Een plastic prototype maken

Deel dit artikel:
Handen die een plastic prototype in elkaar zetten tijdens de vroege productontwikkeling
Inhoudsopgave
Tags

Om ideeën om te zetten in echte producten is een grondige planning nodig, waarbij het maken van kunststof prototypes een essentiële stap is. Ingenieurs en ontwerpers gebruiken kunststof prototypes om de werking van objecten te controleren en de esthetiek van producten te beoordelen, terwijl ze reacties van klanten verzamelen voordat ze overgaan tot de uiteindelijke productie. Een productprototypetechniek bij First Mold biedt meerdere functies die het beoordelen van functionele prestaties en het tonen aan investeerders mogelijk maken. De methode maakt ontvangst door de consument mogelijk om optimale ontwerpontwikkeling en duidelijkheid van de inkoopworkflow te garanderen.

Twee ingenieurs bekijken technische prototypes op een tafel in een CNC-bewerkingswerkplaats

Bedrijven produceren prototypes van hoge kwaliteit die nauw aansluiten bij de eindproducten door middel van verschillende plastic prototype productiemethoden. Enkele standaardtechnieken bij Firstmold zijn 3D-printen, CNC-verspaning en snel spuitgieten. De oplossing wordt kosteneffectiever en efficiënter als bedrijven de juiste materialen en prototypetechnieken kiezen, omdat ze de productiekosten verlagen en de risico's minimaliseren. Het volledige proces voor kunststof prototypes bestaat uit vier hoofdonderdelen, waaronder het definiëren van het doel en de materiaalselectie. Daarna volgt het testen voordat het uiteindelijke optimalisatiepunt wordt bereikt.

Waarom heb je een kunststof prototype nodig?

Ingenieurs en ontwerpers gebruiken plastic prototypes om hun concepten te koppelen tussen ontwerpprocessen en productie op grote schaal. Met een fysieke versie van het product kunnen teams al in een vroeg ontwikkelingsstadium beoordelen hoe het eruit ziet, of het goed functioneert en of het product klaar is voor productie. De proactieve procedure helpt ontwerpers om hun producten te verfijnen en productierisico's te verminderen, waardoor de uitgaven voor vermijdbare fouten worden geminimaliseerd en er een betere overgang is van ontwikkeling naar productie. Hieronder volgen enkele redenen waarom kunststof prototypes nuttig zijn.

Ingenieur bekijkt een plastic prototype tijdens de vroege productontwikkeling om het ontwerp en de produceerbaarheid te beoordelen

Het ontwerp visualiseren

Een prototype transformeert digitale ontwerpen in fysieke aanrakingspunten omdat ontwerpers prototypes gebruiken om esthetiek, ergonomie en vormaanwezigheid te evalueren in hands-on interacties. Interacties met fysieke modellen stellen ontwerpers in staat om ontwerpproblemen te herkennen, productafmetingen te optimaliseren en de bruikbaarheid te verbeteren voor de productie. Het testen van het prototype door middel van hands-on evaluatie maakt verificatie van de productkwaliteit mogelijk voor ontwerpfunctionaliteit, uiterlijke normen en de identificatie van constructie- of materiaalgerelateerde problemen. De fysieke testbenadering geeft ontwerpers waarnemingen over omstandigheden in de echte wereld die met digitale modellering alleen niet kunnen worden gedetecteerd. De ontwikkeling van productkwaliteit en gebruikerservaring naast efficiëntie is mogelijk door iteratieve prototypingmaatregelen.

