프로토타입 개발:프로토타입 제작에 대해 알아야 할 모든 것

제조업체가 고객에게 제품을 출시하기 전에 부품이나 제품을 제조하는 데 관련된 많은 프로세스가 있습니다. 단선형 프로세스처럼 보일 수 있지만 부품/제품이 다음 단계로 이동하기 전에 이러한 단계 중 많은 부분을 여러 번 수행해야 합니다. 그러한 단계의 한 예가 프로토타입 개발 단계입니다.

이 단계는 제품이 제조 또는 기능에 적합한지 여부를 결정하므로 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 또한 이 단계에서 기계공이 부품의 불필요한 기능을 제거할 수 있으므로 비용이 절감됩니다. 프로토타입 개발 단계가 무엇인지 알고 싶다면 이 기사를 끝까지 읽어야 합니다.

시제품 개발이란 무엇입니까 ?

정의

구문을 정의하기 위해 구성 요소로 분해해 보겠습니다. 프로토타입은 부품의 완전한 개발에 투자하기 전에 제품 기능을 보여주고 모든 가능성을 탐색하는 부품의 유사 또는 사본입니다. 프로토타입은 펜과 종이를 사용한 상세한 도면부터 제품의 완전한 작동 버전에 이르기까지 다양합니다. 따라서 프로토타입 개발은 제조업체가 프로토타입을 생산하는 데 사용하는 일련의 프로세스일 뿐입니다. 많은 사람들이 프로토타입 개발을 프로토타입 제조라고도 합니다.

시제품 개발 카테고리

제품의 디자인과 제조업체가 최종 제품의 기능을 기대하는 방식에 따라 프로토타입을 4가지 범주로 분류할 수 있습니다. 카테고리는 다음과 같습니다.

1. 작업 프로토타입

이름에서 알 수 있듯이 제품 개발자는 작업 프로토타입이 최종 제품의 특징과 기능을 최대한 많이 나타내도록 합니다.

2. 기능적 프로토타입

기능적 프로토타입과 작동하는 프로토타입은 개발 프로세스에서 유사합니다. 그러나 제품 개발자는 일반적으로 다른 규모와 다른 기술을 사용하여 기능적 프로토타입을 만듭니다.

3. 시각적 프로토타입

제품 개발자는 시각적 프로토타입을 디자인하여 제품에 대한 개념의 모양, 치수 및 지출을 투영합니다. 제품의 기능 여부를 보여주는 과정이 없기 때문에 다른 프로토타입보다 만들기 쉽습니다.

4. 사용자 경험 프로토타입

제품 개발자는 사용자 경험 프로토타입이 제품 제조에 대한 추가 연구에 도움이 될 수 있는 충분한 세부 정보를 보여줍니다.

시제품 개발의 중요성

프로토타입 개발 단계는 모든 부품 제조에 중요한 귀중한 프로세스입니다. 부품 제조업체가 프로토타입 개발 단계를 간과할 수 없는 몇 가지 이유는 다음과 같습니다.

1. 제품 소개

고객이나 이해 관계자가 지원하지 않는 부품이나 제품을 만드는 것은 의미가 없습니다. 프로토타입이 있는 제품을 판매하는 것이 프로토타입 없이 판매하는 것보다 클라이언트/이해관계자를 더 설득할 것이라는 데 모두 동의할 수 있습니다. 프로토타입을 만지고 느낄 수 있고 피드백을 줄 수 있기 때문이다. 그들의 피드백은 최종 제품에 상당한 디자인 변경을 가하는 데에도 중요합니다.

2. 개념 테스트

부품에 대한 설계를 작성한다고 해서 실제 조건에서 의도한 기능을 수행한다는 보장은 없습니다. 프로토타입을 설계하는 것은 작업 환경에서 부품이 어떻게 작동할지 평가할 수 있는 좋은 방법입니다. 이 테스트는 제조업체가 디자인에서 수정하거나 폐기할 부분을 결정하는 데 도움이 됩니다.

3. 생산 비용 최소화

프로토타입이 제품 생산을 위한 자본의 일부를 소비하기 때문에 일부 사람들에게는 이것이 잘못된 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 시행착오 방법을 사용할 경우 이해 관계자가 낭비해야 하는 양에 비해 프로토타입 제작에 사용된 양은 미미합니다. 프로토타입이 제조업체가 제품에 대해 수행해야 하는 모든 수정 사항을 결정하는 데 도움이 되기 때문입니다. 따라서 보다 정확한 생산원가 산정이 가능합니다.

