Membangun Prototipe Menang: Panduan Langkah demi Langkah untuk Pengembangan Produk Cepat

Saat mengembangkan produk, pembuatan prototipe fisik dapat membantu Anda dengan riset, pengujian, pendanaan, dan banyak lagi. Dan berkat penyedia layanan prototyping cepat seperti 3ERP, mudah untuk membuat prototipe hemat biaya dalam waktu singkat.

Namun, beberapa perusahaan menunda prototyping hanya karena mereka tidak tahu harus memulai dari mana; mereka tidak tahu teknologi atau bahan apa yang harus digunakan, atau mereka tidak tahu mitra prototyping apa yang harus mereka pilih.

Untungnya, membuat prototipe dengan mitra seperti 3ERP mudah dan tanpa rasa sakit. Panduan ini membahas dasar-dasar cara membuat prototipe dan menganalisis dua kategori luas prototipe: model konsep dan prototipe fungsional. Ini juga memberikan gambaran umum tentang bagaimana proses prototyping cepat bekerja di fasilitas manufaktur prototipe.

Apa itu prototyping cepat?

Prototipe adalah model, draf, tiruan, atau versi awal dari produk fisik yang dibuat sebelum produksi, dan prototyping cepat adalah proses mengembangkan prototipe dalam waktu singkat yang mungkin.

Ada berbagai alasan mengapa perusahaan mungkin perlu mengembangkan prototipe, dan berbagai teknologi dapat digunakan untuk membangunnya: di 3ERP, kami berfokus pada pemesinan CNC, pencetakan 3D, cetakan, cetak, dan pembuatan logam tipis, dan beberapa prototipe memerlukan kombinasi proses jika mereka berisi beberapa komponen.

Prototyping cepat membantu perusahaan membawa produk mereka ke pasar lebih cepat. Dengan membangun prototipe dengan cepat, perusahaan dapat mempercepat proses seperti riset pasear dan pengujian mekanis, di mana prototipe umumnya diperlukan, dan mencapai tahap akhir pengembangan produk lebih cepat daripada kemudian.

Model konsep

Fokus: Daya tarik visual, komunikasi ide dasar, biaya rendah mungkin

Proses tipikal: Pencetakan 3D, pemesinan CNC, vacuum casting, logam tipis, lainnya

Banyak prototipe dibangun untuk menyediakan fungsi visual atau estetika. Prototipe jenis ini tidak perlu bekerja, tetapi perlu memberikan kesan visual yang akurat dari produk akhir.

Prototipe yang dibuat untuk tujuan visual mungkin disebut model konsep, prototipe tampilan, atau prototipe looks-like. Ini dapat digunakan untuk mendemonstrasikan produk masa depan kepada potensi investor, atau untuk melakukan riset pasar pada pelanggan potensial. Ini juga dapat digunakan untuk menyampaikan ide ke departemen internal lain di perusahaan.

Karena model konsep tidak perlu fungsional, memungkinkan untuk menggunakan beberapa proses manufaktur yang mungkin tidak digunakan untuk produksi bagian akhir. Fokusnya hanya pada membuat prototipe yang tampak bagus dengan harga terendah mungkin.

Dari alasan ini, pencetakan 3D kadang digunakan untuk model konsep: bagian cetak mungkin tidak cukup kuat untuk penggunaan akhir, tetapi dapat dibuat dengan cepat dengan standar visual tinggi. Vacuum casting juga sebagian besar digunakan untuk prototipe yang menarik secara visual dengan kekuatan rendah. Itu dikatakan, pemesinan CNC dan pembuatan logam tipis seringkali lebih murah dan/atau lebih cocok untuk proyek tertentu, dan ada derajat fleksibilitas yang besar.

Perusahaan juga dapat menggunakan bahan yang lebih murah untuk model konsep mereka, karena bahan tidak perlu menahan gaya atau melakukan fungsi mekanis. Namun, untuk mempertahankan tampilan yang mengagumkan — untuk membuat plastik murah tampak logam, misalnya — finishing permukaan profesional dapat diterapkan.

