Longsheng

В быстро развивающихся областях технологий и инновационного дизайна важность дизайна и разработки продукции как моста, соединяющего творчество и рынок, очевидна. В качестве эффективной и гибкой стратегии разработки продукта, «Быстрое прототипирование» постепенно вошел в поле зрения людей и стал ключевой силой в продвижении инноваций в продуктах и трансформации рынка. Итак, как именно работаетПрототипированияИграете ли вы роль в разработке продукта? Как это помогает компаниям быстро реагировать на запросы рынка и повышать конкурентоспособность продукции? В этой статье мы углубимся в определение, принципы, технические методы и практическую ценность быстрого прототипирования в разработке продукта, что даст вам возможность заглянуть в секреты этой инновационной стратегии.

Что такое быстрое прототипирование?

Быстрое прототипирование, вкратце, относится к использованию передовых производственных технологий или программного обеспечения для проектирования на ранних стадиях разработки продукта для производства предварительной модели или прототипа продукта с меньшими затратами и в более короткие сроки. ЭтиБыстрые прототипыможет быть функциональным, косметическим,или даже их комбинацией и используются для тестирования, проверки концепций дизайна, оценки пользовательского опыта, презентации инвесторам или маркетинга.

Принцип заключается в том, чтобы постоянно пересматривать и улучшать дизайн продукта с помощью цикла «сборка-тестирование-обучение-обратная связь». По сравнению с традиционным процессом разработки продукта, быстрое прототипирование больше ориентировано на скорость и гибкость, что позволяет дизайнерам и инженерам обнаруживать и решать проблемы на ранних этапах разработки продукта и избегать дорогостоящих и трудоемких модификаций в дальнейшем.

Как работает быстрое прототипирование?

Быстрое прототипирование — это эффективный метод разработки продукта, который позволяет командам быстро создавать тестируемые, проверяемые прототипы на ранних стадиях разработки продукта. Ниже приводитсяБыстрый процесс прототипирования:

Анализ требований:Тесно сотрудничайте с пользователями или заинтересованными лицами для сбора и уточнения основных потребностей и функциональных требований продукта. Определите цели и объем проектирования прототипа путем сортировки и анализа требований.

Эскизный проект:По результатам анализа спроса концептуализируйте продукт и сформируйте предварительный план проектирования. Используйте нарисованные от руки эскизы, программное обеспечение для проектирования и другие инструменты для быстрого создания предварительных чертежей изделий.

Прототипирования:Используйте инструменты прототипирования или программное обеспечение, такое как Axure RP, InVision, Marvel и т. д., чтобы быстро создать цифровые технологии.Прототипирование модели. Если физическийБыстрый макеттребуется, выбрать подходящие материалы и процессы и изготовить их с помощью 3D-печати, обработки на станках с ЧПУ, ручного изготовления и т. д.

Тестирование и валидация:Пригласите целевых или потенциальных пользователей протестировать прототип и собрать их отзывы. Проводите функциональное тестирование, юзабилити-тестирование, тестирование производительности и т. д. на прототипах, чтобы убедиться, что прототип соответствует требованиям дизайна и потребностям пользователя.

Обратная связь и итерация:Внесите необходимые изменения и оптимизации вБыстрый прототип на основе результатов тестирования и отзывов пользователей. Повторяйте процесс тестирования и итераций до тех пор, пока прототип не достигнет удовлетворительных результатов.

Поставка и оценка:Предоставьте окончательный прототип проектной группе, клиенту или заинтересованным сторонам для оценки и принятия решения. Обобщите и оцените весь процесс проектирования прототипа, чтобы предоставить ориентиры для будущей разработки продукта.

Какие существуют основные методы быстрого прототипирования?

1. SLA

SLA — это промышленный процесс 3D-печати или аддитивного производства, при котором детали создаются в бассейне из фотополимерной смолы, отверждаемой ультрафиолетовым излучением, с помощью лазера, управляемого компьютером. Лазер используется для обводки и отверждения поперечного сечения конструкции детали на поверхности жидкой смолы. Затем затвердевший слой опускают чуть ниже поверхности жидкой смолы, и процесс повторяют. Каждый вновь отвержденный слой прилипает к слою под ним. Этот процесс продолжается до тех пор, пока деталь не будет завершена.

Плюсы

Минусы

Для концептуальных моделей, косметическихПрототипыи сложных конструкций, SLA может производить детали со сложной геометрией и превосходной обработкой поверхности по сравнению с другими аддитивными процессами. Стоимость конкурентоспособна, а технология доступна из нескольких источников.