시제품과 최종 제품의 차이점

일반적으로 제조사와 제품 개발자는 프로토타입과 최종 제품의 차이를 최소화하기 위해 최대한 노력합니다. 실제 제품은 시제품과 외관, 재질, 가공 공정 등이 다를 수 있습니다.

예를 들어, 최종 제품을 만드는 데 사용되는 재료는 일반적으로 고가인 반면 프로토타입 원료는 저렴한 것으로 만듭니다. 그러나 그 속성은 일반적으로 최종 제품의 속성과 동일합니다. 이러한 원료의 차이로 인해 최종 제품의 외관 및 마감이 달라질 수 있습니다.

또한 최종 제품과 시제품의 수량은 항상 다릅니다. 일반적으로 제조업체는 제품 시제품을 생산 공정에만 필요하기 때문에 소량으로 제작합니다. 그러나 여러 가지 이유로 최종 제품을 대량으로 만듭니다. 첫째, 제조 공정이 복잡할 수 있습니다. 따라서 프로토타입과 같이 소량으로 제품을 만들 여유가 없습니다. 또한 최종 제품을 일괄 생산하면 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

시제품 개발 단계

앞서 언급했듯이 제품 프로토타입 개발 프로세스에는 세 가지 일반적인 단계가 있습니다. 그들은:

1. 알파 단계

프로토타입 제조의 이 단계에서는 두 가지 질문에 답하는 프로토타입을 개발합니다.

• 부품의 모양과 느낌은 어떻습니까?
• 효과가 있을까요?

대부분의 단계에서 각 질문에는 별도의 프로토타입이 있습니다. 그러나 일부 제조업체는 두 질문에 대해 하나의 프로토타입을 만들 수 있습니다. 그것은 모두 상황에 달려 있습니다. 제조업체는 질문에 답하기 위해 만든 프로토타입을 각각 외관 및 개념 증명 프로토타입이라고 부릅니다.

개념 증명 프로토타입은 부품이 작동하는지 테스트하는 데 사용되는 프로토타입입니다. 이 프로토타입은 외모에 크게 신경을 쓰지 않습니다. 주요 목표는 설계의 예비 기능을 테스트하는 것입니다. 이런 식으로 제조업체는 설계를 시작하기 전에 설계가 제조에 적합한지 결정할 수 있습니다. 판지, 모터, 스위치 등과 같이 매우 저렴하고 쉽게 접근할 수 있는 재료를 사용합니다.

외관 프로토타입은 제조업체가 개념 증명 프로토타입의 성공으로 간주한 후 다음으로 제공됩니다. 이 프로토타입은 모양에 더 관심이 있으며 기능이 없을 수도 있습니다. 또한 프로토타입 제작을 위해 더 비싼 재료와 가공 방법을 사용합니다. 3D 프린팅은 이 단계에서 사용되는 일반적인 가공 프로세스입니다.

제조업체는 이를 사용하여 잠재적인 구매자와 이해 관계자에게 홍보할 수도 있습니다. 이러한 방식으로 클라이언트와 이해 관계자는 제품을 시각화할 수 있습니다. 제조업체는 다음 단계에 대한 적절한 피드백도 얻을 수 있습니다. 이 단계가 성공한 것으로 간주되면 기계공은 후속 프로토타입을 위한 CNC 가공과 같은 보다 복잡한 가공 방법을 준비하기 시작합니다.

2. 베타 단계

이 단계는 알파 단계에서 고객의 피드백과 이해 관계자를 기반으로 하여 더욱 정교한 프로토타입을 만듭니다. 이 단계에서 제품은 기능적인 측면에서 최종 제품에 점점 더 가까워지고 있습니다. 프로토타입도 이 단계에서 광범위한 테스트를 거칩니다. 이 단계에서 생산된 두 개의 프로토타입은 엔지니어링 및 프로덕션 프로토타입.

엔지니어링 프로토타입 알파 단계의 개념 증명 프로토타입에 대한 업그레이드입니다. 최종 제품의 시각적, 제조 가능 및 기능적 모방을 달성하는 것을 목표로 합니다. 이전에 받은 피드백으로 인해 이 프로토타입은 훨씬 더 정교해졌습니다. 기계 기술자는 이 단계에서 사출 성형 및 판금 제조와 같은 보다 복잡한 제조 방법을 사용합니다. 최대한 최종 제품을 모방하도록 하기 위함입니다. 기계공이 좋은 등급의 재료를 사용하여 이 프로토타입을 만듭니다.