Contoh model konsep

Prototipe fungsional

Fokus: Validasi, pengujian mekanis, pra-produksi

Proses tipikal: Pemesinan CNC, cetak injeksi, logam tipis, lainnya

Prototipe juga dapat fungsional, bukan hanya visual. Prototipe fungsional biasanya dibangun untuk memvalidasi aspek fisik produk — pilihan bahan, misalnya — atau untuk melakukan pengujian mekanis. Mereka juga dapat digunakan untuk memonstrasikan fungsi produk kepada staf internal, pelanggan, investor, dll.

Jika digunakan untuk pengujian, prototipe fungsional mungkin memiliki sedikit pertimbangan untuk estetika. Misalnya, prototipe fungsional mungkin tidak berwarna, tidak difinishing, atau tidak memiliki beberapa fitur dan detail. Namun, prototipe tahap akhir atau pra-produksi mungkin berisi fitur fungsional dan estetika untuk semakin mendekati produk akhir.

Prototipe fungsional yang menjalani pengujian mekanis umumnya perlu dibuat menggunakan bahan dan proses yang mirip dengan yang digunakan dalam produksi, jika tidak pengujian tidak akan berguna.

Jika prototipe juga perlu menjalani pengujian komposisi logam, maka memilih bahan kelas produksi sangat kritis. Proses produksi seperti pemesinan CNC dan cetak injeksi sering digunakan untuk prototipe fungsional, karena bagian cetak 3D seringkali kurang kekuatan yang diperlukan dan tidak akan mencerminkan bagian produksi dalam hal kinerja mekanis.

Untuk prototipe fungsional non-demonstratif, finishing permukaan hanya perlu diterapkan jika berkontribusi pada fungsi produk, dan pengecatan, penerapan branding, dll. dapat dihilangkan.

Contoh prototipe fungsional

Proses prototyping cepat

Di 3ERP, proses prototyping cepat dimulai setelah kami menyelesaikan pesanan dan menerima semua informasi dan file digital yang diperlukan.

Apa yang terjadi selanjutnya tergantung pada proses manufaktur yang dipilih, yang tergantung pada jenis prototipe (model konsep vs fungsional), bahan yang diperlukan, dan jumlah unit yang diperlukan. Setiap kasus berbeda, dan kami dapat bekerja dengan pelanggan untuk menentukan pendekatan terbaik untuk setiap pesanan prototyping cepat.

Terlepas dari proses, prototipe tunduk pada prosedur kontrol kualitas dan kemudian diberikan langkah post-pemrosesan yang diperlukan, seperti penghapusan bahan pendukung dan penerapan perawatan finishing permukaan yang diinginkan, seperti anodisasi atau pengecatan.

Prototipe kemudian dikirim ke pelanggan secepatnya, sehingga mereka dapat melanjutkan pengembangan produk mereka.

Di bawah ini adalah garis besar berbagai proses yang kami gunakan untuk prototyping cepat.

Pemesinan CNC

Untuk prototipe pemesinan CNC, kami dapat segera memulai, dengan memperoleh bahan yang benar dan mengirim file digital ke mesin CNC untuk pemotongan, pemutaran, EDM, dll.

Pemesinan CNC baik untuk prototyping cepat karena ini adalah proses satu langkah: tidak diperlukan tooling; bahan mentah masuk dan prototipe keluar. Ini membuat proses sangat cepat, selain menghasilkan prototipe berkualitas tinggi dengan tingkat detail yang tinggi.

Pemesinan juga serbaguna secara bahan. Proses ini cocok untuk logam dan plastik berkinerja, dan bagian pemesinan dapat menjalani berbagai perawatan finishing permukaan.

Pencetakan 3D

Pencetakan 3D, proses aditif lapis demi lapis, sering digunakan untuk model konsep tetapi jarang untuk prototipe fungsional.

Namun, ada berbagai bentuk pencetakan 3D yang perlu dipertimbangkan: FDM, SLS dan SLA untuk bagian plastik, SLM dan DMLS untuk bagian logam. Proses AM logam dapat menghasilkan bagian dengan kekuatan tinggi dan kinerja mekanis yang baik, dan oleh karena itu dapat digunakan untuk prototipe fungsional.