Productontwerper schetst op papier naast een fysiek plastic prototype om esthetiek en bruikbaarheid te evalueren tijdens de vroege ontwerpfase

Testen en verfijnen

Ingenieurs hebben toegang tot operationele beoordelingsmogelijkheden in de echte wereld door plastic prototypemodellen te maken. Ingenieurs testen de sterkte van de duurzaamheid samen met het gedrag van het materiaal om te valideren dat het ontwerp voldoet aan de prestatienormen. Het testen van vroege productiefasen stelt ingenieurs in staat om zwakke punten te ontdekken en zo significante problemen tijdens latere ontwikkelingscycli te voorkomen. Het testen van kunststof prototypes stelt ingenieurs in staat om de structurele sterkte te verbeteren, betere materialen voor hun producten te selecteren en het ontwerp te verbeteren door objectieve gegevensanalyse. Snelle ontwerpwijzigingen verbeteren de betrouwbaarheid en efficiëntie, waardoor een krachtiger eindproduct ontstaat. Het herhaalde evaluatieproces zorgt ervoor dat het ontwerp functioneert volgens de specificaties om door te gaan naar volledige productieschaal.

Ingenieurs testen een groot plastic prototype om de structurele integriteit, het materiaalgedrag en de prestatienormen te beoordelen tijdens de productontwikkeling

Functionaliteit optimaliseren

Het doel van een prototype is om de werking van componenten te verifiëren, de precieze pasvorm en uitlijning te valideren en de systeemprestaties te controleren. De beoordeling van de functionaliteit en de identificatie van problemen leidt de ingenieurs ertoe om de vereiste wijzigingen door te voeren. Productkwaliteitsverbetering met verbeterde efficiëntie en bruikbaarheid wordt mogelijk door ontwerpverfijning voordat de massaproductie begint.

Ingenieur optimaliseert een groot zwart plastic prototype om de pasvorm van onderdelen te valideren, de functionaliteit van het systeem te verbeteren en het productontwerp te verfijnen vóór de massaproductie

De maakbaarheid verbeteren

Productieprocessen veroorzaken vaak onverwachte productieproblemen. Wanneer fabrikanten een kunststof prototype produceren, ontdekken ze fabricageproblemen die het gevolg zijn van materiaalvariabiliteit en afwijkende afmetingen. Ingenieurs lossen productieproblemen van tevoren op door vroegtijdige preventie om productiemethoden te vereenvoudigen en dure vertragingen te minimaliseren.

Ingenieur die bewerkingen uitvoert op plastic prototypen van kleine series om productieproblemen te identificeren en te voorkomen voor verbeterde produceerbaarheid

Toepassingsscenario's van kunststof prototypes in verschillende industrieën

Toepassing in de auto-industrie

Automobielbedrijven vertrouwen op kunststof prototypes om hun toekomstige interieur- en exterieuronderdelen te simuleren. Het team van ingenieurs gebruikt eindige-elementenanalyse (FEA) en daadwerkelijke praktijktests om te beoordelen hoe onderdelen in elkaar passen, hoe lang ze het uithouden en hoe stevig ze blijven.

Testingenieurs evalueren de mechanische eigenschappen van onderdelen, zoals treksterkte, slagvastheid en thermische uitzetting, om de bestendigheid van het materiaal tegen spanningsfactoren en temperatuurveranderingen te valideren. Het testen van prototypes brengt potentiële problemen aan het licht zoals kromtrekken en krimpen en zwakte van onderdelen in producten die door spuitgieten zijn gemaakt, zodat het matrijsontwerp kan worden verbeterd. Ingenieurs gebruiken computational fluid dynamics (CFD)-simulaties als onderdeel van hun werk om de aerodynamica van externe onderdelen te optimaliseren.

Testen laten zien hoe onderdelen integreren met bestaande systemen om naadloze connectiviteit en interoperabiliteit tussen alle bevestigingsmiddelen, kleefmiddelen en elektronische assemblages mogelijk te maken. Productfabrikanten verminderen productieafval en stimuleren operationele efficiëntie en prestatieverbeteringen van voertuigen door ontwerpen aan te passen tijdens de initiële productontwikkeling.