다시 한 번, 제조업체는 신제품이 의도한 기능을 수행할 수 있는지 확인하기 위해 실시간 조건에서 프로토타입을 테스트합니다.

엔지니어링 프로토타입의 성공 후 제조업체는 프로덕션 프로토타입을 만듭니다. . 이것은 디자인이 대량 생산 및 툴링 설정을 위해 승인되기 전의 마지막 프로토타입입니다. 이 프로토타입은 양산에 가깝기 때문에 제품과 가장 유사해야 합니다. 그러나 최종 제품에 사용되는 고가의 재료를 사용하지 않을 수 있습니다.

상황에 따라 일부 기계공은 엔지니어링 프로토타입과 생산 프로토타입을 모두 결합할 수 있습니다. 그러나 이는 제품과 관련된 위험 평가에 크게 좌우됩니다. 결론적으로, 기계공은 남은 결정을 위해 생산 프로토타입을 사용합니다. 이것은 미학에서 최종 디자인 승인에 이르기까지 다양합니다. 이해 관계자가 이 테스트와 생산 비용을 승인하면 기계공이 대량 생산을 준비합니다.

3. 파일럿 단계

이 단계는 기계 기술자가 최종/파일럿 프로토타입을 만드는 단계입니다. 더 이상 문제가 없다면 다른 부품 단위가 어떻게 생겼는지 정확히 알 수 있는 첫 번째 제품입니다. 기계공이 그것을 프로토타입이라고 생각하는 유일한 이유는 여전히 몇 가지 인증을 받아야 하기 때문입니다. 일부 금속 및 플라스틱 부품을 만드는 데 사용되는 생산 방법(예:사출 성형 및 CNC 가공)을 변경하는 것과 같이 여기에서 일부 변경을 수행할 수 있습니다.

최종 변경 후 기술자는 파일럿 프로토타입을 인증을 위해 독립적인 검토 위원회에 보냅니다. 이러한 인증을 취득한 후에는 마침내 상업 단계로의 생산을 시작할 수 있습니다.

일부 다른 기계 기술자는 개념 증명(POC) 및 최소 실행 가능 제품(MVP)과 같은 다른 용어를 사용할 수 있지만 이 세 가지 용어는 프로토타입 개발에 거의 보편적입니다.

일반적인 프로토타입 개발 실수

업계의 많은 초심자들은 프로토타입 개발 단계에 대해 약간의 오해를 하는 경향이 있으며, 이는 최종 제품에 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 이러한 실수의 예는 다음과 같습니다.

• 시제품 개발의 각 단계를 진행하는 방법에 대한 전문가의 고려를 구하지 않습니다.
• 비용을 정확하게 추정하지 못함
• 사용자 피드백이 충분하지 않습니다. 사용자 피드백은 프로세스의 성공에 매우 중요합니다.
• 고정된 시간 프레임에 프로토타입 개발 프로세스를 맞추려고 합니다. 이 과정의 길이는 부품의 정교함에 따라 다릅니다.

프로토타입 개발을 성공으로 이끄는 데 매우 중요한 부분 중 하나는 전문가의 조언을 구하는 것입니다. RapidDirect에는 제품 프로토타입 제조를 성공적으로 만드는 데 필요한 모든 전문 지식이 있습니다.

결론

모든 생산 부분의 프로토타입 개발은 많은 계획과 신중한 숙고가 필요한 과정의 일부입니다. 이 작업을 직접 수행하도록 선택할 수도 있지만 전문가의 도움을 받을 수 있으므로 작업이 더 쉽고 시간이 절약됩니다.

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FAQ

질문: 프로토타입 개발 프로세스는 얼마나 걸립니까?

A: 이것은 주로 제품 유형에 따라 다릅니다. 컨셉 단계에서 상업 생산까지 걸리는 시간은 6개월에서 2년까지 다양합니다.

질문: 부품 프로토타입 비용은 얼마입니까?

A: 프로토타입의 가격은 프로토타입 단계와 제품의 정교함에 따라 달라집니다. 예를 들어 외형 프로토타입의 범위는 $500 – $150입니다.