Keuntungan pencetakan 3D meliputi geometri kompleks, biaya rendah, dan waktu pengerjaan cepat. Ini paling cocok untuk prototipe satu satuan daripada batch.

Vacuum casting

Vacuum casting juga disebut urethane casting, adalah alternatif hemat biaya terhadap cetak injeksi yang jauh lebih terjangkau daripada cetak injeksi dalam jumlah kecil. Oleh karena itu cocok untuk prototyping cepat, meskipun kinerja mekanis bagian rendah.

Proses ini sebagian besar digunakan untuk model konsep, karena menghasilkan finishing permukaan berkualitas tinggi yang dapat dibandingkan atau lebih baik dari cetak injeksi.

Cetak injeksi

Jika prototipe dibuat dengan cetak injeksi, kami harus membuat cetakan terlebih dahulu, dan ini memerlukan beberapa desain CAD kompleks di pihak kami, tempat kami membuat versi terbalik dari prototipe dengan garis pemisahan, sprue, dll yang diperlukan.

Setelah kami membangun cetakan logam ini, dengan rapid tooling menggunakan pusat pemesinan CNC, kami dapat memulai pembuatan prototipe plastik cetakan.

Karena tahap manufaktur tambahan ini, cetak injeksi hanya benar-benar hemat biaya ketika diperlukan kuantitas besar prototipe (lihat Pertimbangan Skala Ekonomi di bawah). Namun, memiliki banyak keuntungan: finishing permukaan yang luar biasa, kekuatan baik, dan kesamaan dengan bagian akhir.

Pembuatan logam tipis

Prototipe logam tipis dapat dibuat dari berbagai logam dengan waktu pengerjaan singkat. Prototipe ini sering mirip dengan bagian akhir dan dapat digunakan untuk pengujian.

Pembuatan logam tipis cocok untuk produk tertentu seperti bracket, pelapis, dan panel dan biasanya tidak digunakan secara bergantian dengan proses manufaktur logam lainnya.

Pertimbangan skala ekonomi

Memilih manufaktur seringkali bergantung pada jumlah unit yang diperlukan. Kadang perlu berekompromi dan memilih proses yang berbeda jika jumlah unit tidak masuk akal secara ekonomis.

Meskipun ada banyak pengecualian, tabel ini memberikan gambaran kasar tentang jumlah unit yang cocok untuk proses tertentu. (Pembuatan logam tipis dikecualikan, karena bagian dan prototipe logam tipis biasanya dirancang khusus untuk proses logam tipis.)

Cara membuat prototipe, langkah demi langkah

Konseptualisasi

Tahap pertama dalam membuat prototipe, sebelum merancangnya, adalah memutuskan apa yang diperlukan. Tahap ini mungkin melibatkan riset pasear dan brainstorming kebutuhan potensial.

Desain

Jika tiruan tangan kasar belum cukup, perangkat lunak CAD diperlukan untuk merancang prototipe. CAD memungkinkan pengulangan yang tepat dan modifikasi yang mudah, dan file dapat dikonversi ke format yang dapat dibaca mesin untuk produksi instan. Mereka yang tidak memiliki pengalaman desain mungkin memerlukan layanan desain produk profesional.

Pilih bahan, teknologi, finishing

Bahan, teknologi, dan finishing permukaan semuanya harus dipertimbangkan sejak awal, karena faktor-faktor ini akan member informasi desain CAD. Namun, pilihan akhir dapat dibuat setelah tahap desain.

Bangun

File CAD yang dapat digunakan dan daftar bahan, teknologi, dan finishing permukaan harus dikirim ke spesialis prototyping, yang kemudian dapat memulai pembuatan prototipe.

Prototipe ulang

Setelah prototipe telah memenuhi tujuannya, mungkin perlu mengembangkan yang lain, tergantung pada tahap saat ini dari jadwal pengembangan produk. Misalnya, model konsep, setelah divalidasi, mungkin diikuti oleh prototipe mekanis.

3ERP adalah spesialis dalam prototyping cepat dan telah bekerja dengan berbagai pelanggan di banyak industri. Hubungi kami untuk penawaran gratis.