Toepassing in de medische industrie

Het werk van medische ingenieurs produceert kunststof prototypes die medische apparaten en chirurgische instrumenten vooruithelpen tijdens hun productiefase. Productieteams voeren biocompatibiliteitsbeoordelingen uit terwijl ze tests uitvoeren op medische kunststof eigenschappen voor materiaalveiligheid naast prestatienormen. Personeel in de gezondheidszorg en chirurgen kunnen de ergonomie van het ontwerp evalueren aan de hand van prototypes, omdat de apparaten de werkelijke bruikbaarheid en het comfort kunnen controleren.

Ingenieurs evalueren de rekbaarheid, taaiheid en bewegingskarakteristieken om exacte specificaties te bereiken. Hun combinatie van CNC-verspaning en additieve productietechnieken versnelt de ontwikkeling van op maat gemaakte implantaten, diagnostische medische apparatuur en protheses door middel van rapid prototyping. Ingenieurs die prototypes verfijnen verbeteren medische veiligheidsnormen en procedurele precisie naast de vooruitgang in de ontwikkeling van medische producten.

Consumentenelektronica

Voor de evaluatie van behuizingen en knoppen van consumentenelektronica en hun onderdelen gebruiken ingenieurs plastic prototypes als instrumenten. Ze controleren op goede pasvorm, duurzaamheid en warmteafvoer om prestaties en betrouwbaarheid te garanderen.

De voordelen van prototypes zijn onder andere materiaaltesten, die de sterkte tegen schokken en structurele stabiliteitsparameters bevestigen. De technici inspecteren de tactiele reacties op knoppen om ervoor te zorgen dat gebruikers consistente reacties krijgen door middel van uniforme aanraakinteracties.

De prestaties van elektronische behuizingen worden geoptimaliseerd met temperatuursimulatieprogramma's die de luchtstroom en het warmtebeheer van het systeem verbeteren. Het ontwerp van snap-fit en schroef-fit componenten verbetert door prototyping technieken voor betere assemblage benaderingen. Fabrikanten die ontwerpproblemen tijdens de productie oplossen, creëren een uitstekende productkwaliteit terwijl de levensduur toeneemt en massaproductie effectiever wordt.

Ruimtevaart

Ingenieurs die werken in lucht- en ruimtevaartontwerp en plastic prototypes ontwikkelen voor de constructie van lichtgewicht onderdelen, tonen ook verbeterde prestatiekenmerken aan. Rooktesten evalueren drie componenten: aerodynamica, structurele sterkte en thermische tolerantie voor betrouwbaarheidsdoeleinden.

Complexe onderdelen maken met additieve methoden genereert snelle prototypeproducties die leiden tot minder productafval en kortere productietijden. Ingenieurs voeren tests uit op treksterkte, vermoeidheidsweerstand en trillingsdemping om de duurzaamheid te verbeteren.

Computational fluid dynamics (CFD)-simulaties stellen ingenieurs in staat om de prestaties van kritieke componenten te verbeteren door middel van luchtstroombeheer en evaluatie van thermische controle. Met prototypes kunnen onderzoekers de mate van interactie tussen onderdelen, metaal en composietmaterialen vaststellen.

Materiaalselectie is een van de kritische aspecten van de lucht- en ruimtevaartindustrie. De juiste keuze van materialen, zoals kunststof prototypes, verhoogt de productiviteit. Dergelijke materialen kunnen helpen het gewicht van de vliegtuigen te verminderen, waardoor de operationele efficiëntie van de lucht- en ruimtevaartindustrie toeneemt.

Toepassing voor industriële apparatuur

Kunststof prototypes functioneren goed in de industriële productie door hun brede toepassingen. De meeste fabrieksapparatuur is afhankelijk van nauwkeurige nauwkeurigheid. Machinefouten leiden tot de meeste gerapporteerde ongelukken in industriële faciliteiten. Het bepalen van deze drie sleutelelementen is essentieel voor ingenieurs wanneer ze machines ontwerpen. Kunststof prototypes zijn noodzakelijke hulpmiddelen bij dergelijke toepassingen.

