제품 디자인 프로토타이핑에 대해 모든 사람이 알아야 할 사항

제품 디자인 프로토타이핑은 모든 제품 개발에서 중요한 단계입니다. 이것의 가치를 공유하는 많은 이야기와 연구가 있지만 프로토타이핑이 없으면 제품 개발이 훨씬 더 많은 시간과 비용이 소요되고 위험할 수 있다는 점에서 충분합니다.

가장 공식적인 정의에서 프로토타이핑은 기능적 제품의 생산으로, 가능한 한 생산 자재에 가까운 자재로 제작되고, 생산 도면의 허용오차에 맞게 제작되고, 테스트를 위해 조립됩니다. 이러한 프로토타입은 엔지니어링을 "확인"하고 전체 기능 테스트에 사용되기 때문에 "엔지니어링 체크 프로토타입"이라고 합니다. 때로는 UL, FCC, TUV, CE, CSA 등에 대한 규정 준수 테스트 및 인증 제출에도 사용할 수 있습니다. 제품 및/또는 시장에 따라 케이스 바이 케이스인 것처럼 보이지만 동일한 재료로 가공된 샘플이 아닌 전체 생산 성형 부품이 필요한 특정 제출에 대한 주의 사항이 있습니다.

더 광범위하게 해석되는 프로토타이핑은 개발 프로세스의 여러 단계에서 검증에 사용될 수 있고 사용됩니다. 인체 공학을 확인하기 위한 양식 연구, 프로세스 초기에 기능을 확인하기 위한 서브시스템 테스트 빌드 또는 생산 증가 전에 엔지니어링 파일 및 테스트를 확인하기 위한 엔지니어링 확인 프로토타입으로 사용할 수 있습니다.

위에서 설명한 프로토타이핑은 실제로 제품의 프로토타이핑일 뿐이지만 제품 디자인 프로토타이핑은 컴퓨터 소프트웨어 응용 프로그램이나 웹 사이트 앱에도 적용될 수 있습니다. 이러한 디지털 제품은 종종 사용자 상호 작용 및 시장 수용을 테스트하기 위해 프로토타입으로 제작됩니다. Google은 약 5일 만에 문제를 연구 및 식별하고 솔루션을 개념화 및 개발하고 프로토타입을 만들고 테스트하는 가속화된 프로세스인 "디자인 스프린트"라는 프로세스를 개발했습니다. 분명히 앱에서 시작했기 때문에 프로토타입을 매우 빠르게(몇 주가 아닌 몇 시간 내에) 완료할 수 있으며 이러한 시각적 페이지 예제에서 휴대전화, 태블릿 또는 데스크톱에서 테스트를 수행할 수 있습니다.

개발 프로세스는 아이디어가 작동함을 입증하는 것으로 시작하여 장치의 물리적 연구로 이어지며 장치 생산을 위해 기계 및 기타 엔지니어링이 발생하고 테스트, 툴링 및 램프업이 시작됩니다. 제품 디자인 프로토타이핑이 초기 개념에서 대량 생산에 이르기까지 개발 프로세스의 각 단계에서 어떻게 적용되는지 공유합니다.

1.물리적 모형

프로세스 초기에 모든 장치에 프로토타입 제작이 필요할 수 있습니다. 휴대용 또는 웨어러블 항목은 물리적 구현에 매우 민감하며 이러한 초기 모형은 빠른 평가를 제공하고 물리적으로 정확한 모델 테스트를 통해 해결 및 입증할 수 있는 문제를 강조 표시합니다. 고객의 물리적 구성 요소와 크기를 기반으로 한 올인원 포도당 테스트 시스템을 수행하고 서로 다른 미학과 스타일의 5가지 물리적 모델을 만들고 전 세계적으로 테스트한 후 10% 더 작아야 한다는 것을 발견했습니다. 시장의 기대에 맞는 크기. 모델은 더 작은 크기로 리메이크되었고 시장은 이를 수용 가능한 것으로 받아들였습니다. 이것은 너무 비싸지 않았고 빠른 실패와 빠른 재테스트를 허용했습니다.

