Elemen Kunci Pemodelan Fisik untuk Pengembangan Produk

Pengembangan produk apa pun dimulai dengan desain produk. Desain konseptual kemudian dikonversi menjadi prototipe fisik. Pengembangan prototipe fisik adalah langkah penting dalam pengembangan produk atau teknologi baru. Biasanya dibuat untuk mengevaluasi dan menguji desain oleh analis sistem.

Prototipe fisik dapat berupa apa saja dari model tangan sederhana hingga model operasional penuh yang menunjukkan bagaimana desain konseptual akan sesuai dengan kondisi dunia nyata. Kini prototipe fisik mudah diproduksi dengan perkenalan berbagai teknik prototipe cepat yang menghemat waktu dan biaya serta membuat sejumlah besar prototipe fisik efektif dalam waktu lebih singkat menarik banyak pelanggan karena estetika dan finishing yang lebih baik dari prototipe fisik.

Jenis Prototipe Fisik

1. Prototipe Kerja

Prototipe kerja adalah prototipe fisik yang dikembangkan sehingga mewakili semua fitur desain konseptual. Prototipe kerja juga fungsional dan akan sesuai dengan kondisi dunia nyata.

2. Prototipe Visual

Prototipe visual adalah prototipe fisik yang hanya dikembangkan untuk menggambarkan penampilan, dimensi, dan bentuk desain konseptual. Prototipe visual tidak dimaksudkan untuk menggambarkan fungsionalitas desain konseptual.

3. Prototipe Fungsional

Prototipe fungsional mirip dengan prototipe kerja kecuali prototipe fungsional mungkin dikembangkan dengan skala dan teknik yang berbeda dari produk asli.

4. Prototipe Pengalaman Pengguna

Ini adalah jenis prototipe fisik yang dikembangkan sehingga memberikan informasi yang cukup tentang produk yang sedang dikembangkan yang akan digunakan oleh peneliti untuk tujuan penelitian lebih lanjut.
Rapid Prototyping: Pengembangan Prototipe Fisik

Pengembangan prototipe biasanya dilakukan dengan penerapan teknik prototipe cepat oleh produsen. Teknik prototipe cepat ini hemat biaya dan menghemat waktu. Selain itu, prototipe yang dihasilkan oleh teknik ini efektif dan menarik karena estetika. Teknik prototipe cepat ini sedang memberi cap pada industri dan merupakan revolusi. Pembuatan produk biasanya dilakukan oleh printer 3D atau teknologi manufaktur lapisan aditif lainnya dengan memanfaatkan data model CAD.

Pencetakan 3D adalah teknik prototipe cepat umum saat ini di mana bahan mengeras di bawah aksi komputer dengan menggunakan data dari model CAD untuk membentuk prototipe fisik. Printer 3D semakin populer di kalangan pelanggan domestik dan industri karena bahan yang digunakan dalam pencetakan 3D mudah didapat dan lebih murah dibandingkan teknik manufaktur lainnya.

Perangkat lunak pemodelan modern juga membantu prototipe cepat. Perangkat lunak ini menyimpan model CAD dalam format AMF daripada format STL yang menghasilkan lebih sedikit kesalahan dibandingkan format STL. Antarmuka perangkat lunak ini juga ramah pengguna sehingga memudahkan pengguna untuk mendesain pada mereka.

Mesin CNC juga digunakan oleh produsen untuk mengonversi model konseptual menjadi prototipe fisik. Ini adalah mesin yang dikendalikan secara numerik yang menggunakan G-codes dan M-codes untuk pemotongan, bor, borong, dan operasi manufaktur lainnya. Model CAD dikonversi menjadi direktif manufaktur menggunakan perangkat lunak CAM. Transformasi direktif menjadi G-codes dan M-codes memungkinkan mesin untuk menghasilkan prototipe fisik yang sangat akurat. Mesin CNC modern yang digunakan saat ini adalah 5-sumbu yang memungkinkan alat bergerak sepanjang 5 sumbu berbeda secara bersamaan memungkinkan mesin untuk menghasilkan bagian yang sangat efektif dan akurat.

Perbedaan antara printer 3D dan CNC ditandai oleh bahan yang digunakan untuk manufaktur. CNC umumnya digunakan untuk prototipe logam, sedangkan printer 3D biasanya menggunakan ABS, PLA dan soft PLA untuk pengembangan prototipe fisik. Selain itu, printer 3D yang biasa menggunakan ruang yang jauh lebih sedikit dibandingkan CNC, borong, atau mesin penggerinda presisi menjadikannya opsi yang jauh lebih cocok untuk produsen. Namun secara umum, pilihan teknik prototipe cepat biasanya tergantung pada pilihan bahan untuk prototipe fisik. Teknik prototipe cepat lainnya yang digunakan saat ini adalah

*Shape deposition manufacturing (SDM) (dan Mold SDM)

*Solid ground curing (SGC)

*Selective laser sintering (SLS)

*Selective laser melting (SLM)

*Stereolithography (SLA)

*Ballistic particle manufacturing (BPM)

*Directed light fabrication (DLF)

*Direct-shell production casting (DSPC)

*Fused deposition modeling (FDM)

