Prototypen sind physische Manifestationen von Ideen, laufende Iterationen eines Produkts während seiner Entwicklung. Sie sind wesentlich für die Weiterentwicklung eines Produkts, da sie Ingenieuren ermöglichen, eine greifbare Version ihres Projekts zu testen und basierend auf den Ergebnissen Änderungen vorzunehmen; um 'iterativ' zu entwerfen. Prototyping während des Produktdesigns führt zu gut gestalteten Produkten, die funktionieren.
Was ist ein funktionierender Prototyp?
Es gibt verschiedene Arten von Prototypen, die von weniger realistisch ('niedrige Fidelity, nicht funktionsfähig oder teilweise funktionsfähig) bis hin zu realistischeren (hohe Fidelity, funktional, vergleichbar mit Endprodukten) reichen. Ein 'funktionierender' Prototyp ist einer, der so funktioniert wie das endgültige Produkt, wodurch Konzepte und Prozesse getestet werden können. Dies ist unerlässlich, um richtig zu verstehen, wie gut das Produkt seinen Zweck erfüllt oder ob es überhaupt tut. In diesem Artikel werden wir den Unterschied zwischen funktionalen und nicht-funktionalen Prototypen erläutern und die besten Wege, um einen funktionierenden Prototyp herzustellen.
Funktionale vs Nicht-Funktionale Prototypen
Nicht-funktionale Prototypen haben in der Produktentwicklung dennoch ihre Verwendung, da sie ästhetische Modelle sind, die verwendet werden, um das Erscheinungsbild des Produkts zu verfeinern oder es vor der Herstellung zu präsentieren, aber es kann nicht geleugnet werden, dass funktionierende Prototypen in der Produktentwicklungsreise wichtiger sind.
Funktionale Prototypen variieren in ihrer Genauigkeit im Vergleich zum Endprodukt, einige sind einfach und rudimentär, andere vergleichbar mit dem Endprodukt. Die Beispiele mit niedriger Fidelity sollten jedoch nicht übersehen werden, da sie eine Rolle in den frühen Entwicklungsphasen spielen, einer Phase im Entwicklungsprozess, die arguably die bedeutendste ist.
Einen funktionierenden oder funktionalen Prototyp aus Holz bauen
Ein Prototyp, der die Aufgabe erfüllt. In Episode sechs unseres Podcasts sagte Rich Walker, Direktor von Shadow Robots: „Der erste Hand, den wir gebaut haben, war handgeschnitzt aus Holz.“ Ihr zweiter Prototyp wurde dann hauptsächlich aus dünnen Perspex-Platten in Kombination mit Aluminiumresten ausgeschnitten.
Der Holzprototyp von Shadow Robot ermöglichte es ihnen schließlich, die weltweit geschickteste Roboterhand zu entwickeln, die mit unglaublich hochentwickelten Materialien und komplexem Design hergestellt wurde. Der Wert selbst einfacher funktionierender Prototypen sollte nicht unterschätzt werden.
Herstellungsmethoden für funktionierende Prototypen
Während es großartig ist, einen funktionierenden Prototyp aus geschnitztem Holz oder Papierresten zu bauen, ist es oft viel schneller und einfacher, Iterationen mit den verfügbaren Fertigungstechnologien durchzuführen. Hier sind die am meisten empfohlenen Rapid-Prototyping-Prozesse für die Herstellung funktionierender Prototypen:
1. 3D-Druck
Additive Fertigung ist eine gängige Methode des Prototypings, insbesondere für Projekte, die ihre Prototypen besonders schnell benötigen. Dies ist ideal für Produktentwickler, die sich mit iterativem Design beschäftigen, bei dem Geschwindigkeit entscheidend ist. 3D-Druck ist der schnellste, einfachste und oft kostengünstigste Ansatz für Prototyping.
Vorteile und Nachteile des 3D-Drucks
3D-Druck ist ein Oberbegriff, der eine Reihe spezifischer Prozesse beschreibt. Jeder dieser Prozesse hat seine eigenen Vorteile und Nachteile, um unterschiedlichen Projekten gerecht zu werden, einschließlich kompatibler Materialauswahl, die jeweils spezifisch ist.
