물리적 프로토타입의 3가지 측면

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모든 제품의 개발은 제품 설계에서 시작됩니다. 그런 다음 개념적 디자인은 물리적 프로토타입으로 변환됩니다. 물리적 프로토타입의 개발은 신제품이나 신기술 개발의 필수 단계입니다. 일반적으로 시스템 분석가가 설계를 평가하고 테스트하기 위해 만들어집니다.

물리적 프로토타입은 간단한 수제 모델에서 개념 설계가 실제 조건에 어떻게 대응하는지를 나타내는 완전 작동 모델에 이르기까지 무엇이든 될 수 있습니다. 오늘날 물리적 프로토타입은 더 나은 미학과 마감으로 인해 많은 고객을 유치하는 더 적은 시간에 많은 효과적인 물리적 프로토타입을 만드는 시간 절약 및 비용 효율적인 다양한 쾌속 조형 기술의 도입으로 쉽게 제조할 수 있습니다. 실제 프로토타입.

실제 프로토타입의 유형

1. 작업 프로토타입

작업 프로토타입은 개념 설계의 모든 기능을 나타내는 것과 같이 개발된 물리적 프로토타입입니다. 작동하는 프로토타입도 작동하며 실제 조건과 일치합니다.

2. 시각적 프로토타입

시각적 프로토타입은 개념 설계의 모양, 치수 및 모양을 묘사하기 위해 개발된 물리적 프로토타입입니다. 시각적 프로토타입은 개념적 디자인의 기능을 묘사하기 위한 것이 아닙니다.

3. 기능적 프로토타입

기능 시제품은 원래 제품과 다른 규모와 기술로 기능 시제품을 개발할 수 있다는 점을 제외하고는 작업 시제품과 유사합니다.

4. 사용자 경험 프로토타입

이는 연구원이 추가 연구 목적으로 사용할 수 있도록 개발 중인 제품에 대한 충분한 정보를 제공하도록 개발된 물리적 프로토타입 유형입니다.
신속한 프로토타이핑:물리적 프로토타입 개발

프로토타입 개발은 일반적으로 제조업체에서 신속한 프로토타입 제작 기술을 사용하여 수행됩니다. 이러한 신속한 프로토타이핑 기술은 비용 효율적이고 시간을 절약해 줍니다. 또한, 이러한 기술로 제작된 프로토타입은 효과적이고 미학으로 인해 매력적입니다. 이러한 래피드 프로토타이핑 기술은 산업계에 큰 영향을 미치고 있으며 혁명입니다. 제품의 제작은 일반적으로 CAD 모델 데이터를 활용하여 3D 프린터 또는 기타 적층 제조 기술로 수행됩니다.

3D 프린팅은 CAD 모델의 데이터를 사용하여 물리적 프로토타입을 형성하여 컴퓨터의 작동 하에 재료를 응고시키는 오늘날의 일반적인 래피드 프로토타이핑 기술입니다. 3D 프린터는 3D 프린팅에 사용되는 재료를 다른 제조 기술에 비해 쉽게 구할 수 있고 저렴하기 때문에 국내 및 산업계 고객들에게 인기를 얻고 있습니다.

최신 모델링 소프트웨어는 또한 신속한 프로토타이핑을 지원합니다. 이 소프트웨어는 STL 형식에 비해 오류가 적은 STL 형식 대신 AMF 형식으로 CAD 모델을 저장합니다. 이 소프트웨어의 인터페이스도 사용자 친화적이어서 사용자가 쉽게 디자인할 수 있습니다.

CNC 기계는 또한 개념적 모델을 물리적 프로토타입으로 은폐하기 위해 제조업체에서 사용하고 있습니다. 절단, 드릴링, 보링 및 기타 제조 작업에 G 코드 및 M 코드를 사용하는 수치 제어 기계입니다. CAD 모델은 CAM 소프트웨어를 사용하여 제조 지침으로 변환됩니다. 지침을 G 코드 및 M 코드로 변환하면 기계가 매우 정확한 물리적 프로토타입을 생성할 수 있습니다. 요즘 사용되는 최신 CNC 기계는 5축으로 공구가 동시에 5개의 다른 축을 따라 이동할 수 있어 기계가 매우 효과적이고 정확한 부품을 생산할 수 있습니다.

3D 프린터와 CNC의 차이점은 제조에 사용되는 재료로 표시됩니다. CNC는 일반적으로 금속 프로토타입에 사용되는 반면 3D 프린터는 일반적으로 물리적 프로토타입 개발에 ABS, PLA 및 소프트 PLA를 사용합니다. 또한 일반적인 3D 프린터는 CNC, 선반 또는 정밀 연삭기에 비해 공간을 훨씬 적게 사용하므로 제조업체에 매우 적합한 옵션입니다. 그러나 일반적으로 신속한 프로토타이핑 기술의 선택은 일반적으로 물리적 프로토타입을 위한 재료 선택에 달려 있습니다. 요즘 사용되는 다른 래피드 프로토타이핑 기술은 다음과 같습니다.

