How to Prototype a Product Step by Step?
Prototyping 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.
Prototypes can be loosely segregated according to what insight they provide into the final product. Form prototypes give physical expression to the shape of the finished product. Fit prototypes gauge how the finished product might feel to a user or verify the internal constraints of mating parts. Function prototypes could be used to test how the product might work under environmental extremes, or to ascertain if it will last for the duration of its proposed lifetime. A prototype does not have to be an actual physical model; much activity takes place in the world of virtual prototyping.
Een belangrijk aspect van prototyping is de manier waarop het prototype zich leent voor testen. Dergelijke tests kunnen productconcepttests, proof of concept-tests, virtuele prototype-tests, alpha- en beta-tests en preproductietests omvatten.
Productconcept
Productconceptprototypes dienen meestal om de vorm en het uiterlijk van het afgewerkte product aan potentiële belanghebbenden te demonstreren. Gewoonlijk wordt er weinig tot geen moeite gestoken in het definiëren van de binnenkant van het model (denk aan kleimodellen in de auto-industrie). Vormprototypes worden vaak voorbereid voor deze fase, met het idee om het exterieur van een product te evalueren (Ziet het er verouderd uit? Zijn de afmetingen en verhoudingen correct?) Afwerkingen kunnen in deze fase worden nagebootst, wat invloed kan hebben op de uiteindelijke materialen die worden gekozen voor gebruik in een behuizing, bijvoorbeeld.
Proof of Concept
Proof of concept-prototypes lijken misschien helemaal niet op de fysieke vorm van het uiteindelijke product. Deze zijn bedoeld om te valideren dat het product zal werken op de verwachte manier. Prototypes die betrokken zijn bij proof of concept-testen zijn meestal van de functionele soort: de materialen die worden gebruikt om ze te bouwen en de gebruikte fabricagemethoden kunnen aanzienlijk verschillen van die in het uiteindelijke productieproduct. Gespecialiseerde testapparatuur wordt vaak gebruikt. Een verpakkingsontwerper die bijvoorbeeld een nieuwe peel-achtige afdichting wil ontwikkelen, kan verschillende trektesters gebruiken om de afdichtingssterkte tussen verschillende materialen te bepalen en zo te helpen bij het kiezen van een geschikt materiaal voor productie.
Virtuele Prototyping
Veel wordt gewonnen door het toepassen van solide modellering en eindige-elementenanalyse om te evalueren hoe onderdelen elkaar kunnen beïnvloeden in een samenstelling. Gegevens kunnen worden gebruikt om de spanning te analyseren die onderdelen tijdens gebruik zullen ondergaan, en tijdens de ontwerpfase kunnen wijzigingen worden aangebracht om de tijd tot falen te verlengen. Virtuele prototyping speelt ook een rol bij productconceptontwikkeling, aangezien realistische 3D-renderings gemakkelijk kunnen worden gemaakt en de gegevens eenvoudig kunnen worden geïmporteerd in snelle prototyping-printers om vormmodellen – zij het niet-functioneel – van afgewerkte ontwerpen te maken.
Alpha Tests
Alpha-testen vormen de eerste fase van het uiteindelijke producttesten, meestal uitgevoerd op een prototype dat in de beoogde uiteindelijke vorm is gemaakt, met vergelijkbare, zo niet identieke, materialen als bedoeld voor het afgewerkte product. Fabricageprocedures voor de alpha-tests verschillen meestal van die voor productie, omdat de volumes veel lager zijn. Bijvoorbeeld, plastics die betrokken zijn bij alpha-testprototypes kunnen worden bewerkt, terwijl ze voor de productievorm mogelijk worden gespoten. Alpha-testen worden meestal intern uitgevoerd.
Beta Tests
Beta-testen vinden meestal plaats op prototypes die zijn gebouwd van de uiteindelijke productiematerialen en met dezelfde fabricagestappen die zullen worden gebruikt om het uiteindelijke product te maken. In tegenstelling tot alpha-testen, zullen beta-testen vaak de input van eindgebruikers omvatten, en deze input wordt gebruikt om laatste wijzigingen aan het product, het productieproces, enz. aan te brengen voordat het product op de markt wordt gebracht.
Preproductietests
Preproductietests worden uitgevoerd op definitieve producten die identiek zijn aan de producten die aan klanten worden verkocht. Sommige kleine aanpassingen kunnen nog worden gedaan aan productieprocessen, ontwerp, enz. op basis van de resultaten van deze tests; daarom kunnen ze nog steeds worden beschouwd als prototypingtests. Organisaties zoals UL (voor elektrische producten) en de CPSC (voor kinderproducten) testen deze afgewerkte “prototypes” voordat ze hun keurmerken toekennen.
Prototypingdiensten
Uitvinders en productontwikkelaars die hulp zoeken bij het produceren van prototypes, beschikken over allerlei expertise en diensten. Sommige leveranciers zijn gespecialiseerd in bepaalde soorten producten: speelgoed of printplaten, bijvoorbeeld. Andere zijn ingericht voor het maken van prototypes van verschillende materialen, zoals acryl of nylon, of als plaatmetaalbewerkingen. Weer anderen bedienen specifieke industrieën, zoals de automobiel- of luchtvaartindustrie. Er zijn ook veel bedrijven die gespecialiseerd zijn in productontwikkeling en vele fasen van het proces afhandelen, waaronder prototyping van bijvoorbeeld consumentenelektronica. Makers van maatproducten, zoals genaaide goederen, kunnen vaak worden ingeschakeld om prototypes te vervaardigen.
Gezien de populariteit van additieve productie, is het verstandig om te herinneren dat dit vakgebied ooit bekend stond als rapid prototyping, en het levert nog steeds veel kansen op om snel en economisch kleine aantallen prototypes te produceren. Ontwerpwijzigingen kunnen snel worden doorgevoerd in 3D-printen. Het proces is zeer geschikt voor het produceren van vorm- en pasmodellen; functiemodellen die op deze manier worden gebouwd, kunnen nog steeds uitdagend zijn omdat de additieve materialen niet altijd de kenmerken van de uiteindelijke gebruikte materialen in de productieonderdelen nabootsen. Er zijn veel dergelijke bedrijven die deze diensten aanbieden.
Testprocessen
Prototyping kan worden beschouwd als een reeks stappen die een product langs de ontwikkelingsroute van concept tot creatie brengt. Het proces keert zich vaak terug op zichzelf, omdat nieuwe informatie uit prototype-testen ontwerpers terug naar hun tekentafel stuurt. Er zijn veel interessegebieden die tijdens de prototypingfasen moeten worden overwogen, waaronder productgebruiksvriendelijkheid, maakbaarheid en veiligheid. Sommige producten, zoals voedsel of medicijnen, vereisen strikte testplannen voor FDA-testen. Bedrijven die gespecialiseerd zijn in het ontwikkelen van dergelijke producten, kunnen behulpzaam zijn bij het overwinnen van deze verschillende overheidsdrempels.
Samenvatting
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 the Thomas Supplier Discovery Platform to locate potential sources of supply or view details on specific products.
XTJ is een toonaangevende OEM-fabrikant die zich inzet voor het bieden van one-stop productieoplossingen van prototype tot productie. We zijn trots op ons ISO 9001 gecertificeerde systeem voor kwaliteitsbeheer en vastbesloten om waarde te creëren in elke klantrelatie. Dat doen we door samenwerking, innovatie, procesverbeteringen en uitzonderlijk vakmanschap.
