制造原型项目的 3 个关键解决方案

八月发布。 2019 年 2 月 2 日，|作者：Hazel，WayKen 项目经理

原型设计项目在创建和建模物理形式以测试替代方法和验证设计方面发挥作用。系统分析和设计中的原型设计将在最终产品之前进行多次迭代。我们可以说，或者 Wayken 可以说，几乎每一个新产品在公开之前都需要它的原型示例。

什么是原型项目？

原型模型是一种系统开发方法，其中构建、测试原型，然后根据需要进行返工，直到最终获得可接受的原型，现在可以从中开发完整的系统或产品。尽管在不同的原型制作阶段，原型制作的类型在材料、规模和技术应用上会有所不同，但进化原型可以极大地帮助新产品的诞生。

原型技术一般可分为三种类型，快速原型、数控加工和快速工具。它们独特的优点使它们更适合不同的情况。它们通常可以被视为原型项目的三个项目管理步骤。

指导原型项目的三个关键步骤

第 1 步：快速原型制作

在原型制作项目的初始阶段，通过 3D 打印进行快速原型制作是一种快速、简单且经济高效的方式，可以将设计从原型创意呈现为实物。通过 3D 打印的原型模型最初可以创建原型，以呈现源自设计的相似对象。一般来说，通过3D打印创建的原型模型通常用于短期展示。例如，设计师将需要原型模型在焦点小组面前进行演示，并赋予他们的设计更好的说服力。

当开发人员需要时选择 3D 打印是有意义的：

•  低成本的塑料原型模型；
•  几何形状非常复杂的零件；
•  周转时间为 2-5 天；
•  特殊材料

第 2 步：CNC 加工

CNC加工直接形成CAD文件，生产出具有优良物理性能的高精度零件。当开发人员希望新设计的原型模型不仅可以进行美学展示，还可以进行功能测试时，他们会继续进行加工项目。对于像Wayken这样拥有20年CNC原型服务经验的制造商，以及配备3轴和5轴的制造商，他们可以为原型项目提供组合加工解决方案，以实现高精度零件并节省成本。

作为一般经验法则，几何形状相对简单的零件，可以通过减材工艺以有限的努力制造出来，通常应该进行 CNC 加工，尤其是在生产金属零件时。

CNC 提供更高的尺寸精度并生产出比 3D 打印具有更好机械性能的零件，这可以帮助开发人员测试其设计的功能。周转时间通常在 2 周以内，周转时间很短。

第 3 步：快速加工

在大多数铸造中，快速模具通常是原型和生产之间的桥梁，而注塑成型可以是生产运行前的最后一步。快速模具由铝或软钢、库存模架和手动镶件组成。

当传统的注塑成型过于昂贵或对于所需的零件或体积不需要时，它是合适的。因此，当需要小批量进行市场测试或将来不需要大批量时，这是一种将成本降至最低的完美方法。

Wayken 提供两种关于快速模具的注塑服务选项——一种最适合那些需要与原型相关的较小零件数量的人，另一种则非常适合那些在小批量生产中常见的需要较大零件数量的人。

另一方面，3D打印的原型模型存在可选材料有限、强度低、耐候性低等缺点。

这是一个通过精密CNC加工的铝外壳原型项目。在这种情况下，这些铝制部件可以作为最终版本用于功能测试，具有良好的性能和高精度。几乎常见的金属，如铝、钢和黄铜，都可以通过 CNC 工具进行加工。对于机加工的金属零件，原型与正式产品差别不大。

除CNC加工外，肋条特征和通孔采用线切割加工。 Wayken 有能力将 3 轴或 5 轴 CNC 铣削与辅助工艺相结合，例如 EDM 和线切割 EDM。我们可以实现高效精密的CNC铝加工工艺，尤其是典型的铝表面精加工。

原型项目管理示例

• 示例一：SLA 3D 打印原型项目

这是项目演示中使用的汽车原型模型，它是从原始设计按比例缩小的。它具有新产品的外观。试想一下，在设计师站在焦点小组面前，准备说服他们自己的设计相对于其他设计的突出优势的情况下，如果他们手里拿着一个原型模型，他们可以直接让观众看到并理解他的设计，这将有助于听众对他们的谈话产生深刻的印象。

原型车采用米色光敏树脂制作而成，局部区域进行光泽喷漆，字母和标志丝印完成。顺便说一句，原型的后期处理大多是手工加工，相对会产生一些人工成本。

• 示例二：CNC加工铝的原型项目

这是一个通过精密CNC加工的铝外壳原型项目。在这种情况下，这些铝制部件可以作为最终版本用于功能测试，具有良好的性能和高精度。几乎常见的金属，如铝、钢和黄铜，都可以通过 CNC 工具进行加工。对于机加工的金属零件，原型与正式产品差别不大。

除CNC加工外，肋条特征和通孔采用线切割加工。 Wayken 有能力将 3 轴或 5 轴 CNC 铣削与辅助工艺相结合，例如 EDM 和线切割 EDM。我们可以实现高效精密的CNC铝加工工艺，尤其是典型的铝表面精加工。

• 示例三：快速模具快速注塑成型项目

这是一个汽车照明挡板的原型设计项目。对于 100 件塑料零件，它可以通过其他成本更低的制造方法生产，例如真空铸造。选择快速模具的原因是，开发人员希望零件能够经受住各种工业测试，并且性能足够好，接近最终产品。更重要的是，与传统模具相比，快速模具可以在较短的周转时间内以相对较低的成本制造出来。

在威肯，我们将在刀具加工前为所有快速注塑项目制作DFM，并提供给客户了解风险分析并根据建议对CAD文件进行修改。在零件生产之前，我们会向客户发送样品以确认质量，并开始生产，直到质量得到客户认可。

如果您有兴趣了解更多关于 Wayken 原型项目的信息，可以通过电子邮件地址 [email protected] 与我联系。我们将不胜感激您对原型项目的所有询问，而不仅仅是报价。