Kunststof materialen maken het testen en definiëren van de werking van industriële apparatuur mogelijk, die het best functioneert onder zware thermische hitte en intense wrijvingsomstandigheden. Het gebruik van verfijningsmethodes tijdens het ontwerpen van componenten zorgt voor een betere assemblagemechanica en lagere wrijving, wat resulteert in een betere mechanische output. FEA-analyse stelt industrieën in staat om de gebieden te lokaliseren waar producten het kunnen begeven vóór hun verwachte levensduur.

Stappen om een kunststof prototype te maken

Stap 1: Doelen en vereisten definiëren

Het juiste doel is een essentieel element van technisch ontwerpen. Tijdens het maken van de plastic prototypes moeten ingenieurs beginnen met het definiëren van hun doel. Het doel kan worden gekoppeld aan de eisen van het prototype. Het doel komt voort uit het probleem dat het prototype moet oplossen. De onderzoeksmogelijkheden van prototypes voor testen hangen sterk af van hoe goed hun mechanische eigenschappen overeenkomen met de eigenschappen die verwacht worden in het uiteindelijke gefabriceerde product. Het belangrijkste doel van visuele demonstratieprototypes is het bereiken van een hoge oppervlaktekwaliteit en precieze componentdetails. Prototypes met gebruikersfeedback vereisen een verbeterde ergonomie en een uiterlijk-efficiënt ontwerp dat voortvloeit uit het bepalen van het primaire doel in eerste instantie.

plastic prototypeschetsen en ontwerpnotities voor het definiëren van doelen en technische vereisten in een vroeg stadium van productontwikkeling

De financiële beperkingen van het project bepalen welke materialen gebruikt worden, welke productietechnieken gebruikt worden en welke apparatuurkosten gemaakt worden. De keuze tussen 3D-printen en CNC-verspaning hangt af van de volumevereisten voor prototypes, maar spuitgieten is essentieel geworden voor de productie van grote volumes. De keuze voor betaalbare productiemethoden die de productkwaliteit niet aantasten, leidt tot economische duurzaamheid. De volgende vergelijking bepaalt de totale kosten voor het maken van een prototype.

Ctotaal=Cm+Cp+Cpp

Ctotaal de totale kosten zijn, Cm is de kostprijs van grondstoffen, Cp de verwerkingskosten zijn, en Cpp is de post-processing uitgave.

Een realistisch ontworpen tijdlijn helpt om de voortgang van het project te handhaven. Het project moet tijdsbeperkingen definiëren voor alle ontwikkelingsfasen, van ontwerp via productie tot testen. Het hele tijdschema voor de fabricage is afhankelijk van de doorlooptijden voor materiaalaankoop, machinale bewerkingen en nabewerkingsactiviteiten. De totale tijd voor het project wordt gegeven als:

Ttotaal=Td+Tm+Tt

Ttotaal is de ontwerptijd, Tm de productietijd is, en Tt is de testtijd. 

Stap 2: 3D-ontwerp en modellering

Het precisieniveau van een 3D model bepaalt alle kritische kwaliteitsnormen die nodig zijn om succesvolle kunststof prototypes te maken. Met het softwareprogramma Computer-Aid Design (CAD) kunnen ingenieurs verbeterde prototypeontwerpen maken met de hulpmiddelen van de toepassing. Met een ontwerp dat goed geoptimaliseerd is, kunnen producten efficiënt geproduceerd worden terwijl ze uitstekende prestaties leveren tegen een redelijke prijs.

Plastic prototype naast een computer met CAD-software voor 3D-modellering en precisieontwerp bij productontwikkeling.

Kies de juiste CAD-software

Een goede productie van prototypes is afhankelijk van geavanceerde CAD-programma's waarmee ingenieurs nauwkeurige 3D-modellen kunnen ontwerpen.

