시제품 제작에 대한 디자이너 가이드

우수한 디자인은 하루아침에 만들어지는 것이 아닙니다. 반복, 테스트 및 적용의 산물입니다. 실제로 우리가 일상에서 접하는 모든 성공적인 부품은 부품의 설계 및 제조 가능성을 최적화하기 위해 철저한 제품 개발 프로세스를 거쳤습니다.

구성 요소를 프로토타이핑하고 검증하지 않으면 부품이 서로 맞거나 계획대로 작동한다는 보장이 없습니다. 오류는 재설계를 필요로 하며 폐기된 제품, 생산 지연 및 새로운 도구로 인해 막대한 비용이 소요될 수 있습니다.

엄격한 제품 개발 프로세스에는 여러 라운드의 프로토타이핑이 포함됩니다. 각 프로토타입에는 목적이 있습니다. 일부는 간단한 개념 증명 모델이고 다른 일부는 기능 또는 원하는 재료 특성을 보여줍니다. 다양한 제조 방법을 사용하여 프로토타입을 생성할 수 있으므로 제조업체가 제품 개발 단계의 효율성을 극대화하려면 다양한 프로세스의 내용을 아는 것이 중요합니다. 이 기사에서는 래피드 프로토타이핑을 위한 몇 가지 주요 고려 사항을 다룹니다.

신속한 프로토타이핑의 단계

프로토타이핑은 여러 단계로 나눌 수 있으며, 각 단계는 부품 설계의 한 측면을 테스트하거나 시연하는 것을 목표로 합니다. 프로토타입의 제조 공정을 선택하는 것은 평가되는 요소에 따라 달라집니다. 일반적으로 프로세스가 생산에 가까워질수록 프로토타입 제작이 더 복잡하고 비용이 많이 듭니다.

1. 개념 증명 모델

초기 프로토타입은 부품 적용에 대한 일반적인 아이디어를 제공하는 간단한 모델입니다. 이 단계에서 우선 순위를 정해야 할 사항은 속도와 모양입니다. 목표는 사람들에게 프로토타입을 빨리 공개하여 다음 프로토타입 제작이 시작되기 전에 일반 디자인이 승인되거나 거부될 수 있도록 하는 것입니다.

응용 프로그램에 따라 기본 프로토타입은 점토, 판지 또는 모델링 폼으로 만들 수 있지만 정교한 모델이 필요한 경우 제조업체는 빠른 CAD 모델에서 주조 우레탄 또는 3D 인쇄 프로토타입을 쉽게 만들 수 있습니다. 프로토타입의 정확도는 제품 디자인이 발전함에 따라 향상됩니다.

2. 조립 테스트 모델

제품 아키텍처가 결정되면 어셈블리의 다양한 부분에 대한 프로토타입을 만들어 의도한 대로 맞는지 확인하는 것이 중요합니다. 이는 설계 오류에서 치수, 공차 또는 맞춤 문제에 이르기까지 부품의 잠재적인 물리적 문제를 식별하는 데 도움이 됩니다. 이 단계에서는 부품 정확도와 정밀도를 우선시해야 합니다.

FDM(Fused Deposition Modeling)은 신속한 크기 및 형상 테스트를 가능하게 하며 CNC 가공과 같은 프로세스는 일관되게 유리한 부품 공차를 산출합니다(복잡한 부품 형상이 프로토타입 가공의 효율성에 영향을 미칠 수 있음). 프로토타입의 허용 오차를 테스트하려면 생산에 사용되는 것과 동일하거나 유사한 제조 공정을 사용해야 한다는 점을 명심하는 것이 중요합니다.

3. 기능 모델

테스트의 다음 단계에서는 부품의 의도된 적용 조건과 스트레스를 받을 때 프로토타입이 어떻게 작동하는지 평가합니다. 여기에는 최적의 결과를 얻기 위해 부품의 기계적, 광학적, 열적 특성뿐만 아니라 화학 물질, 온도 변동 또는 전기에 대한 부품의 내성을 테스트하는 것이 포함될 수 있습니다.

때로는 부품의 재료 속성이 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지 확인하기 위해 또 다른 프로토타이핑이 필요할 수 있습니다. "수명 테스트"로 알려진 것은 프로토타입을 극한 조건(습도, 극한 온도 또는 UV 노출 포함)에 노출시켜 피로 강도를 측정하고 제품이 예상 수명 동안 기능을 유지할 수 있도록 합니다.

두 테스트 상황 모두에서 제조업체는 가장 정확한 결과를 위해 최종 부품과 정확하거나 유사한 재료를 사용하여 재료 선택을 우선시해야 합니다.

4. 규제 테스트 모델

이 단계에서 제품 설계가 완료되어야 하며 프로토타이핑의 마지막 단계 중 하나는 규제 테스트를 위한 모델을 만드는 것입니다. 이러한 모델은 부품이 FDA, FCC 또는 ISO(International Standard Organization)와 같은 기관에서 설정한 표준을 준수함을 입증하는 데 사용할 수 있으며 부품의 가연성, 식품 안전성 테스트를 포함할 수 있습니다. 많은 의료 응용, 생체 적합성.

프로토타입이 모든 규제 요구 사항을 충족하면 제조업체는 생산 시작 준비를 시작할 수 있습니다.

프로토타이핑:기능적이고 제조 가능한 부품을 위한 디딤돌

프로토타이핑의 최종 목표는 두 가지입니다. 즉, 부품이 기능한다는 것을 증명하고 경제적으로 제조할 수 있음을 입증하는 것입니다. 설계자, 엔지니어 및 제품 관리자는 프로토타이핑 라운드 동안 수집된 정보를 사용하여 부품이 설계, 제조 가능성 및 기능에 최적화되어 있는지 확인하는 동시에 기능적 문제를 발견할 위험을 완화할 수 있습니다. 프로토타입 제작에 대한 철저한 접근 방식은 궁극적으로 부품 품질을 극대화하고 규정 준수를 보장하며 비용을 절감하고 생산 시간을 단축합니다.

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