Do Protótipo à Produção: Orientação Especializada para Design Industrial Perfeito

No design do século 21, os protótipos desempenham um papel fundamental na verificação de imperfeições de montagens, especialmente no desenvolvimento de produção em massa. A produção de protótipos mostra modelos funcionais para acender decisões vitais, pensamentos e abordagens que guiam um caminho brilhante para o desenvolvimento industrial.

Um processo completo para desenvolvimento de protótipo é começar a validação do design por usinagem CNC ou impressão 3D primeiro, depois considerar a usinagem de injeção de baixo volume por CNC ou fundição a vácuo para testar mais desempenho mecânico e funcional; para o processo de prototipagem, esta é a maneira comum para a maioria dos designers seguirem para seus produtos. Existe também outro método do protótipo à produção em massa para verificação de quantidade ainda maior de aceitação de mercado e satisfação do consumidor, que é a injeção de baixo volume.

Primeiro de tudo, para abordar a produção de protótipo, devemos aprender a diferença entre protótipos e produção.

1. Diferenças Principais entre Protótipos e Produção

- Materiais: para protótipos, os materiais estão em forma de vagem e folha, enquanto para produção em massa, materiais plásticos são granulares. O desempenho dos materiais de prototipagem é pobre e só pode ser usado como protótipos, a vida é mais curta e, por exemplo, se precisar fazer soldagem ultrassônica, o material do protótipo não suporta a resistência da soldagem e quebrará facilmente; para tal propósito, será necessário escolher materiais de produção.

- Processo: para usinagem de protótipos, o processo é normalmente por usinagem CNC, fundição a vácuo, SLA, SLS ou impressão 3D; tal processo pode fazer um produto de maneira muito rápida e prazo de entrega mesmo em 3-5 dias; o produto também pode ser aplicado em diferentes cores e acabamentos para ser igual a produtos reais. Mas para produção, por exemplo, produção de plástico, só pode usar ferramental para fazer a injeção; para ferramental, temos ferramental rápido que pode fazer produção de baixo volume de apenas 1000 unidades ou até menos, como 100-500 unidades; o ferramental pode fazer os produtos finais que atendem ao uso do consumidor; em outras palavras, produtos por ferramental são os mesmos produtos que usamos em nossa vida normal.

- Baixo volume: Você pode chamar quantidade 1 de baixo volume? Para nós, sim, podemos; usinagem CNC pode até usinar apenas 1 unidade, sem mencionar 2 unidades ou até maior quantidade como 100. Para produção, também podemos fazer 100 unidades ou até quantidades maiores como 100K ou 200K unidades.

2. Como Mover Seu Produto do Protótipo à Produção

Tenho 2 projetos fazendo ferramentais para produção em lote agora, dos quais um é VR. No ano passado, quando esses 2 projetos foram fazer protótipos pela primeira vez, eu nunca soube que um dia tal produto que eu costumava fazer muitos protótipos entraria em produção em lote em nós também; nosso cliente me disse que eles querem usar um fornecedor que conheça seu produto muito bem desde a primeira etapa, então ele pode ter fé que podemos produzir as peças de produção em massa para eles sem grandes problemas. Esses 2 projetos me permitem entender como é importante para nós ter a capacidade de serviços completos para produção de protótipos, e também é importante escolher o mesmo fabricante para mover seu produto do protótipo à produção.

O Que é a Etapa de Protótipo?

Na etapa de protótipo, a usinagem CNC pode produzir qualquer espessura maior que 0,4mm, não há preocupações com paredes muito grossas causando problemas de retração; mesmo para undercuts, o plástico pode ser dividido para usinar e depois colar, metais podem usar EDM. Mais tarde, quando as etapas de prototipagem estiverem completas e sem problemas para ir à etapa de produção em massa, muitos fatores precisam ser considerados. A taxa de retração do material é um fator importante ao fazer DFM; outros como inserts, gates, linha de partição, ângulo de desmoldagem são questões que protótipos não precisam se preocupar, enquanto o ferramental precisa gastar muito tempo para resolvê-los antes de ir para a fabricação do ferramental.

3. Considerações do Protótipo à Produção

- BOM (Lista de Materiais): BOM de protótipos pode ser peças personalizadas, por exemplo, ímãs ou parafusos; engenheiro de protótipo pode escolher fazer uma forma especial, mas para produção em massa, para economizar custo, será melhor modificar tais peças em padrão que pode ser obtido a um preço muito baixo no mercado; portanto, os itens ou materiais no BOM terão diferenças.

- Ferramental: se você está trabalhando com metais ou plásticos para produção em massa, seu produto precisará de um ferramental; este é um molde personalizado que os fabricantes precisarão produzir primeiro para fazer seu produto; o custo de um ferramental custará de $1000 de uma peça pequena a uma peça grande de custo $20K. Após gastar tal quantia, o molde pertence a você e pode usar este ferramental para produzir mais produtos até que a vida do molde acabe.

- Qualidade: esta é uma das principais preocupações que muitos clientes pensam ao fazer produtos em massa; normalmente, após verificar amostras T1 sem problemas e quantidade FAI passar na inspeção, o processo de injeção em massa começará; durante a injeção do ferramental, há IPQC, antes do envio haverá OQC; assim, para produção, a questão da qualidade pode ser monitorada de maneira razoável para prevenir grandes problemas de defeitos.

4. Vantagens da Produção de Protótipo no Plano de Desenvolvimento de Produto

Um protótipo rápido é frequentemente usado para revisar a aparência cosmética de um produto ou estudar mais como uma peça ou montagem se relaciona com outras peças; a produção de protótipo às vezes pode não ser fabricada usando o processo de fabricação alvo. Por exemplo, tenho um cliente que queria usinar 1 unidade de barra de alumínio de 1,3m por CNC, mas o design é de característica reta, portanto, precisa usar molde de extrusão para produzir; no entanto, após terminar a primeira etapa, o cliente precisou mudar o design, então tivemos que fazer um novo molde de extrusão para produzir peças novas. Portanto, produzir protótipo no desenvolvimento de produto é um passo fundamental para prevenir falhas do ferramental na produção futura.

5. Conclusão

Somos uma empresa de manufatura completa que pode fazer protótipos na fase inicial, bem como produzir fabricação de baixo volume por ferramental rápido ou moldes de aço. Temos gerentes de projeto técnicos para ajudar a acompanhar seus projetos de protótipo nas fábricas e dar feedback imediato se houver problemas durante a usinagem. Nossa missão é mostrar a melhor representação de suas ideias e dar a explicação mais clara. Não apenas oferecemos arquivos de modelo sólido com vistas explodidas, mas também desenhos detalhados de peças para apoiar um projeto de protótipo. Para tornar seu gasto de dinheiro valioso, também forneceremos a lista de materiais para que você saiba que está no orçamento do seu projeto.