SolidWorks biedt zijn gebruikers sterke parametrische modelleercapaciteiten voor mechanische en industriële ontwerpen, maar Fusion 360 blinkt het best uit wanneer het gebruikt wordt voor oppervlaktemodellen waarvoor samenwerking in de cloud vereist is. De software biedt de beste mogelijkheden voor 2D tekenen en eenvoudige 3D modelleringstoepassingen. De twee programma's CATIA en NX zijn vanwege hun krachtige mogelijkheden bedoeld voor industriële en automobieltoepassingen met hoge precisie. Door het gebruik van feature-based modeling bij het ontwerpen kunnen ontwikkelaars geometrische beperkingen vaststellen, toleranties bepalen en de ontwerpintentie definiëren, waardoor solide en produceerbare kunststof prototypes ontstaan.

Optimaliseren voor maakbaarheid

Het maken van een maakbaar kunststof prototype vermindert productieproblemen en productiekosten. De belangrijkste factor om rekening mee te houden tijdens het ontwerp is het verminderen van niet-ondersteunde structuren en overhangen. Elke overhang van meer dan 45 graden in 3D-geprinte onderdelen heeft ondersteunende structuren nodig die materiaalverspilling en tijd na het printen veroorzaken. De aanvaardbare limiet voor overhangende hoeken bereikt een maximum bij:

θmax≈45°

Zelfdragende hoeken of ontwerpvullingen moeten worden geïntegreerd wanneer overstekken onvermijdelijk worden om de behoefte aan ondersteuning te minimaliseren. Het correct onderzoeken van de wanddikte wordt van fundamenteel belang omdat wanden van lage kwaliteit uiteindelijk kromtrekken of breken wanneer ze onder spanning komen te staan. Handhaaf tijdens het fabricageproces minimumeisen voor materiaalomtrekspecificaties.

ProcesMinimale wanddikte (mm)
FDM 3D printen1.2 - 2.0
SLA 3D printen0.6 - 1.0
Spuitgieten1.0 - 3.0
Vacuümgieten1.5 - 3.5

Het bereiken van evenwichtige koeling en lagere spanningsontwikkeling wordt mogelijk door uniforme wanddiktes aan te houden. Je moet op de juiste manier gebruik maken van ribversterkingen om de zwakte van dunne doorsneden tegen te gaan zonder onnodig materiaalgewicht te produceren. De vorming van scherpe interne hoeken leidt tot gelokaliseerde spanningsopbouw, waardoor de kans op materiaalbreuk toeneemt. Vullingen komen overeen om de spanningsverdeling over het materiaal te verdelen. De berekening voor Stress Concentration Factor (SCF) ziet er als volgt uit:

Kt=1+2(r/d)

Volgens de voorschriften moet deze afrondingsstraal r zijn en de dikte van de doorsnede d. De aanbevolen minimale afrondingsstraal voor spuitgegoten onderdelen is 0,5× de wanddikte om de duurzaamheid van onderdelen te verbeteren en tegelijkertijd het risico op defecten te verkleinen.

Zorg voor kracht, esthetiek en functionaliteit

Ingenieurs die betrokken zijn bij de productie van kunststof prototypes moeten methoden voor structurele integriteit ontwikkelen en tegelijkertijd esthetiek en functionele testmogelijkheden opbouwen. Finite Element Analysis (FEA) maakt de simulatie van fundamentele krachten mogelijk, waardoor onderzoekers Von Mises-spanningsverdelingen in het hele systeem kunnen beoordelen.


σv
=√[(σ1-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2]/2

Waar σ1, σ2en σ3 zijn hoofdspanningen. Materiaal bezwijkt alleen als de spanning onder de vloeigrens (σ_yield) blijft.

