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原型设计

原型和原型类型的好处

原型可以有效地加速零件的设计,帮助消除设计和制造过程之间可能存在的任何差距,并降低大规模生产过程中涉及的任何风险。


原型制作成本与节省

对复杂的部件进行原型化,或者创建用于分析或演示部件之间的交互的原型,成本可能很高。

当考虑到部件的整个生命周期时,这样做的成本节约仍然是显著的。

原型设计可以更容易地在形式、适合度和功能方面优化一个部件。节省可以在设计、制造和生命周期的操作和维护阶段实现。

3D原型到成品
图片:3D原型到成品

原型可以帮助弥合设计和制造之间有时存在的差距。

通过在早期阶段就将制造引入流程,并获得反馈,从设计到建造的转变可以更快更容易。

底线是:决定何时创建原型,以及什么类型的原型值得投资,都需要仔细思考。

原型类型和用途

创建原型背后的最终原因是帮助将零件、结构或装配的概念变为现实。

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,在设计过程的特定阶段,一个原型就足够了,可能需要一系列原型,也可能根本不需要原型。

大多数原型都可以分为以下三种类型:请记住,一个类别与另一个类别之间经常存在重叠。

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。

这样的原型通常会用一种不同的、更便宜的材料来建造,而不是用在实际零件上。

模塑塑料可以代替金属,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部件的核心功能及其技术设计特征。

概念原型证明并不需要是最终产品的复制品,也不需要使用相同的材料。

它的目的是通过证明,在设计的特定阶段,部件将按预期功能和执行,从而增加价值。

概念原型的证明在复杂零件的设计过程中尤其有价值,尤其是在可生产性可能存在问题的时候。

演示原型

这种类型的主要目的是在投入生产之前验证部件的可行性。

演示原型通常在设计阶段接近尾声时投入使用,它将接近于最终产品的复本。

内部和外包

当部件不太复杂、原型制作简单且成本低廉、分析技能突出时,内部原型显然是最有意义的,这通常是典型的工程设计团队和组织的情况。

对于复杂的部分,或者概念证明非常重要的地方,通常将原型制作外包给专门从事该领域的工程公司是值得的。

在选择这样一家公司时,重要的是它愿意能够积极合作

快速原型

通过从3D CAD文件中获取信息,并应用3D打印技术,可以在几个小时内创建和交付原型、样品或测试部件,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投放市场时,获得合格的快速原型源也是很有价值的。

对于产品制造商,尤其是准时制制造商来说,最重要的往往是速度。

在另一个极端,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,否则对于不太复杂的部件来说,原型设计往往是非常不必要的,而且太昂贵。

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,有蓝图、草图、渲染和视频固然很好,但如果你正在寻找能够帮助你的发明大规模生产的投资者,你肯定需要一个原型。

阅读更多关于把你的发明变成一个产品原型在我们的文章。


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