Прототипы деталей могут быть не такими прочными, как изготовленные из инженерных смол, поэтому детали, изготовленные с использованием SLA, имеют ограниченное применение для функциональных испытаний. Кроме того, в то время как детали подвергаются УФ-циклу для затвердевания внешней поверхности детали, детали, изготовленные из SLA, должны использоваться с минимальным воздействием ультрафиолета и влажности, чтобы они не деградировали.

2. SLS

SLS — это один из пяти аддитивных процессов, доступных в Protolabs. В процессе SLS управляемый компьютером CO₂Лазер втягивает в горячий слой порошка на основе нейлона снизу вверх, где он слегка спекает (сплавляет) порошок в твердое вещество. После каждого слоя валик укладывает свежий слой порошка поверх слоя, и процесс повторяется. SLS использует либо жесткие нейлоновые, либо эластомерные порошки ТПУ, похожие на настоящие инженерные термопласты, поэтому детали демонстрируют большую прочность и точность, но имеют шероховатую поверхность и не имеют мелких деталей. SLS предлагает большой объем сборки, может производить детали с очень сложной геометрией и создавать долговечные прототипы.

Плюсы	Минусы
Детали SLS, как правило, более точны и долговечны, чем детали SLA. Этот процесс позволяет изготавливать прочные детали со сложной геометрией и подходит для некоторых функциональных испытаний.	Детали имеют зернистую или песчаную текстуру, и в процессе выбор смолы ограничен.

3. FDM

FDM использует метод экструзии, при котором термопластичная смола (АБС, поликарбонат или смесь АБС/поликарбоната) плавится и затвердевает слоями для формирования готового прототипа. Поскольку в нем используются настоящие термопластичные смолы, он прочнее, чем струйная обработка связующим, и может иметь ограниченное применение для функциональных испытаний.

Плюсы	Минусы
Детали FDM имеют умеренную цену, относительно прочные и могут быть хороши для некоторых функциональных испытаний. В процессе можно изготавливать детали со сложной геометрией.	Детали имеют плохую шероховатость поверхности, с выраженным эффектом ряби. Кроме того, это более медленный процесс присадки, чем SLA или SLS, и он имеет ограниченную пригодность для функциональных испытаний.

4. Обработка с ЧПУ

При механической обработке цельный блок (или стержень) из пластика или металла зажимается в фрезерном станке с ЧПУ или токарном станке соответственно и разрезается на готовую деталь с помощью процесса вычитания. Этот метод обычно обеспечивает превосходную прочность и чистоту поверхности по сравнению с любым процессом аддитивного производства. Он также обладает полными, однородными свойствами пластика, потому что он изготовлен из цельных блоков экструдированной или компрессионной термопластичной смолы, в отличие от большинства аддитивных процессов, в которых используются пластикоподобные материалы и которые строятся слоями. Диапазон выбора материалов позволяет изготавливать детали с желаемыми свойствами материала, такими как: прочность на разрыв, ударопрочность, температуры теплового изгиба, химическая стойкость и биосовместимость. При хороших допусках получаются детали, пригодные для посадочных и функциональных испытаний, приспособления и приспособления, а также функциональные компоненты для конечного использования. Ряд производителей, в том числе Protolabs, используют процессы 3-осевого фрезерования и 5-осевого индексного фрезерования наряду с токарной обработкой для изготовления деталей из различных инженерных пластиков и металлов.

Плюсы	Минусы
Обработанные детали имеют хорошую обработку поверхности и достаточно прочны, поскольку в них используются инженерные термопласты и металлы. Как и в случае с 3D-печатью, у некоторых поставщиков индивидуальные прототипы могут быть доставлены всего за один день.	При обработке на станках с ЧПУ могут быть некоторые ограничения геометрии, и иногда это обходится дороже, чем процессы 3D-печати. Поскольку в процессе происходит удаление материала, а не его добавление, фрезерование поднутрений иногда может быть затруднительным.

5. Литье под давлением

Быстрое литье под давлением происходит путем впрыска термопластичных смол в форму, так же, как и при производстве литья под давлением. Что делает процесс «быстрым», так это технология, используемая для производства пресс-формы, которая часто изготавливается из алюминия вместо традиционной стали, используемой в производственных формах. Формованные детали отличаются прочностью и отличной отделкой. Это также стандартный отраслевой производственный процесс для пластиковых деталей, поэтому есть неотъемлемые преимущества в создании прототипов в одном и том же процессе, если позволяет ситуация. Можно использовать практически любой инженерный пластик или жидкий силиконовый каучук (LSR), поэтому проектировщик не ограничен материалами процесса прототипирования.