Oppervlaktetexturen die op onderdelen worden aangebracht, verminderen onvolkomenheden in spuitgietonderdelen en samen met de afwerking van materie verhelpen ze glansproblemen en vlekken van vingerafdrukken. Visuele prototypes hebben afwerkingsbehandelingen nodig, waaronder coating- of polijstprocedures, om een geavanceerde kwaliteit te bereiken.

Stap 3: Kies een prototypemethode

Er bestaan meerdere technieken om de snelheid, nauwkeurigheid en kosteneffectiviteit van kunststof prototyping processen te evenaren. De driedimensionale printmethodes FDM SLA en SLS bieden productietechnieken om kunststof onderdelen te maken.

3D-printen van een prototype van blauwe kunststof met FDM-, SLA- of SLS-methoden om de snelheid, nauwkeurigheid en kosteneffectiviteit van prototypingtechnieken te evalueren.

Deze technieken produceren complexe vormen in combinatie met versnelde ontwikkelingscycli. De snelle en budgetvriendelijke oplossing werkt perfect voor het maken van een paar producten tegelijk. CNC machinale bewerking is de belangrijkste methode om zeer nauwkeurige prototypes te maken, omdat het een uitstekende duurzaamheid en precisie met herhaalbaarheid biedt, waardoor het ideaal is voor functioneel testen en mechanische validatie.

Bedrijven, waaronder First Mold, profiteren van de snelle injectie van gereedschappen als een vorm van productie van kunststof prototypes. Deze technologie verbetert de ontwikkeling van hoogwaardige massaproducten. Organisaties genieten van concurrerende prijsvoordelen voor productievereisten. Voor de productie van kleine series levert het vacuümgietproces uitstekende resultaten op omdat het de specificaties van spuitgieten dupliceert terwijl het verschillende flexibele materiaalkeuzes biedt.

PrototypemethodeBeste voorVoordelen
3D printen (FDM/SLA/SLS)Complexe geometrieën, snelle iteratieSnel en goedkoop voor kleine batches
CNC-bewerkingOnderdelen met hoge precisieDuurzaam, nauwkeurig en herhaalbaar
Spuitgieten (Rapid Tooling)Massaproductie prototypesHoge kwaliteit, kosteneffectief voor grote volumes
VacuümgietenProductie van lage volumesBootst spuitgegoten onderdelen na met hoge detaillering

Stap 4: Materiaalkeuze

De keuze van de juiste kunststoffen bepaalt het succes van het verkrijgen van de vereiste mechanische eigenschappen, thermisch gedrag en esthetische kwaliteiten in kunststof prototypes. Consumentenelektronica en auto-onderdelen gebruiken Acrylonitril Butadieen Styreen (ABS) als het materiaal bij uitstek, omdat het uitzonderlijk sterk en slagvast is.

Witte ABS-kunststofpellets en een prototype-onderdeel die de materiaalselectie weergeven voor het bereiken van de vereiste mechanische en thermische eigenschappen bij de ontwikkeling van kunststofproducten
MateriaalEigenschappenToepassingen
ABSSlagvast, sterkConsumentenelektronica, auto-onderdelen
PLABiologisch afbreekbaar, gemakkelijk te bedrukkenConceptmodellen, prototypes
PCHoge sterkte, hittebestendigMedische apparaten, auto-onderdelen
NylonSlijtvast, flexibelTandwielen, industriële onderdelen

Stap 5: Zelf doen vs. uitbesteden

De keuze om het kunststof prototype binnen de productielijn van de organisatie te maken of uit te besteden bij andere fabrikanten hangt af van talloze factoren. Terwijl Fastmold zich bezighoudt met de productie van deze producten, worden sommige van de verschillende onderdelen uitbesteed. Als ingenieur moet men de productiefactoren beoordelen, waaronder de beschikbaarheid van de materialen, de productietijd en de urgentie van het product.

Vergelijking tussen doe-het-zelf en uitbestede productie van kunststof prototypes, waarbij verschillende productiestrategieën worden geïllustreerd op basis van materiaal, tijd en urgentie.

