compatível com uma variedade de metais e plásticos, enquanto a impressão 3D é mais adequada para diferentes tipos de plásticos.
Custo e disponibilidade. Dependendo da escala do seu projeto, o custo e o tempo podem desempenhar grandes papéis na criação de um protótipo funcional. Os orçamentos menores exigirão materiais de baixo custo e os prazos apertados precisam de métodos de fabricação mais rápidos.
Quais processos de fabricação são usados para criar protótipos funcionais?
Os protótipos funcionais podem ser tecnicamente criados usando qualquer processo de fabricação. Alguns, no entanto, são mais práticos que outros. A escolha do processo de fabricação correto afetará bastante a eficiência do seu projeto, em termos de custo e tempo.
Os métodos de fabricação mais comuns usados para criar protótipos funcionais são a usinagem CNC e a impressão 3D. O processo certo dependerá predominantemente da complexidade da parte e das propriedades do material exigido, da quantidade de protótipos necessários, bem como de quaisquer restrições de orçamento ou tempo.
Usinagem CNC. Com a usinagem CNC, você pode criar protótipos funcionais em uma ampla gama de materiais, incluindo metais, plásticos e compósitos. A precisão e a precisão da tecnologia o tornam ideal para criar protótipos com tolerâncias rígidas e geometrias complexas.
Impressão 3D. A modelagem de deposição fundida (FDM) e a estereolitografia (SLA) são duas tecnologias de impressão 3D frequentemente usadas para criar protótipos funcionais, especialmente quando os plásticos são a escolha certa do material para o seu projeto. Ambos são relativamente rápidos e acessíveis e são capazes de criar geometrias e estruturas complexas.
Como você reduz o custo e o tempo de entrega ao fabricar protótipos funcionais?
Embora existam custos associados à prototipagem funcional, não é certo pular completamente a fase. Considere a prototipagem funcional de um investimento precoce na produção de lote, pois você poderá identificar falhas de design e fabricação da sua parte - além de entender o seu futuro retorno do investimento. Dito isto, existem várias etapas que você pode tomar para reduzir custos e prazos de entrega associados à prototipagem funcional.
Projeto para fabricação (DFM). Ao projetar um produto com sua fabricação em mente, é mais fácil criar protótipos funcionais que refletem com precisão o produto final e que podem ser produzidos de maneira eficiente e econômica. A ferramenta DFM da Protolabs Network avalia seu design para obter os melhores resultados no estágio de cotação.
Terceirização: a terceirização da fabricação de protótipos funcionais para uma rede de fabricação, como a rede Protolabs, pode ajudar a reduzir os prazos e os custos da entrega, oferecendo cotações instantâneas, pedidos otimizados e feedback imediato sobre a fabricação de protótipos.
Padronização. A padronização dos processos de design e produção para protótipos funcionais pode ajudar a reduzir custos e tempo de condução, eliminando variações desnecessárias.
Como você passa da prototipagem funcional para a produção em lote?
Depois que um protótipo funcional foi criado e aprovado, é hora de tomar medidas para a produção de lote. No entanto, isso não significa que você deve mergulhar imediatamente. Um bom processo de produção é cauteloso, mas eficiente. Para conseguir isso, você pode dar vários passos. Saiba mais sobre como produzir peças de uso final.
Realizar uma corrida piloto. Uma execução piloto envolve a produção de um pequeno lote do produto para testar o processo de fabricação e identificar possíveis problemas que possam surgir.
Otimize o processo de produção. Com base nos resultados da execução do piloto, o processo de produção pode ser otimizado para melhorar a eficiência e reduzir os custos.
Ampliar a produção. Depois que o processo de produção for otimizado, a produção de lote pode ser ampliada para atender à demanda.
Monitore e melhore os processos. O monitoramento contínuo e a melhoria do seu processo de produção podem ajudar a reduzir custos e melhorar a eficiência ao longo do tempo.