Additive Fertigungstechnologien sind schnell, aber nicht alle Drucker sind für funktionale Anwendungen geeignet. Zu den beliebtesten 3D-Drucktechnologien für den Bau funktionaler Prototypen gehören Selektives Lasersintern (SLS) und Multi-Jet Fusion (MJF).
2. Vakuumguss
Vakuumguss kombiniert die ästhetischen Vorteile des 3D-Drucks mit der Fähigkeit, weniger fragile, funktionale Teile herzustellen. Als Verfahren ist es relativ schnell und kostengünstig, bietet eine schnelle Produktionszeit, ohne die Qualität des Prototyps zu beeinträchtigen. Es ist ideal für die Herstellung genauer und detaillierter funktionaler Teile mit Produktionsergebnissen, einschließlich Farbe, Oberfläche und Textur des Objekts.
Zusätzlich dazu können Sie auch Vakuumguss-Prototyping verwenden, um eine Reihe von Polyurethanmaterialien zu testen und ihre Kompatibilität mit der Verwendung Ihres Produkts zu prüfen. Vakuumguss ist eine gute Option für diejenigen, die das Beste aus beiden Welten in ihrem Prototyp wünschen, Gegenstände, die die Ästhetik genau repräsentieren sowie funktional sind.
Erstellung eines funktionierenden Prototyps mit Vakuumguss-Techniken
Wenn man dies sagt, ist bei der Prototypenentwicklung nur ein sehr kleines Volumen an Einheiten erforderlich, um das Produkt zu testen, manchmal wird nur ein Stück benötigt. Für den Vakuumguss muss jedoch eine individuelle Form erstellt werden, was zusätzliche Kosten und Vorlaufzeiten für Ingenieure verursachen kann, die höchstens nur wenige Einheiten benötigen.
Wenn man dies sagt, erfordert die Prototypenentwicklung nur eine kleine Anzahl von Einheiten, um das Produkt zu testen, meistens wird nur eine benötigt, und beim Vakuumguss müsste für jede neue Iteration eine neue individuelle Form erstellt werden. Dies könnte den Entwicklern zusätzliche Zeit und Geld kosten, weshalb dies bei der Entscheidung, welcher Prozess am besten geeignet ist, berücksichtigt werden sollte.
3. CNC-Bearbeitung
CNC-Bearbeitung erfordert keine Form, spart somit Zeit und Kosten und erstellt voll funktionsfähige Prototypen für den Endgebrauch. Diese Methode bietet nicht nur die Möglichkeit, Tests an einer Vielzahl von Produktionsmaterialien (einschließlich Metallen und Kunststoffen) durchzuführen, sondern auch die Genauigkeit, die CNC bietet, ist im Prototyping von unschätzbarem Wert.
Je präziser der Prototyp, desto genauer sind die Testergebnisse und desto schneller erfolgt die Produktentwicklung. CNC ist so genau, dass Form, Toleranzen und die Passgenauigkeit der Teile mit diesen Prototypen getestet werden können. Dieser Prozess produziert voll funktionsfähige Prototypen, die das Endprodukt sein könnten, sodass viel Zeit und Geld im Produktentwicklungsprozess eingespart werden können.
Building a Working Prototype With XTJ Rapid
When building a working prototype, there are a number of options available to you, but first you should consider the specific needs of your individual project. What stage of development are you in? Would a rudimentary prototype answer your questions? Do you need to test the properties of a specific material? What is the end-use of your product? Only when you consider your specific project is when you can then determine which manufacturing process is the most suitable for you, and get you on your way to realising the final iteration of your product.
If you have any questions about the prototyping services we offer,
or you’re unsure as to which process will suit you, please don’t hesitate to get in touch with us at [email protected]. If you’re ready to order your prototype, you can do so through our instant quotation tool.
XTJ ist ein führender OEM-Hersteller, der sich der Bereitstellung von Komplettlösungen von Prototyp bis Produktion verschrieben hat. Wir sind stolz darauf, ein nach ISO 9001 zertifiziertes System für Qualitätsmanagement zu sein, und wir sind bestrebt, in jeder Kundenbeziehung Mehrwert zu schaffen. Das tun wir durch Zusammenarbeit, Innovation, Prozessverbesserungen und außergewöhnliche Handwerkskunst.