*Laminated object manufacturing (LOM)

*Laminated resin printing (LRP)

Pentingnya Prototipe Fisik

Pengembangan prototipe fisik diperlukan sebelum pengembangan produk. Prototipe membantu menentukan banyak faktor produk masa depan yang akan dikembangkan seperti yang dijelaskan di bawah ini

1. Penentuan Biaya Produksi dan Masalah

Melalui pengembangan prototipe fisik sebelum dimulainya produksi aktual memungkinkan produsen untuk melihat kesulitan apa pun yang dapat timbul selama operasi manufaktur. Jadi setiap operasi manufaktur dapat diedit atau dihapus. Ini membuat biaya produksi minimum. Dan memungkinkan produsen untuk memilih metode optimal untuk pengembangan produk yang akan membiayanya paling sedikit dan akan menghasilkan produk bebas kesalahan dan akurat.

2. Evaluasi dan Pengujian Produk

Desain konseptual dapat berbeda dari produk aktual yang dapat menyebabkan banyak masalah untuk produsen. Ini dapat diatasi dengan pertama-tama membuat prototipe fisik dengan teknik prototipe cepat apa pun sehingga desain konseptual dapat diuji dalam kondisi dunia nyata. Ini memungkinkan produsen untuk meninjau semua bagian dan perubahan dalam desain dapat dilakukan sesuai. Selanjutnya, setiap bagian dapat dievaluasi dan diuji dalam kondisi dunia nyata yang memudahkan produsen untuk melihat kesulitan apa pun yang dapat timbul setelah manufaktur produk.

3. Jual Produk

Prototipe fisik akan menarik lebih banyak pelanggan dibandingkan desain saja. Pelanggan dapat dijelaskan produk lebih baik dengan prototipe dibandingkan dengan desain. Pelanggan akan mengetahui fitur tersembunyi produk melalui prototipe fungsional. Selain itu, estetika prototipe fisik karena penerapan teknik prototipe cepat dapat dengan mudah menarik lebih banyak pelanggan. Oleh karena itu, penjualan produk dapat diprediksi sebelum produksi produk.

4. Paten

Desain atau produk baru dapat dengan mudah dipatenkan. Dengan prototipe fisik di tangan, mudah untuk melihat fitur desain mana yang dapat dipatenkan dan bagian mana yang perlu diedit agar dapat dipatenkan. Ini melindungi produsen dari gagikan yang dapat diajukan terhadap mereka dalam kasus kemiripan dengan produk yang sudah dipatenkan. Selain itu, jauh lebih mudah untuk menjelaskan fitur kunci kepada pengacara paten dengan prototipe fisik daripada desain konseptual sehingga paten dapat diajukan.

Perbedaan antara Prototipe dan Produk Aktual

Meskipun insinyur dan pengembang berusaha sebaik mungkin untuk meminimalkan perbedaan antara prototipe dan produk aktual. Namun secara umum, prototipe dapat berbeda dari produk aktual dalam hal bahan yang digunakan, proses pemesinan, penampilan, dll.

Bahan yang digunakan untuk produk akhir mahal dan sulit dibuat, jadi prototipe biasanya terbuat dari bahan yang mudah dibuat tetapi dengan bahan yang sifatnya identik dengan produk akhir. Dalam beberapa kasus, bahan yang digunakan untuk produk akhir tidak tersedia jadi prototipe terbuat dari bahan identik. Perbedaan bahan dapat mengubah penampilan dan finishing produk akhir dibandingkan prototipe.

Produk akhir seringkali harus diproduksi dalam jumlah besar jadi proses manufaktur dapat berbeda, di mana produk akhir seringkali dikembangkan oleh beberapa metode produksi massal yang hemat biaya dan menghemat waktu. Proses manufaktur ini tidak dapat sering digunakan untuk prototipe karena bahan sering tidak sama. Selain itu, proses pembuatan produk akhir mungkin kompleks jadi prototipe seringkali diproduksi menggunakan teknik sederhana. Ini juga dapat mengakibatkan perbedaan dalam penampilan produk akhir dan prototipe.

Teknik inspeksi kualitas prototipe dan produk akhir juga dapat berbeda. Produk akhir yang dimaksudkan untuk dijual di pasar melalui berbagai tes inspeksi kualitas. Sedangkan prototipe fisik tidak diperiksa dengan cara yang sama seperti produk akhir karena perbedaan dalam bahan dan teknik manufaktur.

Kesimpulan

Jelas bahwa pengembangan prototipe fisik adalah proses yang diperlukan di industri saat ini untuk mengevaluasi dan menguji desain sebelum memasuki tahap manufaktur. Selain itu, prototipe fisik memprediksi biaya manufaktur dan kesulitan apa pun yang dapat timbul selama proses sehingga produsen memilih metode hemat biaya optimal.

Prototipe fisik juga menarik lebih banyak pelanggan dibandingkan desain konseptual. Dan dengan perkembangan perangkat lunak dan teknik prototipe cepat, tidak sulit untuk menghasilkan prototipe dalam waktu jauh lebih singkat dan dengan akurasi yang lebih besar. Ini mungkin sedikit berbeda dari produk aktual tetapi efektif dalam penjualan produk di industri modern.