如何制作原型

在开发产品时，制作物理原型可以帮助您进行研究、测试、融资等等。得益于 3ERP 等快速原型设计服务提供商，可以在短时间内轻松制作出价格合理的原型。

然而，一些公司只是因为不知道从哪里开始而推迟原型设计；他们不知道要使用哪些技术或材料，或者他们不知道应该与什么样的原型合作伙伴合作。

幸运的是，与 3ERP 这样的合作伙伴一起制作原型是简单而轻松的。本指南着眼于如何制作原型的基础知识，并分析了两大类原型：概念模型和功能原型。它还概述了快速原型制作过程在原型制造设施中的工作原理。

什么是快速原型制作？

原型是在生产之前构建的物理产品的模型、草稿、模型或早期版本，而快速原型设计是在尽可能短的时间内开发原型的过程。

公司可能需要开发原型有不同的原因，并且可以使用不同的技术来构建它：在 3ERP，我们专注于 CNC 加工、3D 打印、成型、铸造和钣金制造，有些原型需要结合如果它们包含多个组件，则处理它们。

快速原型设计可帮助公司更快将产品推向市场 .通过快速构建原型，公司可以加快市场调研和机械测试等通常需要原型的流程，并尽早进入产品开发的最后阶段。

概念模型

专注 :视觉吸引力，基本思想交流，尽可能低的成本

典型流程 :3D打印、CNC加工、真空铸造、钣金、其他

许多原型是为了提供视觉或美学功能而构建的。这种原型不需要工作 ，但他们需要给出最终产品的准确视觉印象。

为视觉目的而构建的原型可以称为概念模型、展示原型或外观原型。它可用于向潜在投资者展示未来产品 ，或进行市场调查 关于潜在客户。它也可用于向其他内部部门传达想法 在一家公司。

由于概念模型不需要具有功能性，因此可以使用某些可能不会用于最终零件生产的制造工艺。重点只是以尽可能低的价格制作漂亮的原型。

出于这个原因，3D 打印有时被用于概念模型：打印的部件可能不够坚固，无法满足最终用途，但它们可以快速制成高视觉标准。真空铸造也主要用于低强度、视觉上吸引人的原型。话虽如此，CNC 加工和钣金制造通常更便宜和/或更适合某些项目，并且具有很大程度的灵活性。

公司也可以使用更便宜的材料 对于他们的概念模型，因为材料不需要承受力或执行机械功能。然而，为了保持令人印象深刻的外观——例如让低成本塑料呈现金属质感——专业的表面处理 可以申请。

概念模型示例

功能原型

专注 :验证、机械测试、预生产

典型流程 ：CNC加工、注塑、钣金、其他

原型也可以是功能性的，而不仅仅是视觉。功能原型通常用于验证 产品的物理方面——例如材料选择——或进行机械测试 .它们也可用于演示 产品对内部员工、客户、投资者等的作用

如果用于测试，功能原型可能很少考虑美观。例如，功能原型可能没有上色、未完成或缺少某些特征和细节。然而，后期或预生产的原型可能同时包含功能和美学特征，以尽可能接近最终产品。

进行机械测试的功能原型通常需要使用与生产中使用的材料和工艺接近的材料和工艺，否则测试将无用。

如果原型还需要进行成分金属测试，那么选择生产级材料至关重要。 CNC 加工等生产流程 和注塑成型 通常用于功能原型，因为 3D 打印部件通常缺乏必要的强度，并且不会在机械性能方面反映生产部件。

对于非演示功能样机，表面处理只在对产品功能有贡献的情况下才需要进行，并且可以省略绘画、品牌等的应用。

一个功能原型的例子

快速原型制作过程

在 3ERP，一旦我们完成订单并收到所有必要的信息和数字文件，就会开始快速原型制作过程。

接下来会发生什么最终取决于选择的制造工艺，这取决于原型的类型（概念模型与功能）、所需的材料和所需的单元数量。每个案例都是不同的，我们可以与客户一起确定每个快速原型制作订单的最佳方法。

无论采用何种工艺，原型都要经过质量控制程序，然后进行任何必要的后处理步骤，如去除支撑材料和应用任何所需的表面处理处理，如阳极氧化或喷漆。

然后尽快将原型运送给客户，以便他们继续进行产品开发。

下面概述了我们用于快速原型制作的不同流程。

数控加工

对于 CNC 加工的原型，我们可以快速上手，通过获取正确的材料并将数字文件发送到 CNC 机床进行铣削、车削、EDM 等。

CNC 加工有利于快速原型制作，因为它是一步工艺：不需要工具；原材料进去，原型出来。除了生产出高质量和高细节水平的原型之外，这使得该过程非常快速。

加工在材料上也是通用的。该工艺适用于高性能金属和塑料，加工零件可进行各种表面精加工处理。

3D 打印

3D打印是一种逐层增材工艺，常用于概念模型，但很少用于功能原型。

但是，有不同形式的 3D 打印需要考虑：塑料零件的 FDM、SLS 和 SLA，金属零件的 SLM 和 DMLS。金属增材制造工艺可以生产出具有良好机械性能的高强度零件，因此可用于功能原型。

3D 打印的优势包括复杂的几何形状、低成本和快速周转。它最适合一次性原型，而不是批量。

真空铸造

真空铸造也称为聚氨酯铸造​​，是一种低成本的注塑成型替代品，比小批量注塑成型更实惠。因此，尽管零件的机械性能较低，但它适用于快速原型制作。

该工艺主要用于概念模型，因为它产生的高质量表面光洁度可媲美或优于注塑成型。

注塑成型

如果原型是通过注塑成型制作的，我们必须先制作模具，这需要我们进行一些复杂的 CAD 设计，在此我们使用必要的分型线、浇口等制作原型的倒置版本。

一旦我们建立了这个金属模具，通过 CNC 加工中心的快速加工，我们就可以开始制作塑料模制原型了。

由于这个额外的制造阶段，注塑成型只有在需要大量原型时才真正具有成本效益（请参阅规模经济考虑 以下）。但它有很多优点：表面光洁度好、强度好、与成品相似。

钣金加工

钣金原型可以用各种金属制造，周转时间短。这些原型通常类似于最终用途零件，可用于测试。

钣金制造适用于特定产品，如支架、外壳和面板，通常不能与其他金属制造工艺互换使用。

规模经济考虑

选择制造通常取决于所需的单元数量。如果单位数量没有经济意义，有时需要妥协并选择不同的工艺。

尽管有许多例外情况，但该表给出了适用于某些过程的单元数量的粗略概念。 （不包括钣金制造，因为钣金零件和原型通常是专门为钣金工艺设计的。）

如何制作原型，一步一步

概念化

在设计原型之前，制作原型的第一阶段是决定需要什么。此阶段可能涉及市场研究和头脑风暴潜在需求。

设计

除非只需要粗糙的手工模型，否则需要 CAD 软件来设计原型。 CAD 允许精确重复和轻松修改，并且文件可以转换为机器可读格式以进行即时生产。没有设计经验的人可能需要专业的产品设计服务。

选择材料、技术、饰面

从一开始就应该考虑材料、技术和表面处理，因为这些因素会影响 CAD 设计。但是，最终选择可以在设计阶段之后进行。

构建

应将可行的 CAD 文件和材料、技术和表面处理清单发送给原型制作专家，然后他们可以开始制作原型。

再次制作原型

一旦原型实现了其目的，可能需要开发另一个，这取决于产品开发时间表的当前阶段。例如，一个概念模型，一旦得到验证，可能会被机械原型所取代。

3ERP 是快速原型制作专家，与许多行业的广泛客户合作。联系我们获取免费报价。