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原型设计

原型和原型类型的好处


原型可以有效地加快零件的设计,帮助弥合设计和制造过程之间可能存在的任何差距,并减少向大规模生产转移所涉及的任何风险。

原型成本与节省

为复杂部件创建原型,或创建用于分析或演示部件之间交互的原型,可能代价高昂。然而,如果考虑到零件的整个生命周期,这样做可以节省大量的成本。原型设计可以让我们更容易地从形式、适合度和功能方面优化部件。节约可以在设计、制造以及生命周期的操作和维护阶段实现。

3D原型到成品
图像:3D原型到成品

原型可以帮助弥合有时存在于设计和制造之间的差距。通过在流程的早期阶段引入制造,并获得反馈,从设计到生产的过渡可以更快更容易。

底线是:决定何时创建原型,以及哪种类型的原型值得投入,都需要仔细思考。

原型类型及用途

创建原型的最终原因是帮助将零件、结构或组装的概念转化为现实。原型可以像草图或纸板模型一样简单,它可以是最终产品的近似复制品,或产品的数字3D表示。根据具体情况,在设计过程的某个特定阶段,一个原型可能就足够了,可能需要一系列原型,也可能根本不需要原型。

大多数原型可以被分成三类;请记住,从一个类别到另一个类别常常会有重叠。

  • 视觉原型-这种类型主要用于可视化目的,目的是展示部件的形状和功能。这种原型通常会用与实际部件不同的、更便宜的材料制造。模制塑料可以代替金属,或者原型可以是虚拟的——3D CAD表示。
  • 概念原型证明-这种类型通常用于展示一个零件的核心功能,以及它的技术设计特点。概念原型的证明不一定是最终产品的复制品,也不一定是由相同的材料制成的。它的目的是通过证明在设计的特定阶段,部件将按照预期的功能和执行来增加价值。概念原型的验证在复杂零件的设计过程中尤其有价值,特别是当可生产性可能存在问题时。
  • 演示原型-这种类型的主要目的是验证一个零件的生存能力之前,它进入生产。演示原型通常在设计阶段接近尾声时使用,与最终产品非常相似。

内部和外包

当部件不太复杂、原型制作简单且成本不高,并且具备分析技能时,内部原型制作显然最有意义,这通常适用于典型的工程设计团队和组织。

对于复杂的部件,或者概念验证非常重要的地方,将原型外包给专门从事该领域的工程公司通常是有好处的。在选择这样的公司时,重要的是它愿意并能够积极合作

快速原型

通过从3D CAD文件中获取信息,并应用3D打印技术,一个原型,样品,或测试部分可以在几个小时内创建和交付,而不是几天或几周。当一个零件特别复杂,可能需要多次设计迭代时,3D虚拟和打印原型是很有价值的工具。

当目标是在尽可能短的时间内将产品推向市场时,获得合格的快速原型来源也是有价值的。对于产品制造商,特别是准时制制造商来说,速度往往是最重要的。

在另一种极端情况下,对于不太复杂的部件,原型设计通常是完全不必要的,而且过于昂贵,除非概念证明是一个问题,或者需要数据来支持产品报价活动。

如何将你的发明变成一个功能原型

发明者和开发人员面临的最重要的任务之一是如何制作产品的功能原型。是的,拥有蓝图、草图、渲染和视频是很棒的,但如果你在寻找能够帮助你将发明投入大规模生产的投资者,你肯定需要一个原型。


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