Desenvolvimento de protótipos:tudo o que você precisa saber sobre como fazer um protótipo

Existem muitos processos envolvidos na fabricação de uma peça ou produto antes que o fabricante o libere para a base de clientes. Embora possa parecer um processo unilinear, muitos desses estágios precisam ser feitos separadamente antes que a peça/produto possa passar para o próximo estágio. Um exemplo de tal estágio é a fase de desenvolvimento do protótipo.

Essa etapa é uma das mais importantes, pois determina se o produto estará apto para fabricação ou função. Também reduz custos, pois o maquinista pode eliminar recursos desnecessários das peças nesta etapa. Se você gosta de saber em que consiste a etapa de desenvolvimento do protótipo, leia este artigo até o final.

O que é desenvolvimento de protótipo ?

Definição

Para definir a frase, vamos dividi-la em seus constituintes. Um protótipo é um sósia ou uma cópia de uma peça que demonstra as características do produto e explora todas as possibilidades antes de investir no desenvolvimento completo da peça. Um protótipo pode variar desde um desenho detalhado com caneta e papel até uma versão totalmente funcional do produto. Portanto, o desenvolvimento do protótipo é simplesmente uma série de processos que o fabricante usa para produzir o protótipo. Muitos também se referem ao desenvolvimento de protótipos como fabricação de protótipos.

Categorias de desenvolvimento de protótipos

Podemos classificar os protótipos em quatro categorias com base no design do produto e como os fabricantes esperam que o produto final funcione. As categorias incluem:

1. Protótipo de trabalho

Assim como o nome indica, o desenvolvedor do produto faz com que o protótipo de trabalho exiba o maior número possível de recursos e funções do produto final.

2. Protótipo Funcional

Um protótipo funcional e um protótipo funcional são semelhantes em seus processos de desenvolvimento. No entanto, os desenvolvedores de produtos geralmente fazem o protótipo funcional em uma escala diferente e usando uma técnica diferente.

3. Protótipo Visual

Os desenvolvedores do produto projetam o protótipo visual para projetar as formas, medidas e o desembolso do conceito que têm para o produto. Como esse processo não envolve mostrar se o produto funciona ou não, é mais fácil de fazer do que os outros protótipos.

4. Protótipo de experiência do usuário

Os desenvolvedores de produtos fazem com que o protótipo de experiência do usuário mostre detalhes suficientes que podem ajudar em pesquisas adicionais na fabricação do produto.

Importância do desenvolvimento de protótipos

O estágio de desenvolvimento do protótipo é um processo inestimável que é importante para a fabricação de todas as peças. Aqui estão algumas razões pelas quais os fabricantes de peças não podem ignorar o estágio de desenvolvimento do protótipo:

1. Apresentando o Produto

Não faz sentido fazer uma peça ou produto que os clientes ou partes interessadas não apoiem. Todos podemos concordar que vender um produto com um protótipo convencerá mais o cliente/stakeholder do que vender sem um. Isso ocorre porque eles podem tocar e sentir o protótipo e dar feedback. Seus feedbacks também são importantes para fazer mudanças consideráveis ​​no projeto do produto final.

2. Testando o conceito

Desenhar o projeto de uma peça não garante que ela cumprirá suas funções pretendidas em condições reais. Projetar um protótipo é uma ótima maneira de avaliar o desempenho da peça quando submetida ao seu ambiente de trabalho. Este teste ajudará o fabricante a determinar as partes do projeto a serem revisadas ou descartadas.

3. Minimizando o custo de produção

Para alguns, isso pode parecer errado, pois o protótipo também consumirá parte do capital destinado à produção do produto. No entanto, a quantidade utilizada na produção do protótipo será insignificante em comparação com a quantidade que os interessados ​​terão que desperdiçar se o método de tentativa e erro for usado. Isso porque o protótipo ajudará a determinar todas as revisões que o fabricante precisa fazer no produto. Assim, uma estimativa mais precisa do custo de produção pode ser determinada.

A diferença entre um protótipo e o produto final

Geralmente, fabricantes e desenvolvedores de produtos tentam ao máximo minimizar a diferença entre o protótipo e o produto final. O produto real pode diferir do protótipo em termos de aparência, material usado ou processo de usinagem.

Por exemplo, os materiais usados ​​para fazer o produto final geralmente são caros, enquanto a matéria-prima do protótipo é feita de algo barato. No entanto, suas propriedades são geralmente idênticas às do produto final. Essa diferença de matéria-prima pode causar alteração na aparência e no acabamento do produto final.

Além disso, a quantidade do produto final e dos protótipos feitos são sempre diferentes. Normalmente, os fabricantes fazem os protótipos dos produtos em baixo volume, pois só precisam deles para o processo de produção. No entanto, eles fazem os produtos finais em grandes lotes por vários motivos. Primeiro, o processo de fabricação pode ser complexo. Portanto, eles não podem se dar ao luxo de fabricar o produto em pequenos volumes como o protótipo. Além disso, produzir o produto final em lotes ajudará a economizar tempo e dinheiro.

Fases de desenvolvimento do protótipo

Como mencionado anteriormente, existem três fases gerais envolvidas no processo de desenvolvimento de protótipos de produtos. Eles são:

1. Fase Alfa

Esta fase de fabricação de protótipos desenvolve protótipos que respondem a duas perguntas:

• Como será a aparência da peça?
• Irá funcionar?

Na maioria das fases, cada pergunta tem um protótipo separado feito para ela. No entanto, alguns fabricantes podem fazer um protótipo para ambas as questões. Tudo depende da situação. Os fabricantes chamam os protótipos feitos para responder às perguntas de aparência e prova de protótipos de conceito, respectivamente.