이러한 모형의 가치에 대한 또 다른 예는 수술 도구와 봉을 설계할 때 발생했습니다. 한 번은 포커스 그룹의 의사에게 "무엇을 바꾸시겠습니까?"라고 물었을 때 그의 대답은 "아무것도 아닙니다. 괜찮습니다."였습니다. 나중에 우리가 실물 모형을 테이블에 올려 놓았을 때 그는 그것을 집어 들고 우리가 보여준 모형에서 좋은 점과 나쁜 점에 대해 많은 것을 공유했습니다. 방향키 기능은 좋은데 눌려지는 버튼같아서 평평한 면으로 최소화하여 두 가지 목적을 모두 만족시켰습니다. 도구의 끝 방향을 나타내면서도 압도적이거나 사용자를 오도하지 않는 시각적 존재감으로 . 그 결과물은 당시 최고의 관절경 수술 지팡이가 되었습니다.

2. 하위 시스템 기능 모형 또는 테스트 뮬:

제품 디자인 프로토타이핑은 경우에 따라 하위 시스템 기능을 조기에 증명하고 프로세스 후반부에 완전히 작동하지 않는 것을 발견할 가능성을 줄이기 위해 필요합니다. 이러한 초기 하위 시스템 빌드는 "빨리 실패하고 조기에 실패하십시오"라는 오래된 원칙에 따라 오류를 빠르게 감지할 수 있으면 전체 개발 일정을 하나의 결함을 찾는 데만 소비할 가능성을 줄여 제품을 더욱 강력하게 만들 수 있다고 주장합니다. 초기 하위 시스템 가정의.

제품 디자인 프로토타이핑은 또한 무언가를 작동시키는 다양한 방법을 테스트하는 데 필요할 수 있습니다. 종종 물리적 크기, 각도, 위치, 거리 등이 다른 많은 테스트를 수행하는 데 사용되기 때문에 이러한 "테스트 노새"라고 부릅니다. 우리는 이와 같은 의료용 외과 카트를 수십 번 수행했습니다. 우리는 환자로부터 다양한 높이, 각도 및 거리에서 디스플레이 또는 컨트롤을 고정하는 스탠드를 만들었습니다. 수술 및 종종 중요한 상황에서 의사나 간호사가 사용하는 데 최적화되어야 하므로 이러한 상호 작용 지점의 전체 크기 테스트가 가능합니다.

기계적 기능 테스트 노새는 최종 외관에 시각적으로 정확하지 않을 수 있지만 개념이 기계적으로 작동한다는 것을 증명하는 데 사용할 수도 있습니다. 이 작업을 수행하는 데 필요한 항목에만 집중하면 빠르고 저렴할 수 있습니다. 또는 여러 변수가 있으므로 동일한 부분을 기반으로 다양한 변형을 시도할 수 있습니다. 한 번 우리는 과학 샘플을 배치하기 위해 내부 구성 요소에 접근하기 위해 위로 스윙해야 하는 문이 있었지만, 올리는 동안 얼굴로 스윙할 수 없었습니다. 또한 균형 잡힌 가스 스프링과 피벗/마운트 각도를 사용하여 무게 중심과 우리가 테스트한 각 선택적인 구멍 패턴으로 스윙하는 스윙을 사용하여 무게가 없어야 했습니다. 우리는 궁극적으로 각각에 가장 적합한 위치를 찾았고 마침내 완벽하게 작동했습니다. 이것은 합판과 금속 레버 암으로 만들어진 다소 조잡했지만 며칠이 아닌 몇 시간 만에 만들어졌고 테스트가 즉시 이루어졌습니다. 최종 엔지니어링 세부 사항을 진행하면서 이 부분은 초기에 입증되었기 때문에 우려하지 않았던 영역 중 하나였습니다.

