Формлаб | Статья
Как выбрать правильную технологию для прототипирования корпуса
Разные технологии прототипирования нужны для разных задач — вот инструкция как выбрать оптимальную для вашего случая
— «Прототип это работающая модель, опытный образец устройства, механизма или детали.»

Так пишет википедия об этом термине, давайте разберем это понятие и начать следует с назначения прототипа — для чего он нужен? А нужен прототип (или опытный образец) нужен для проверки свойств устройства, механизма или детали. Причем свойств может быть несколько, например:

— Собираемость
— Реальная жесткость
— Герметичность
— Электропроводность и защита от наводок
— Трение деталей
— Реальный вес и эргономика с разной влажностью ладоней
— Точное соответствие серийному изделию по цветам, качеству поверхности, ощущению
— Дизайн
— Эргономика

и еще много всего, что можно проверить, сделав прототип.

Иными словами — опытный образец нужен тогда, когда виртуальная модель переходит в физический мир — при таком переходе обязательно всплывают проблемы, которые нельзя выявить в среде разработки и нужно их выловить до того, когда начнется процесс подготовки корпуса или изделия к серийному производству:

Есть много технологий прототипирования (сейчас говорю про пластиковые корпуса предле всего), описывать детально нет смыла — ранжирую по количеству вопросов которые они закрывают — последние самые близкие к серийным технологиям и дают ответы на максимальное количество вопросов:

1. Ручные макеты — пластилин, пенопласт, глины и другие легкообрабатываемые вручную материалы. Такие макеты позволят условно оценить внешний вид изделия, не более. Ну может еще проверка эргономики в какой-то степени. Срок производства — дни.
2. Печать пластиковой нитью (FDM) — технология распространяется с огромной скоростью, идет в бытовое использование. Это послойное нанесение расплавленного пластика на площадку. Точность печати растет, но пока напечатанные таким образом детали нужно серьезно дорабатывать перед использованием, плюс покраска и финиширование. Подобные прототип тоже не закрывают сложных проблем, но позволяют понять дизайн, эргономику, часто можно имитировать реальный вес изделия, какие-то свойства по жесткости. Срок производстсва — часы, если не считать ручную обработку. Стоимость — копейки.
3. Лазерное спекание, печать фотополимером (SLA, SLS) — эти технологии уже полноценно отвечают на вопросы дизайна и эргономики, организовать первичную проработку собираемости изделия, в какой-то степени жесткость. Такие детали уже требуют минимальной шлифовки, годятся для окрашивания и издалека не отличимы от реальных деталей. Можно сделать даже прозрачные детали, но требуют ручной шлифовки. Срок изготовления часы, оборудование и цены доступны. Плюсом технологии является возможность печатать многотельные прототипы, т.е. печатать сразу собранное изделие. А проблема таких прототипов кроется в хрупкости и жесткости — сломать напечатанный прототип легко, а проверить, например, насколько нажимается кнопка не получится или получиться, реальной картины такая деталь не даст. Ценник — тысячи рублей.
4. Фрезеровка пластика и металла — такие технологии позволят близко подойти к свойствам серийного изделия. По сути, с этой технологии начинается «проверка жизнью» дизайна или корпуса устройства. Ведь материал такие же свойства, что и серийный —жесткость, кручение, пружинистость и т.д. И таким прототипом можно закрыть все вопросы по собираемости, дизайну, весу, разрушению, поведению в реальных уличных условиях. Хуже обстоят дела с проверкой герметичности — ведь резиновую прокладку фрезеровкой уже не сделать. И с прозрачностью. Срок изготовления дни, оборудование (многоосная фрезеровка) малодоступно и подрядчика надо еще поискать (пишите — дадим контакты). Ценник — десятки тысяч рублей.
На фотографии фрезерованный корпус в сравнении с печатью нитью (FDM)
5. Литье полиуритана в силиконовые формы и схожие малосерийные технологии — отличная технология, которая отвечает на почти все вопросы по физическим свойства прототипа — резина, прозрачные детали, точное соответствие пластику по жесткости, пружинности, цвету, фактуре. Даже поведение на морозе и на жаре, электросвойства, закладные элементы из других материалов, производство небольших тиражей — дает литье полиуритана в силикон. Технология хоть и простая, но дорогая, подрядчиков немного, еще меньше тех кто делает аккуратно и красиво. Срок — дни, стоимость десятки тысяч рублей.
6. Литье пластика под давлением в лекообрабатываемые формы — по сути это уже тиражное производство, максимально близкое к серии, но его стоимость иногда в 2-3 раза дешевле полноценной оснастки и существенно быстрее. Оснаска под такое литье изготавливается из мягких металов с помощью фрезеровки и ручной доводки. А вот материал (расплавленный пластик) подается под давлением как при нормальном производстве. Можно получить прототип идентичный серийному изделию по всем свойствам. И изготавливать малые (тысячи штук) серии тестовых корпусов или деталей. Стоимость — сотни тысяч рублей, срок — недели.
Я не описываю детально как именно производятся прототипы — подобной информации много в сети. Имеет смысл ответить себе на вопрос — для чего мне нужен прототип? И в соответствии с этим знанием выбрать технологию, приведу несколько примеров, но лучше конечно прислать нам (hello@formlab.ru) запрос и получить конкретную рекомендацию. Например:

— проверяете только дизайн → выбираем трехмерную печать;
— важна проверка собираемость с реальными компонентами (например платой) → лучше использовать 3d-печать или фрезеровку пластиков;
— Изделие тестируем в реальных условиях с реальным железом, хотите показать клиенту, инвестору или на выставку → выбираем фрезеровку или литье полиуритана
— если задача еще сложнее, например, важно как, сколько раз нажимается и когда сломается кнопка → только полиуритан или литье пластика под давлением

Все технологии требуют разной степени проработки исходной модели и конструкции и если первые три очень условны, терпят ошибки при проектировании, то начиная с фрезеровки требуется опыт конструктора, а в последней — конструктора с опытом литьевых изделий.

Если есть вопросы — присылайте информацию по вашему изделию (проекту), мы подготовим решение по оптимальной для вашего случая технологии производства и подрядчику.

Либо можно всегда обратится в нашему списку проверенных подрядчиков по производству.
Другие статьи
И мы рады, что оправдываем оказанное нам доверие
Показать больше