*형상 증착 제조(SDM)(및 금형 SDM)

*SGC(Solid Ground Curing)

*선택적 레이저 소결(SLS)

*선택적 레이저 용융(SLM)

*스테레오리소그래피(SLA)

*탄도 입자 제조(BPM)

*Directed Light Fabrication(DLF)

*직접 셸 생산 주조(DSPC)

*융합 증착 모델링(FDM)

*적층 물체 제조(LOM)

*라미네이트 수지 인쇄(LRP)

실제 프로토타입의 중요성

제품 개발에 앞서 물리적 프로토타입의 개발이 필요합니다. 프로토타입은 아래에 설명된 대로 향후 개발될 제품의 많은 요소를 결정하는 데 도움이 됩니다.

1. 생산 비용 및 문제의 결정

실제 생산이 시작되기 전에 실제 프로토타입을 개발함으로써 제조업체는 제조 작업 중 발생할 수 있는 모든 어려움을 살펴볼 수 있습니다. 따라서 모든 제조 작업을 편집하거나 제거할 수 있습니다. 이것은 생산 비용을 최소화합니다. 또한 제조업체는 비용이 가장 적게 들고 오류가 없고 정확한 제품을 생산할 수 있는 최적의 제품 개발 방법을 선택할 수 있습니다.

2. 제품 평가 및 테스트

컨셉 디자인은 실제 제품과 다를 수 있어 제조업체에 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 이것은 개념적 설계가 실제 조건에서 테스트될 수 있도록 모든 신속한 프로토타이핑 기술로 물리적 프로토타입을 먼저 생성함으로써 해결할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 모든 부품을 검토할 수 있으며 그에 따라 설계를 수정할 수 있습니다. 또한 각 부품을 실제 조건에서 평가 및 테스트할 수 있으므로 제조업체에서 제품 제조 후 발생할 수 있는 모든 어려움을 쉽게 확인할 수 있습니다.

3. 제품 판매

실제 프로토타입은 단순한 디자인에 비해 더 많은 고객을 유치합니다. 고객은 디자인보다 프로토타입으로 제품을 더 잘 설명할 수 있습니다. 고객은 기능적 프로토타입을 통해 제품의 숨겨진 기능을 알게 됩니다. 더욱이, 신속한 프로토타이핑 기술의 사용으로 인한 물리적 프로토타입의 미학은 더 많은 고객을 쉽게 유치할 수 있습니다. 따라서 제품을 생산하기 전에 제품의 판매를 예측할 수 있습니다.

4. 특허

새로운 디자인이나 제품은 쉽게 특허를 받을 수 있습니다. 실제 프로토타입을 사용하면 특허를 받을 수 있는 디자인의 기능과 특허를 받을 수 있도록 편집해야 하는 부분을 쉽게 확인할 수 있습니다. 이는 이미 특허를 받은 제품과 유사성이 있는 경우 제조업체를 상대로 제기할 수 있는 소송으로부터 제조업체를 보호합니다. 또한, 특허를 출원할 수 있도록 개념적 디자인보다는 물리적 프로토타입으로 변리사에게 주요 특징을 설명하는 것이 훨씬 쉽습니다.

시제품과 실제 제품의 차이점

엔지니어와 개발자는 프로토타입과 실제 제품 간의 차이를 최소화하기 위해 최선을 다하지만. 그러나 일반적으로 프로토타입은 사용된 재료, 가공 공정, 외관 등의 측면에서 실제 제품과 다를 수 있습니다.

최종 제품에 사용되는 재료는 고가이고 제작이 어렵기 때문에 프로토타입은 일반적으로 제작은 쉽지만 최종 제품과 물성이 동일한 재료로 구성됩니다. 경우에 따라 최종 제품에 사용된 재료를 사용할 수 없어 프로토타입이 동일한 재료로 구성됩니다. 소재의 차이로 인해 시제품과 비교하여 최종 제품의 외관 및 마감이 변경될 수 있습니다.

최종 제품은 종종 대량으로 생산되어야 하므로 제조 공정이 다를 수 있습니다. 여기서 최종 제품은 비용 효율적이고 시간을 절약할 수 있는 일부 대량 생산 방법으로 개발되는 경우가 많습니다. 이 제조 공정은 종종 재료가 동일하지 않기 때문에 프로토타입에 사용할 수 없습니다. 또한 최종 제품의 제조 공정이 복잡할 수 있으므로 프로토타입은 종종 몇 가지 간단한 기술을 사용하여 생산됩니다. 이것은 또한 최종 제품과 프로토타입의 모양에 차이를 유발할 수 있습니다.

시제품과 최종 제품의 품질 검사 기술도 다를 수 있습니다. 시장에서 판매될 최종 제품은 다양한 품질 검사를 거칩니다. 반면, 실제 프로토타입은 소재 및 제조 기술의 차이로 인해 최종 제품과 동일한 방식으로 검사되지 않습니다.

결론

물리적 프로토타입의 개발은 제조 단계에 들어가기 전에 설계를 평가하고 테스트하기 위해 오늘날 산업에서 필요한 프로세스임이 분명합니다. 또한, 실제 프로토타입은 제조 비용과 그 과정에서 발생할 수 있는 모든 어려움을 예측하여 제조업체가 최적의 비용 효율적인 방법을 선택할 수 있도록 합니다.

또한 실제 프로토타입은 개념 설계에 비해 더 많은 고객을 끌어들입니다. 그리고 소프트웨어의 발전과 신속한 프로토타이핑 기술로 인해 훨씬 ​​더 짧은 시간에 더 높은 정확도로 프로토타입을 생산하는 것이 어렵지 않습니다. 실제 제품과 다소 차이가 있을 수 있지만 현대산업의 제품 판매에 효과적입니다.