Плюсы	Минусы
Формованные детали изготавливаются из множества материалов инженерного класса, имеют превосходную обработку поверхности и являются отличным предиктором технологичности на этапе производства.	Существуют первоначальные затраты на оснастку, связанные с быстрым литьем под давлением, которые не происходят ни при одном из аддитивных процессов или при обработке с ЧПУ. Поэтому в большинстве случаев имеет смысл сделать один или два раундаБыстрые прототипыдля проверки посадки и функционирования перед переходом к литью под давлением.

6. Изготовление листового металла

Быстрое производство листового металла – это эффективная и высокоточная технология обработки листового металла. С помощью компьютерного управления металлические листы разрезаются, сгибаются и свариваются в соответствии с требованиями конструкции для быстрого изготовления необходимых деталей. Эта технология сочетает в себе передовое оборудование с ЧПУ, лазерную резку, штамповку и другие технологические методы для завершения производства деталей из листового металла сложной формы и высокоточных требований в сжатые сроки.

Плюсы	Минусы
Технология быстрого производства листового металла отличается высокой эффективностью, высокой точностью, гибкостью, низкой стоимостью и защитой окружающей среды.	Высокая стоимость оборудования, высокие технические требования, высокий процент брака и высокие затраты на кастомизацию и т.д.

Каковы области применения быстрого прототипирования в различных областях?

Программная инженерия

В области программной инженерии технология быстрого прототипирования в основном используется на начальном этапе разработки программного обеспечения. Его целью является создание прототипов программного обеспечения для имитации различных функций и пользовательских интерфейсов системы, чтобы существующие проблемы можно было выявить и решить раньше. С быстрым развитием компьютерных технологий и индустрии программного обеспечения, технология быстрого прототипирования широко используется в различных областях и достигла хороших результатов. В области программной инженерии использование технологии быстрого прототипирования может эффективно сократить временной цикл разработки, снизить общую стоимость разработки и повысить общее качество программного обеспечения. Он позволяет разработчикам распознавать программное обеспечение как сложное и огромное целое с более высокого уровня и декомпозировать его на ряд подмодулей с конкретными целями или требованиями к задаче. Кроме того, это также помогает разработчикам получить более глубокое понимание потребностей пользователей, тем самым снижая сложность недопонимания и общения.

UX-дизайн

В процессе проектирования UX (пользовательский опыт) технология быстрого прототипирования также играет незаменимую роль. Система быстрого прототипирования — это метод, при котором используются компьютеры для создания трехмерных объектов. Он основан на виртуальной реальности и может обеспечить виртуальную сцену и управлять и модифицировать ее, тем самым реализуя весь процесс от концептуального проектирования до производства готовой продукции. UX-дизайнеры имитируют различные функции и пользовательский интерфейс продукта, создавая уменьшенную версию продукта — прототип — чтобы пользователи могли протестировать и проверить его.Прототипыможет быть как простой бумагой, так и простой бумагойПрототипирование моделейили полнофункциональные цифровые прототипы, с которыми могут взаимодействовать пользователи. Применение этой технологии в UX-дизайне помогает дизайнерам глубже понимать потребности пользователей и выявлять проблемы и недостатки в дизайне продукта, чтобы можно было своевременно вносить коррективы и оптимизации для улучшения пользовательского опыта продукта.

Дизайн-мышление

Дизайн-мышление представляет собой ориентированную на человека, непрерывную инновацию и итеративную стратегию решения проблем. Являясь одной из наиболее перспективных технологий в области передового производства, технология быстрого прототипирования обладает такими характеристиками, как низкая стоимость и высокая эффективность, и постепенно стала неотъемлемой частью процесса исследования и разработки продукта. Технология быстрого прототипирования широко используется во многих аспектах дизайн-мышления изделий, в основном для быстрой проверки и оптимизации различных проектных решений. Исходя из этого, в данной статье предлагается метод дизайн-мышления, основанный на быстром прототипировании, который сочетает в себе быстрое прототипирование с дизайн-мышлением для достижения управления всем жизненным циклом продуктов от концепции до физического объекта и поставки. Применение его к дизайн-мышлению может помочь членам команды глубже понять потребности пользователей, быстро проверить осуществимость проектных решений и постоянно улучшать качество проектирования продукта за счет непрерывной итеративной оптимизации.

