成功原型开发流程的实证技巧

发布于2018年12月26日 | 作者：Hailey，WayKen市场经理

产品开发流程通常始于设计过程，进而进入原型开发流程。创建原型是新产品或技术开发的必要步骤。它是概念设计的物理呈现，用于说明和验证其各个方面。

原型可以是简单的手工模型，也可以是完全可操作的模型，展示概念设计在真实条件下的外观和工作方式。随着快速原型领域发展，制造商能在更短时间内创建原型并验证设计。原型有助于说服客户、扩大产品市场。

快速原型技术

从降低成本到提高效率，快速原型技术在工业界产生影响。快速原型是一组技术，用于比其他制造技术更短时间内创建实体原型或产品。快速原型使原型开发流程更容易、更准确、更省时。产品制造通常利用CAD模型数据，通过3D打印机或其他增材层制造技术完成。

如今CNC机床也用于将3D模型转化为物理模型。模型数据必须代表有效几何体用于快速原型。3D打印机与CNC机床的区别主要在于原型开发材料和工具。此外，3D打印机占用空间远小于CNC铣削、车削、精密磨削等传统减材工具间方法，使其成为制造商更有利选择。建模软件的可用性也在快速原型技术使用增加中起关键作用。新软件用户友好界面使家庭和工业用户易于建模3D产品模型。

快速原型常用技术包括：

• 3D打印 (3DP)
• 形状沉积制造 (SDM) (及模具SDM)
• 固体固化 (SGC)
• 选择性激光烧结 (SLS)
• 选择性激光熔化 (SLM)
• 立体光刻 (SLA)
• CNC加工
• 弹道颗粒制造 (BPM)
• 定向光制造 (DLF)
• 直接壳体生产铸造 (DSPC)
• 熔融沉积建模 (FDM)
• 层叠物体制造 (LOM)
• 层叠树脂打印 (LRP)

原型类别

原型可按概念设计和最终产品分类：

1. 工作原型

工作原型开发旨在代表最终产品几乎所有特征和功能。

2. 外观原型

外观原型代表概念设计的形状、尺寸和外观，不打算描绘最终产品功能性。此原型开发流程比前者容易。

3. 用户体验原型

开发此类原型旨在代表最终原型足够细节，供进一步研究工作使用。

4. 功能原型

功能原型和工作原型相似，不同在于功能原型可能用不同技术和不同于实际产品的比例创建。

原型开发流程的重要性

原型开发流程是产品开发的重要部分。从概念设计开发的原型有助于确定最终产品的许多因素，如下所述：

1. 设计评估与测试

创建原型可在真实条件下评估设计，从而评估不同部件。这使制造商能确定纸面上无法发现的需废弃或修改的设计部分。制造商也能在进入生产阶段前在真实条件下测试产品并评估。

2. 确定生产成本与问题

实际生产前开发原型使制造商能预见生产流程是否需变更。这使生产成本最小化。此外，可确定生产流程中任何困难，使制造商选择成本最低、无误差的最优生产方法。

3. 产品销售

原型比概念设计更吸引客户。用原型销售产品比概念设计容易得多，因难向每个客户解释设计。原型开发过程中考虑客户，使制造商能按客户需求编辑设计任何部分，这在产品开发后无法实现。

原型与实际产品的区别

尽管工程师和开发者竭力缩小原型与实际产品差异。但总体上，原型在材料、加工工艺、外观等方面可能与实际产品不同。

最终产品材料昂贵难加工，所以原型通常用易加工但性质与最终产品材料相同的材料。某些情况下最终产品材料不可得，原型用相同材料。材料差异可能改变最终产品外观和精加工与原型的对比。

最终产品常大批量生产，制造工艺可能不同，最终产品常用具成本效益、节省时间的大规模生产方法。此工艺常不能用于原型，因材料常不同。此外，最终产品制造工艺可能复杂，原型常用简单技术生产。这也可能导致最终产品与原型外观差异。

结语

显然，原型开发流程是工业必不可少部分。有了原型，概念设计中许多错误得到减少，否则会在产品开发过程中造成许多问题。原型与实际产品可能有差异，但原型实际目的在每种情况下都得到实现，并以上述多种方式助力产品开发。

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