3. 엔지니어링 검사 프로토타입

엔지니어링 확인 프로토타입은 가능한 한 생산 재료에 가까운 기계 등급 재료로 생산됩니다. 3D CAD 엔지니어링 파일은 재료, 구배, 공차 및 평탄도 또는 직각도의 정확도를 나타내는 QC 도면과 함께 실제 형상의 CNC에 대한 툴링 경로를 생성하는 데 사용되며 도면은 제작에 필요한 고유한 기준에 더 민감한 영역을 나타냅니다. 부품 또는 조립 작업. 이것은 궁극적으로 파일과 도면에 부품을 만들면 작동하는지 확인합니다. 프로토타입 빌드에서 작동하지 않는 것을 발견하면 치수를 확인하고 오류를 발견하면 도면 및 CAD 파일에서 수정하고 경우에 따라 프로토타입을 다시 만들고 다른 경우에는 업데이트가 툴링 릴리스로 이동합니다. .

의도한 생산 재료에 가장 가까운 재료는 강도, 굴곡, 스냅 느낌, 무게 등과 같은 것들에 대한 확신을 줄 것입니다. 이것들은 모두 나중에 변경하기 힘든 실수나 문제를 찾을 수 있는 조기 기회입니다. ABS/폴리카보네이트 블렌드를 제안하면 구매할 수 있는 가장 두꺼운 재료의 기계 등급 PC/ABS 블렌드로 만듭니다. 더 두꺼워야 하는 경우 용매 화학 물질을 사용하여 두 장의 두꺼운 시트를 함께 결합할 수 있습니다. 이 결합은 재료를 부드럽게 하고 원래 그렇게 두껍게 생산된 것처럼 거의 우수한 분자 결합을 생성합니다.

이것은 제품 디자인의 모든 재료, 판금, 플라스틱, 접착제, 비닐, 베어링, 사실상 전기 코드를 포함한 모든 것에 적용됩니다. 프로토타입 제작이 가장 어려운 것 중 하나는 맞춤형 스프링입니다. 일반적인 FEA(Finite Element Analysis) CAD 도구로는 스프링 힘을 정확하게 정의할 수 없다는 것을 발견했습니다. 그래서 우리는 우리가 원하는 힘을 전달하기 위한 올바른 스프링이라고 생각하는 것을 정의합니다. 그런 다음 프로토타입을 만들 때 분석이 옳다고 말한 것의 프로토타입을 만들고 두 개의 더 가볍고 두 개의 더 무거운 힘 예제를 만들고 테스트를 통해 우리의 힘 목표와 정확히 상관관계가 있는 것을 찾습니다. 1개 대신 5개를 빌드하는 것이 약간 더 비싸지만 한 번에 하나씩 연속적으로 만드는 대신 한 번에 모두 빌드하는 것이 훨씬 저렴합니다.

결국 제품 디자인 프로토타이핑은 시장 반응을 보는 방법이기도 합니다. 12개 정도 만들면 마케팅 팀에서 실제 고객과 제품을 테스트하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 생산이 시작되기 전에 수행되므로 생산 실행이 시작되기 전에 배운 모든 교훈을 제품에 구현할 수 있습니다. 이렇게 하면 설비 또는 테스트 방법과 같은 기타 생산 증가 또는 툴링에 영향을 미치는 후기 단계 업데이트가 저장됩니다. 프로덕션 릴리스 이전에 발생할 수 있는 모든 업데이트는 많은 시간과 비용을 절약할 수 있습니다. 생산에 들어간 후 변경 사항은 툴링 변경(매우 비쌈), 어셈블리 변경(새로운 교육)을 촉발할 수 있으며 때로는 재시험을 요구하거나 인증 기관(예:전기 부품 또는 재료)에 다시 제출해야 할 수도 있습니다. 변경).

제품 설계 프로토타이핑은 가정을 확인하고, 고객 수용을 증명하고, 기능 또는 조립 또는 제조 방법을 보장하고, 허용되는 경우 조기 인증을 획득하고, 시장과 사용자를 테스트하는 가장 좋은 방법입니다. 제품 개발에서 사용할 수 있는 가장 비용 효율적이고 영향이 가장 적으며 시간을 절약할 수 있는 도구입니다. 빠르고 자주 해주세요!

Menlo Park에 계시고 프로토타입 제작에 도움이 필요하시면 들러주시거나 저희에게 연락해 주십시오.