3D-печать

Технология 3D-печати является ключевым факторомМетод быстрого прототипирования который использует файлы цифровых моделей и технологию многослойной печати для создания трехмерных объектов. Благодаря своим уникальным технологическим характеристикам, он стал одним из самых передовых методов обработки в производственной области и быстро развивался. В области технологий 3D-печати методы быстрого прототипирования обычно используются на каждом этапе проектирования и производства продукта. Она может напрямую производить физические детали или прототипы изделий по мере необходимости, предоставляя проектировщикам более интуитивно понятную и эффективную информацию о данных. В области технологии быстрого прототипирования 3D-печать показала очевидные преимущества. Например, он может создавать сложные структуры и геометрические формы, тем самым повышая точность и эффективность производства и снижая производственные затраты. Поэтому он стал новым методом проектирования. В то же время, по мере того, какТехнология 3D-печатипродолжает развиваться, области его применения постепенно расширяются.

В чем преимущества быстрого прототипирования?

Являясь эффективным методом разработки продукта, быстрое прототипирование имеет множество существенных преимуществ. ВотПреимущества быстрого прототипирования:

Сокращение цикла разработки продукта

Быстрое прототипирование значительно сокращает цикл продукта от концепции до выхода на рынок, быстро преобразуя проектные концепции в осязаемые и тестируемые физические модели. В традиционном процессе разработки продукта часто требуется много времени от проектирования до изготовления прототипов и получения обратной связи от тестирования. Технология быстрого прототипирования может завершить этот процесс в течение нескольких дней или недель, что позволяет разработчикам проверять проекты раньше, обнаруживать проблемы и выполнять итеративную оптимизацию, тем самым ускоряя запуск продукта.

Повышение точности проектирования

Технология быстрого прототипирования обычно сочетает в себе передовое программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) иОбрабатывающее оборудование с ЧПУ для получения высокоточных и сложных прототипов изделий. Эти технологии могут обеспечить высокую степень согласованности между прототипами и проектными чертежами, снижая количество ошибок, вызванных ручным производством или традиционными методами обработки. Высокоточные прототипы помогают более точно оценить функцию и эксплуатационные характеристики изделия, обеспечивая надежную основу для последующего производства и изготовления.

Сокращение затрат

ХотяТехнология быстрого прототипированияможет потребовать более высоких инвестиций в первоначальное оборудование, на самом деле это помогает снизить затраты на протяжении всего цикла разработки продукта. Во-первых, благодаря быстрому прототипированию разработчики могут обнаруживать проблемы в конструкции на ранних этапах и избегать крупномасштабных изменений на более поздней стадии производства, тем самым сокращая ненужные отходы и затраты. Во-вторых, быстрое прототипирование поддерживает модели мелкосерийного производства с несколькими сортами, что помогает компаниям гибко реагировать на изменения рынка и сокращать отставание в запасах и занятость капитала. Кроме того, с популяризацией и удешевлением технологий быстрого прототипирования, таких как 3D-печать, затраты на его производство также постепенно снижаются.

Улучшите взаимодействие с пользователями и улучшите обратную связь

Быстрое прототипирование позволяет пользователям или клиентам получить ранний доступ к физическим продуктам и предоставить обратную связь на основе личного опыта. Такая интуитивная и мгновенная обратная связь помогает разработчикам более точно понимать потребности пользователей и рыночные тенденции, чтобы вносить целенаправленные улучшения и оптимизацию. В то же время быстрое прототипирование также предоставляет инвесторам и партнерам интуитивно понятный метод отображения, помогающий повысить их уверенность и узнаваемость продукта.

Каковы некоторые примеры быстрого прототипирования?

Технология быстрого прототипирования имеет широкий спектр применения в практических приложениях,Примеры быстрого прототипирования заключаются в следующем:

Автомобильная промышленность

На стадии автомобильных исследований и разработок технология 3D-печати широко используется для производства прототипов автомобилей. Эти прототипы могут использоваться для проверки конструкции, сборки и функциональной проверки, помогая автопроизводителям выявлять и устранять проблемы на ранних этапах разработки продукта. Например, компания Ford использовала технологию 3D-печати для производства большого количестваПрототипыавтозапчастей на этапе исследований и разработок для повышения эффективности исследований и разработок.

Электронная продукция

В процессе проектирования и разработки смартфонов технология быстрого прототипирования используется для создания прототипов корпусов мобильных телефонов, внутренних структур и других компонентов. Создавая прототипы мобильных телефонов, дизайнеры могут визуально убедиться в осуществимости и эстетике плана дизайна, а также оперативно обнаружить и изменить проблемы в дизайне. Пользователи могут реально работать и испытывать прототип мобильного телефона и предоставлять ценные отзывы, чтобы помочь разработчикам улучшить пользовательский опыт продукта. Быстрое прототипирование сокращает цикл разработки продукта, позволяя быстрее выводить смартфоны на рынок в соответствии с потребностями потребителей.

