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프로토타입의 성공 또는 실패는 신제품 개발을 위한 신속한 프로토타이핑 프로세스의 선택에 달려 있습니다. 엔지니어링 제품 설계 프로토타입을 만드는 방법은 단순한 판지 목업에서 완전히 기계로 가공된 금속 하위 어셈블리에 이르기까지 다양합니다.
프로토타이핑은 모든 엔지니어링 제품 설계, 특히 신제품 개발에 매우 중요합니다. 제품의 기능, 모양, 크기 등을 테스트하기 위해 제품의 대략적인 모델을 만드는 과정입니다. 다양한 유형의 프로토타입과 그 중요성에 대해 자세히 알아보세요.
이 문서는 부품 기반 프로토타입, 즉 개별 부품을 만들어 시스템 수준 제품 프로토타입을 만드는 방법에 관한 것입니다.
각 프로젝트, 제품 및 제품 디자인 요소가 다르기 때문에 프로토타입은 매우 다양합니다. 모든 프로토타입의 성공은 프로토타입 프로세스의 선택 기준에 따라 달라지므로 빠른 프로토타입 프로세스 선택을 시작할 때 이러한 5가지 핵심 요소를 고려해야 합니다.
다음 프로토타이핑 프로세스를 선택하는 데 이것이 왜 필수적인지 이해하기 위해 이러한 핵심 요소를 살펴보겠습니다.
Ulrich와 Eppinger(2008)에 따르면 엔지니어링 제품 설계 및 개발 프로젝트 내에서 프로토타입은 4가지 목적으로 생성됩니다. 배움 , 커뮤니케이션 , 통합 및 이정표 . 프로토타입의 이러한 목적은 4가지 신제품 개발(NPD) 단계에 따라 달라집니다. NPD의 각 단계에는 위험을 제거하기 위한 기능 요구 사항이 있습니다. 그러면 필요한 프로토타입의 충실도 유형이 정의되며, 이는 나중에 논의되는 프로토타입의 품질입니다.
첫째, 계획된 테스트 또는 위험 완화 연습에 따라 달라집니다. 테스트 유형, 고객 상호 작용 피드백 등. 제품이 엄격한 테스트, 외부 배포 및 제품 검증을 거치면 재료 선택이 프로토타이핑 기술 선택에 중요한 역할을 할 것입니다.
둘째, 모든 기능적 측면 프로토타입에 대한 고려가 필요합니다. 기능 테스트를 계획 중이거나 움직이는 부품이 있습니까? 이것은 선택과 조립을 지시할 것입니다.
셋째, 변경 및 수정 . 몇 가지 조정 없이 프로토타입이 성공할 가능성은 거의 없습니다. 따라서 프로토타입이 작동하도록 수정하는 것이 얼마나 쉬운지 또는 어려운지 고려하십시오.
앞서 논의한 바와 같이 제품의 충실도 또는 정확성 required는 어떤 유형의 프로세스와 후처리가 필요한지를 나타냅니다. 최종 제품 또는 하위 구성 요소와 비교한 프로토타입의 품질도 고려해야 합니다. 충실도가 높은 프로토타입은 비용이 더 많이 들기 때문에 투자 수익 측면에서 고려해야 합니다.
예를 들어 부품에 스레드 피쳐가 있는 경우 SLA가 FDM보다 낫지만 비용이 더 많이 듭니다.
프로토타입의 수명 기술을 결정할 때도 중요합니다. 예를 들어, 부품에 자주 사용되는 패스너가 있는 경우 3D 인쇄 나사산 또는 셀프 태핑 구멍보다 기계 가공 또는 금속 인서트가 더 나은 옵션입니다.
재료 선택 또한 프로토타입의 품질 측면에서 중요한 역할을 합니다. 기능 요소가 표면 마감 및 내구성과 같은 특수 재료 속성과 연결되어 있는 경우 적층 제조 부품을 선택하는 것이 최선의 선택이 아닐 수 있습니다. 다양한 제조 방법에 대한 일반적인 재료 선택은 다음과 같습니다.
| 3D 인쇄 | CNC | 진공 주조 |
|---|---|---|
| 나일론, PLA, ABS, ULTEM, ASA, TPU | ABS, 나일론, 폴리카보네이트, PEEK | ABS, 나일론 나일론 HT |
| 알루미늄, 스테인리스 스틸, 티타늄, 인코넬 | 알루미늄, 스테인리스 스틸, 티타늄, 황동 | 해당 사항 없음 |
프로토타입이 하나 이상의 부품으로 구성된 경우 통합의 용이성을 위해 프로토타입 부품의 허용 오차를 고려해야 합니다.
일부 프로토타입 기술은 적은 양의 경우에만 비용 효율적이기 때문에 필요한 프로토타입 부품의 수는 프로세스를 결정하는 데 필수적입니다. 적층 제조의 경우 부품의 부피도 큰 부품이 작은 부품에 비해 인쇄하는 데 더 많은 시간을 필요로 하기 때문에 비용 산정에 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 다음 규칙이 적용됩니다.