Bijvoorbeeld, met een goed gedefinieerde productielijn en machines, kiest First Mold vooral voor doe-het-zelf in plaats van uitbesteden. De eerste ontwikkelingsfasen en snelle ontwerpwijzigingen leveren de beste prestaties op voor de doe-het-zelf-prototypemethode. Je kunt je beschikbare 3D-printers of CNC-machines gebruiken om binnen je organisatie prototypes te maken, wat een betere controle en snellere resultaten biedt bij een vergelijkbaar budgetniveau. Doe-het-zelf technieken laten zwakke punten zien in het produceren van onderdelen met hoge precisie, nauwe toleranties en geavanceerde materiaalprestaties.

Voor de productie van kunststof prototypes die een hoge nauwkeurigheid, complexe geometrische kenmerken en fabriekskwaliteit vereisen, moeten professionele fabrikanten worden geselecteerd. Gespecialiseerde leveranciers presteren beter dan interne apparatuur door het leveren van CNC-bewerking met hoge precisie, spuitgieten en 3D-printmogelijkheden van industriële kwaliteit. Deskundige fabrikanten geven klanten via uitbesteding toegang tot talloze materialen en diverse afwerkingsopties en nabewerkingsmethoden. Het planningsproces voor uitbesteding vereist aandacht omdat verschillende leveranciers verschillende doorlooptijden en kostenstructuren hebben.

Het verwerven van leveranciers voor outsourcing vereist een beoordeling gericht op prijselementen, bouwtijdschema's en productiemogelijkheden, en getuigenissen van consumenten. Controleer of de fabrikant werkt volgens de industrienormen en een consistente levering biedt binnen het vooraf bepaalde tijdsbestek.

Stap 6: Testen en iteratie

De productie van kunststof prototypes bereikt een cruciaal punt met testen. Testen toont aan of het ontwerp voldoet aan de functionele eisen. Testen zorgt er ook voor dat het product voldoet aan mechanische eisen en esthetische normen. De evaluatie van belangrijke elementen door middel van functionele testen maakt gebruik van simulaties die de werkelijke omstandigheden reproduceren om zwakke punten op te sporen voordat het product wordt vrijgegeven. Ingenieurs gebruiken eindige-elementenanalyse (FEA) om te voorspellen hoe spanning zich zal verdelen en hoe objecten zullen vervormen in hun structuren. Fysieke tests stellen fabrikanten in staat om de integriteit van producten te controleren door middel van valtests, belastingsonderzoeken en evaluaties van de thermische stressbestendigheid van gekozen materialen.

Ingenieur voert functionele tests en FEA-simulatie uit op een plastic prototype om mechanische prestaties, spanningsverdeling en thermische weerstand te beoordelen

De meningen van klanten over productfuncties zijn van fundamenteel belang bij het ontwikkelen van een beter prototype. Laboratoriumtesten met eindgebruikers, technici en belanghebbenden laten zien dat het waardevol is om systeemgerelateerde problemen te identificeren die de bruikbaarheid beïnvloeden en tegelijkertijd gebruikersvriendelijke veranderingen in het uiterlijk te ontdekken. Het testen van mobiliteitselementen moet zich richten op functionele efficiëntie, montagegemak en tactiele perceptie om aan de productvereisten te voldoen. Het prototype profiteert van meerdere prestatieverbeteringen door directe input van echte toepassingen, wat resulteert in verbeterde bruikbaarheid onder eindgebruikers.

De eerste stap van de ontwerpverbeteringsstrategie bestaat uit het verzamelen van gegevens uit de ontvangen feedback. Voordat de nieuwe versie wordt gegenereerd, passen ingenieurs het CAD-model aan door toleranties te wijzigen, geometrieën te verbeteren en ontwerpwijzigingen door te voeren. Iteratieve productverfijning zorgt ervoor dat fabrikanten voldoen aan de vereiste eigenschappen. Dit proces elimineert mogelijke fouten bij het voldoen aan de eisen van klanten.