Медицинское оборудование

При разработке медицинских устройств для создания создается технология быстрого прототипированияПрототипымедицинских изделий для клинических испытаний и верификации. Протезирование и реабилитационное оборудование, адаптированное для пациентов, часто требуют технологии быстрого прототипирования для создания персонализированных прототипов для обеспечения комфорта и функциональности оборудования.

Образование и научные исследования

В сфере образования технология быстрого прототипирования используется для производства средств обучения, таких как физические модели, демонстрационные устройства и т.д. В области научных исследований исследователи используют технологию быстрого прототипирования для создания экспериментальных устройств или прототипов систем для проведения научных экспериментов и проверки гипотез.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что подразумевается под быстрым прототипированием?

Быстрое прототипирование — это метод разработки продукта, который подчеркивает ускорение процесса разработки продукта за счет быстрого создания и тестирования прототипов продукта. Такой подход позволяет проектировщикам, инженерам и разработчикам получать модели производительности на ранних этапах разработки продукта для функциональной проверки, оценки проекта и пользовательского тестирования.

2.Is быстрое прототипирование таким же, как 3D-печать?

Быстрое прототипирование в чем-то похоже на 3D-печать, но не совсем то же самое. Быстрое прототипирование — это более широкая концепция, которая охватывает множество технологий и методов, включая 3D-печать. 3D-печать — это технология, обычно используемая для быстрого прототипирования, которая преобразует цифровые модели в физические модели путем наложения материалов слой за слоем. Тем не менее, быстрое прототипирование также включает в себя другие технологии, такие как лазерная резка, обработка с ЧПУ и литье под давлением.

3.Что такое прототипирование в 3D-печати?

Прототипирование в 3D-печати относится к процессу использования технологии 3D-печати для непосредственного преобразования цифровых моделей в физические прототипы. Эта технология позволяет проектировщикам и инженерам получать физические модели на ранних этапах разработки продукта для функциональной проверки, оценки проекта и пользовательского тестирования. Преимущества прототипирования 3D-печати заключаются в том, что они быстрые, гибкие и экономичные, что позволяет значительно сократить цикл разработки продукта и снизить затраты на разработку. В процессе 3D-печати материалы наслаиваются слой за слоем, чтобы построить трехмерное твердое тело, которое позволяет создавать сложные формы и структуры.

4.Что такое примерБыстрый PRОтотипирование?

Ford использовал технологию 3D-печати для производства большого количества прототипов автозапчастей на этапе исследований и разработок; В процессе проектирования и разработки смартфонов использовалась технология быстрого прототипирования дляпрототипкорпуса мобильных телефонов, внутренние конструкции и другие комплектующие; при разработке медицинского оборудования технология Rapid прототипирования используется для изготовления опытных образцов медицинских изделий для клинических испытаний и верификации; В сфере образования технология быстрого прототипирования используется для изготовления средств обучения, таких как физические модели, демонстрационные устройства и т.д.

Сводка

Быстрое прототипирование — это эффективный, гибкий и недорогой метод разработки продукта.Значение прототипирования заключается в том, что он использует передовые производственные технологии для быстрой трансформации дизайнерских идей в осязаемые и тестируемые физические прототипы, что значительно ускоряет разработку продукта. обрабатывать и снижать затраты и риски на разработку. С постоянным развитием технологий и постоянным расширением областей применения технология быстрого прототипирования будет играть все более важную роль в будущем, обеспечивая сильную поддержку инноваций в продуктах и промышленной модернизации.

Отказ

Содержание этой страницы носит справочный характер. Longsheng не делает никаких заявлений или гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или действительности информации. Никакие эксплуатационные параметры, геометрические допуски, специфические конструктивные особенности, качество и тип материала или качество изготовления не должны подразумевать то, что сторонний поставщик или производитель будет поставлять через сеть Longsheng. Покупатель, ищущий коммерческое предложение на запчасти, несет ответственность за определение конкретных требований к этим деталям.Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Команда Луншэн

Эта статья была написана несколькими авторами LongSheng. LongSheng является ведущим ресурсом в производственном секторе, сОбработка с ЧПУ, сИзготовление металла heet,3D-печать,литье под давлением,Штамповкии многое другое.