O protótipo de prova de conceito é o protótipo usado para testar se a peça funcionará. Este protótipo não está realmente preocupado com a aparência. Seu principal objetivo é testar a funcionalidade preliminar do projeto. Dessa forma, o fabricante pode determinar se o projeto é viável para fabricação antes de embarcar nele. Utiliza materiais muito baratos e de fácil acesso, como papelão, motores, interruptores, etc.

O protótipo de aparência vem em seguida depois que o fabricante considera o protótipo de prova de conceito um sucesso. Este protótipo está mais preocupado com a aparência e pode até não ter nenhuma função. Ele também usa materiais e métodos de usinagem mais caros para a fabricação de protótipos. A impressão 3D é um processo de usinagem comum usado nesta fase.

Os fabricantes também podem usar isso para apresentar a potenciais compradores e partes interessadas. Dessa forma, o cliente e os stakeholders podem visualizar o produto. Os fabricantes também podem obter feedbacks adequados para a próxima fase. Se esta fase for considerada um sucesso, os maquinistas começam a preparar métodos de usinagem mais complexos, como usinagem CNC para protótipos subsequentes.

2. Fase Beta

Essa fase se baseia no feedback dos clientes e das partes interessadas na fase alfa para criar protótipos ainda mais sofisticados. Nesta fase, os produtos estão cada vez mais próximos do produto final em termos de aparência de funcionalidade. Os protótipos também passam por extensos testes nesta etapa. Os dois protótipos produzidos nesta fase são os de engenharia e produção protótipos.

O protótipo de engenharia é uma atualização para o protótipo de prova de conceito na fase alfa. O objetivo é obter uma imitação visual, fabricável e funcional do produto final. Devido aos feedbacks obtidos anteriormente, este protótipo ganhou ainda mais sofisticação. Os maquinistas usam métodos de fabricação mais complexos, como moldagem por injeção e fabricação de chapas metálicas nesta etapa. Isso é para fazê-lo imitar o produto final, tanto quanto possível. O maquinista usa materiais de boa qualidade para fazer este protótipo.

Mais uma vez, os fabricantes testam o protótipo em condições de tempo real para ver se o novo produto pode cumprir a função pretendida.

Após o sucesso do protótipo de engenharia, os fabricantes fazem um protótipo de produção . Este é o último protótipo antes que os projetos sejam aprovados para produção em massa e configuração de ferramentas. Devido à proximidade deste protótipo com a produção em massa, ele deve ter a maior semelhança com o produto. No entanto, pode não utilizar os materiais caros usados ​​para o produto final.

Em algumas situações, alguns maquinistas podem combinar protótipos de engenharia e produção. No entanto, isso depende em grande parte da avaliação de risco associada ao produto. Em conclusão, os maquinistas usam o protótipo de produção para as decisões restantes. Isso vai desde a estética até a aprovação final do projeto. Uma vez que as partes interessadas aprovem este teste e os custos de produção, os maquinistas se preparam para a produção em massa.

3. Fase Piloto

Esta fase é onde os maquinistas fazem o protótipo final/piloto. É o primeiro produto, pois é exatamente assim que outras unidades de peças se parecerão, desde que não haja mais problemas. A única razão pela qual os maquinistas o consideram um protótipo é porque ele ainda precisa obter algumas certificações. Algumas mudanças ainda poderiam ser feitas aqui, como a mudança do método de produção (como moldagem por injeção e usinagem CNC) usado para fazer algumas peças metálicas e plásticas.

Após quaisquer alterações finais, os maquinistas enviam o protótipo piloto para comitês de revisão independentes para certificações. Depois de obter essas certificações, a produção pode finalmente começar na fase comercial.

Enquanto alguns outros maquinistas podem usar termos diferentes, como prova de conceito (POC) e produto mínimo viável (MVP), esses três termos são aproximadamente universais para o desenvolvimento de protótipos.

Erros comuns no desenvolvimento de protótipos

Muitos novatos na indústria tendem a ter alguns equívocos sobre o estágio de desenvolvimento do protótipo, o que pode causar muitos problemas com o produto final. Exemplos de tais erros incluem:

• Não buscar considerações de especialistas sobre como progredir em cada fase do desenvolvimento do protótipo.
• Falha ao fazer uma estimativa precisa do custo
• Não está recebendo feedback suficiente do usuário. O feedback do usuário é muito importante para o sucesso do processo.
• Tentando encaixar o processo de desenvolvimento do protótipo em um prazo fixo. A duração desse processo depende da sofisticação da peça.

Uma parte muito importante para o sucesso do desenvolvimento do seu protótipo é buscar conselhos dos profissionais. Na RapidDirect, temos toda a experiência necessária para tornar a fabricação de protótipos de produtos um sucesso.

Conclusão

O desenvolvimento do protótipo de qualquer parte da produção é uma parte do processo que requer muito planejamento e deliberação cuidadosa. Embora você possa optar por fazer isso sozinho, pode procurar a ajuda de especialistas, o que facilita o trabalho e economiza tempo.

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Perguntas frequentes

P: Quanto tempo demora um processo de desenvolvimento de protótipos?

R: Isso depende muito do tipo de produto que é. Pode variar de seis meses a alguns anos para passar do estágio de conceito à produção comercial.

P: Quanto custa prototipar uma peça?

R: O preço dos protótipos varia de acordo com a fase de prototipagem e a sofisticação do produto. Por exemplo, o protótipo de aparência pode variar de US$ 500 a US$ 150.