Prototipado during the product development process can answer many questions that might arise on the road to committing to a final design. The prototypes themselves can be simple or complex, depending on which questions need answering. Building prototypes can avoid costly mistakes later on during product manufacturing where design errors become expensive to correct. A rule of thumb is that a change during the design phase that costs a dollar will cost a hundred dollars to fix in production. For this reason, prototyping is considered to be a fundamental step, or sequence of steps, in most product development efforts.
Los prototipos pueden clasificarse de manera general según la percepción que proporcionan del producto final. Los prototipos de forma dan expresión física a la forma del producto terminado. Los prototipos de ajuste evalúan cómo podría sentirse el producto terminado para un usuario o verifican las restricciones internas de las piezas acopladas. Los prototipos de función podrían usarse para probar cómo podría funcionar el producto bajo condiciones extremas ambientales, o para determinar si durará durante toda su vida útil propuesta. Un prototipo no tiene que ser un modelo físico real; gran parte de la actividad se realiza en el mundo del prototipado virtual.
Un aspecto importante del prototipado es la forma en que el prototipo se presta a las pruebas. Tales pruebas pueden incluir pruebas de concepto del producto, pruebas de prueba de concepto, pruebas de prototipo virtual, pruebas alfa y beta, y pruebas de preproducción.
Concepto de Producto
Los prototipos de concepto de producto generalmente sirven para demostrar la forma y el diseño del producto final a las partes interesadas potenciales. Por lo general, se dedica poco o ningún esfuerzo a definir el interior del modelo (piensa en modelos de arcilla en la industria automotriz). Los prototipos de forma a menudo se preparan para esta etapa, con la idea de evaluar el exterior del producto (¿Parece anticuado? ¿Son correctas las dimensiones y proporciones?) Los acabados pueden simularse en esta etapa, lo cual puede influir en los materiales finales seleccionados para su uso en una carcasa, por ejemplo.
Prueba de Concepto
Los prototipos de prueba de concepto pueden no parecerse en absoluto a la forma física del producto final. Estos están destinados a validar que el producto funcionará de la manera esperada. Los prototipos involucrados en las pruebas de prueba de concepto suelen ser de tipo funcional: los materiales utilizados para fabricarlos y los métodos de fabricación empleados en su elaboración pueden diferir considerablemente de los utilizados en el producto final de producción. A menudo se emplea equipo de prueba especializado. Por ejemplo, un diseñador de envases que desea desarrollar un nuevo sello que se pueda despegar, podría usar una variedad de probadores de tracción para determinar la resistencia del sello entre varios materiales y ayudar a seleccionar una opción adecuada para la producción.
Prototipado Virtual
Se obtiene mucho mediante la aplicación de modelado sólido y análisis de elementos finitos para evaluar cómo las piezas podrían interferir entre sí en un ensamblaje. Los datos pueden usarse para analizar el estrés que las piezas soportarán durante su funcionamiento, y se pueden realizar cambios durante la etapa de diseño para prolongar el tiempo hasta la falla. El prototipado virtual también desempeña un papel en el desarrollo del concepto del producto, ya que se crean fácilmente representaciones 3D realistas y los datos se importan fácilmente a impresoras de prototipado rápido para crear modelos de forma, aunque no funcionales, de diseños terminados.
Pruebas Alfa
Las pruebas alfa son la primera etapa de las pruebas del producto final, generalmente realizadas en un prototipo fabricado en su forma final prevista, usando materiales similares, si no idénticos, a los previstos para el producto terminado. Los procedimientos de fabricación para las pruebas alfa generalmente difieren de los utilizados en la producción, ya que los volúmenes son mucho menores. Por ejemplo, los plásticos involucrados en los prototipos de prueba alfa podrían ser mecanizados, mientras que en la versión de producción podrían ser moldeados. Las pruebas alfa suelen realizarse internamente.
Pruebas Beta
Las pruebas beta generalmente se realizan en prototipos construidos con los materiales finales de producción y utilizando los mismos pasos de fabricación que se emplearán para hacer el producto final. A diferencia de las pruebas alfa, las pruebas beta a menudo involucran la participación de usuarios finales y estos aportes se utilizan para realizar cambios de última hora en el producto, el proceso de producción, etc., antes de que el producto se lance a la producción.
Pruebas de Preproducción
Las pruebas de preproducción se realizan en productos finales idénticos a los que se venderán a los clientes. Aún pueden hacerse pequeñas modificaciones en los procesos de fabricación, diseño, etc., basándose en los resultados de estas pruebas; por lo tanto, todavía pueden considerarse pruebas de prototipado. Organizaciones como UL (para productos eléctricos) y la CPSC (para productos infantiles) prueban estos “prototipos” terminados antes de otorgar sus marcas de aprobación.
Servicios de Prototipado
Inventores y desarrolladores de productos que buscan ayuda para producir prototipos disponen de todo tipo de conocimientos y servicios. Algunos proveedores se especializan en ciertos tipos de productos: juguetes o placas de circuito, por ejemplo. Otros están configurados para fabricar prototipos con diversos materiales, como acrílico o nylon, o como fabricaciones de chapa metálica. Otros aún atienden industrias específicas, como la automotriz o aeroespacial. También hay muchas empresas que se especializan en desarrollo de productos y manejan muchas fases del proceso, incluyendo el prototipado de, por ejemplo, electrónica de consumo. Los fabricantes de productos personalizados, como artículos cosidos, a menudo pueden ser llamados para fabricar prototipos.
Dada la popularidad de la fabricación aditiva, es prudente recordar que este campo alguna vez fue conocido como prototipado rápido, y todavía ofrece muchas oportunidades para producir rápida y económicamente pequeños lotes de prototipos. Los cambios de diseño pueden implementarse rápidamente en la impresión 3D. El proceso es muy adecuado para producir modelos de forma y ajuste; los modelos funcionales construidos de esta manera aún pueden ser desafiantes, ya que los materiales aditivos no siempre emulan las características de los materiales que finalmente se utilizan en las piezas de producción. Hay muchas empresas que ofrecen estos servicios.
Procesos de prueba
El prototipado puede considerarse como una secuencia de pasos que lleva un producto a lo largo del camino de desarrollo, desde la concepción hasta la creación. El proceso a menudo se retrocede a medida que nueva información de las pruebas de prototipos envía a los diseñadores de regreso a sus mesas de dibujo. Hay muchas áreas de interés a considerar durante las fases de prototipado, incluyendo la usabilidad del producto, la manufacturabilidad y la seguridad. Algunos productos, como alimentos o medicamentos, requieren planes de prueba rígidos para las pruebas de la FDA. Las empresas que se especializan en desarrollar estos productos pueden ser útiles para ayudar a los inventores a superar estos diversos obstáculos gubernamentales.
Resumen
This article presents a brief discussion of prototyping including the different types and when they are utilized in the product development process. For more information on related products, consult our other guides or visit XTJ to locate potential sources of supply or view details on specific products.
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