Kosten besparen bij kunststof prototyping

Kosteneffectieve materialen moeten als eerste worden geselecteerd als een kostenbesparende aanpak voor kunststof prototypes terwijl ze op één lijn liggen met de doelstellingen van het prototype. Conceptmodellen blijven budgetvriendelijk in de eerste ontwerpfasen door PLA- en ABS-materialen toe te passen omdat ze uitstekende prestaties leveren met lagere kosten. Bij het selecteren van functionele prototypematerialen is het cruciaal om materialen te kiezen die zowel sterkte-eigenschappen als minimale kosten en duurzaamheidsfactoren vertonen.

Experts gebruiken geschreven ontwerpoptimalisatietechnieken om materialen tijdens de productie te reduceren en bewerkingen te versnellen, waardoor de productiekosten dalen. Ingenieurs voeren deze doelstellingen uit door vereenvoudigde ondersteuningselementen, uniforme wandafmetingen en het elimineren van elk hardwareonderdeel.

Om de kosten tot een minimum te beperken, moet de keuze van de juiste prototypingtechnologieën overeenkomen met de productiehoeveelheid en de complexiteit van het ontwerp. Technische ontwerpen in kleine aantallen hebben baat bij 3D-printen en complexe productie met hoge precisie maakt gebruik van CNC-verspaning. Wanneer industriële productie uitbesteedt aan fabrikanten van kunststof prototypes, krijgen ze gespecialiseerde expertise tegen kortingen door toegang tot geavanceerde productieapparatuur. Leveranciers moeten geëvalueerd worden op basis van deze factoren om de beste oplossingen te vinden, waarbij kosteneffectiviteit gecombineerd wordt met uitstekende kwaliteit en snelle levering.

Praktijkvoorbeelden en tools

Het gebruik van plastic prototyping technieken bespaart aanzienlijk op industriële productie volgens praktische industriële toepassingen. De productiekosten van een consumentenelektronica startup daalden met 40% door het gebruik van 3D-geprinte plastic prototypes in de vroege testfase. Door middel van FDM- en SLA-print iteraties ontdekte het bedrijf problematische ontwerpfouten, waardoor dure spuitgietgereedschappen werden voorkomen. De vroege implementatie van deze aanpak bespaarde op de productiekosten en voorkwam onnodige gereedschap- en herbewerkingskosten, waardoor de voorbereidingen voor massaproductie eenvoudiger werden.

SolidWorks en Fusion 360, samen met ANSYS, zorgen voor efficiëntie door hun rol in CAD-modelleringssimulaties en structurele analyses. Ontwerpvaliditeit, materiaaloptimalisatie en stresstests van ontwerpen worden mogelijk met deze tools tijdens de productieperiode voordat de fysieke productie begint. De software voor het schatten van de productiekosten helpt ingenieurs bij het vergelijken van productuitgaven tussen materialen en productiemethoden naast leveranciers om de meest economische prototypingoplossing te vinden.

Conclusie

Voordat bedrijven overgaan tot massaproductie, moeten ze kunststof prototypes ontwerpen die de functionaliteit en het productontwerp bevestigen door ze te testen en tegelijkertijd de efficiëntie van het productieproces verbeteren. Bedrijven bereiken hun prototype-eisen door doelen te definiëren, de juiste materialen te kiezen en de juiste plastic productiemethoden te gebruiken voor het maken van prototypes.

Herhaalde test- en verbetercycli kunnen de productprestaties en kostenefficiëntie verbeteren. Passende prototyping van kunststof methoden met interne middelen of externe fabrikanten helpt de innovatiesnelheid te versnellen en risico's te beperken voor een soepele overgang van ideeën naar massaproductie.

nl_NLNL