플라스틱 부품
| 프로토타입 프로세스 | |||
|---|---|---|---|
| 플라스틱 부품 | 수량 | ||
| 낮음(1) | 중간(10's) | ||
| 크기 | 소형 | 3D 인쇄 | CNC 가공(단순) 3D 프린팅(복잡) |
| 크게 | 3D 인쇄 | 진공 주조 CNC 가공 | |
금속 부품
| 프로토타입 프로세스 | |||
|---|---|---|---|
| 금속 부품 | 수량 | ||
| 낮음(1) | 중간(10's) | ||
| 크기 | 소형 | CNC 가공 3D 인쇄 | CNC 가공 투자 주조 |
| 크게 | CNC 가공 | CNC 가공 | |
부품의 복잡성과 기능의 복잡성도 신속한 프로토타입 프로세스 선택을 결정합니다. 적층 가공은 매우 복잡한 소형 부품을 생산하는 데 적합하지만 복잡한 것은 대량 생산에 비용이 많이 들기 때문에 최종 설계에 주의해야 합니다.
| 프로세스 | 공차(mm) | 최소 벽 두께(mm) |
|---|---|---|
| FDM | ±0.20 – ±0.50 | 0.8 -1.0 |
| SLS/SLA | ±0.20 – ±0.30 | 0.7 – 1.0 |
| SLM/DMLS | ±0.10 | 0.4 – 0.5 |
| 바인더 분사 | ±0.20 | 1.5mm – 2.0mm |
| CNC * | ±0.012 | 0.5 |
| 진공 주조 | ±0.1 | 0.9 – 1.0 |
이러한 허용 오차와 최소 벽 두께는 일반적인 값이며 재료 선택 및 기능 디자인에 따라 크게 다릅니다.
사출 성형에 의해 최종적으로 생산되는 부품, 다양한 형태의 주물은 3D 프린팅을 사용하여 프로토타입을 만들 수 있으며 기계 부품은 3d 프린팅 또는 기존의 성형 또는 절삭 가공 공정을 사용하여 제조할 수 있습니다.
마지막으로 사용 가능한 리소스입니다. 프로토타입의 목표는 사용 가능한 리소스와 함께 진행됩니다. 프로토타입을 제작하고 작동시키는 데 필요한 시간, 돈, 공수는 쾌속 프로토타입 기술을 선택할 때 고려해야 합니다.
숙고할 사항:
새로운 엔지니어링 제품 개발에는 거의 항상 아이디어, 기능 등을 테스트하기 위해 프로토타입을 만드는 것이 포함됩니다. 그러나 테스트의 품질과 후속 의사 결정은 프로토타입이 최종 제품을 얼마나 잘 시뮬레이션하는지에 따라 크게 달라집니다. 따라서 프로토타입을 만들기 위한 올바른 프로세스를 선택하는 것은 모든 엔지니어링 제품의 성공에 매우 중요합니다.
위의 5가지 핵심 요소를 명확하게 이해했다면 탐색할 프로세스 유형을 결정할 수 있습니다. 프로토타입을 만들 수 있는 방법은 매우 다양하며 모든 프로토타이핑 프로세스에는 장점과 한계가 있습니다. 따라서 올바른 프로토타입을 선택하는 것이 성공적인 프로토타입 제작에 매우 중요합니다.
신속한 프로토타이핑 선택 프로세스 단계
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프로토타입이라는 단어를 들을 때 우리는 복잡한 기계장치를 생각합니다. 이 장치에는 여전히 거친 면이 있을 수 있으며 이는 동종 최초이자 유일한 것입니다. 프로토타입은 일반적으로 산업 기계 및 메커니즘과 연결됩니다. 그러나 프로토타이핑은 모든 산업에서 사용됩니다. 여기에는 화장품도 포함됩니다. 따라서 화장품 프로토타입에 대한 실용적인 지식을 살펴보겠습니다. 화장품 산업 화장품은 빠르게 발전하는 산업입니다. 매년 300,000개의 새로운 화장품이 만들어집니다. 불과 몇 년 전만 해도 화장품 산업은 합성 및 희귀 성분을 제조할 수 있
제품 개발과 관련하여 프로세스는 상당히 복잡하고 시간이 많이 소요될 수 있습니다. 성공적인 제품을 만들기 위해서는 명확한 계획을 세우고 시간을 내어 가능한 한 많은 반복을 프로토타이핑하는 것이 중요합니다. 이 기사에서는 제품 개발 주기와 프로토타이핑의 중요성에 대한 개요를 제공합니다. 또한 제품 개발 프로세스를 보다 효율적으로 만들기 위한 몇 가지 팁을 제공합니다. 따라서 새로운 발명을 시작할 준비가 되었거나 최신 시장 전략에 따라 기존 제품을 개선하려는 경우 계속 읽으십시오! 제품 개발이란 무엇입니까? 제품 개발 프로세스는 제품