Prototypenentwicklung:Alles, was Sie über die Herstellung eines Prototyps wissen müssen

An der Herstellung eines Teils oder Produkts sind viele Prozesse beteiligt, bevor der Hersteller es für den Kundenstamm freigibt. Obwohl es wie ein unilinearer Prozess erscheinen mag, müssen viele dieser Phasen einzeln durchgeführt werden, bevor das Teil/Produkt in die nächste Phase übergehen kann. Ein Beispiel für eine solche Phase ist die Prototypenentwicklungsphase.

Diese Phase ist eine der wichtigsten, da sie bestimmt, ob das Produkt für die Herstellung oder Funktion geeignet ist. Es reduziert auch die Kosten, da der Maschinist in dieser Phase unnötige Merkmale der Teile eliminieren kann. Wenn Sie wissen möchten, was die Entwicklungsphase eines Prototyps beinhaltet, sollten Sie diesen Artikel bis zum Ende lesen.

Was ist Prototypenentwicklung ?

Definition

Um den Ausdruck zu definieren, zerlegen wir ihn in seine Bestandteile. Ein Prototyp ist ein Doppelgänger oder eine Kopie eines Teils, der die Produkteigenschaften demonstriert und alle Möglichkeiten auslotet, bevor in die vollständige Entwicklung des Teils investiert wird. Ein Prototyp kann von einer detaillierten Zeichnung mit Stift und Papier bis hin zu einer voll funktionsfähigen Version des Produkts reichen. Daher ist die Prototypenentwicklung einfach eine Reihe von Prozessen, die der Hersteller zur Herstellung des Prototyps verwendet. Viele bezeichnen die Prototypenentwicklung auch als Prototypenfertigung.

Kategorien der Prototypentwicklung

Wir können Prototypen in vier Kategorien einteilen, basierend auf dem Design des Produkts und wie die Hersteller erwarten, dass das Endprodukt funktioniert. Zu den Kategorien gehören:

1. Funktionierender Prototyp

Wie der Name schon sagt, sorgt der Produktentwickler dafür, dass der funktionierende Prototyp so viele der endgültigen Produktmerkmale und -funktionen wie möglich aufweist.

2. Funktionsprototyp

Ein funktionaler Prototyp und ein funktionierender Prototyp sind in ihren Entwicklungsprozessen ähnlich. Die Produktentwickler fertigen den funktionalen Prototypen jedoch normalerweise in einem anderen Maßstab und mit einer anderen Technik.

3. Visueller Prototyp

Die Produktentwickler entwerfen den visuellen Prototyp, um die Formen, Maße und den Aufwand des Konzepts zu projizieren, das sie für das Produkt haben. Da bei diesem Prozess nicht gezeigt werden muss, ob das Produkt funktioniert oder nicht, ist es einfacher herzustellen als die anderen Prototypen.

4. Prototyp der Benutzererfahrung

Die Produktentwickler sorgen dafür, dass der Prototyp des Benutzererlebnisses genügend Details zeigt, die bei der weiteren Forschung bei der Produktherstellung helfen können.

Bedeutung der Prototypenentwicklung

Die Phase der Prototypenentwicklung ist ein unschätzbarer Prozess, der für jede Teilefertigung wichtig ist. Hier sind einige Gründe, warum Teilehersteller die Prototypentwicklungsphase nicht übersehen können:

1. Anbieten des Produkts

Es hat keinen Sinn, ein Teil oder Produkt herzustellen, das die Kunden oder Stakeholder nicht unterstützen. Wir sind uns alle einig, dass der Verkauf eines Produkts mit einem Prototyp den Kunden/Interessenten mehr überzeugen wird als der Verkauf ohne Prototyp. Denn sie können den Prototypen anfassen und anfassen und Feedback geben. Ihre Rückmeldungen sind auch wichtig, um erhebliche Designänderungen am Endprodukt vorzunehmen.

2. Das Konzept auf den Prüfstand gestellt

Das Zeichnen des Designs für ein Teil garantiert nicht, dass es seine beabsichtigten Funktionen unter realen Bedingungen erfüllt. Das Entwerfen eines Prototyps ist eine großartige Möglichkeit, um zu bewerten, wie sich das Teil in seiner Arbeitsumgebung verhält. Dieser Test hilft dem Hersteller, die Teile des Designs zu bestimmen, die überarbeitet oder verworfen werden müssen.

3. Minimierung der Produktionskosten

Für einige mag dies falsch erscheinen, da der Prototyp auch einen Teil des Kapitals verbraucht, das für die Produktproduktion bestimmt ist. Die bei der Prototypenherstellung verwendete Menge ist jedoch unbedeutend im Vergleich zu der Menge, die die Beteiligten verschwenden müssen, wenn die Trial-and-Error-Methode angewendet wird. Dies liegt daran, dass der Prototyp dabei hilft, alle Überarbeitungen zu bestimmen, die der Hersteller an dem Produkt vornehmen muss. Daher kann eine genauere Schätzung der Produktionskosten ermittelt werden.

Der Unterschied zwischen einem Prototyp und dem Endprodukt

Generell versuchen Hersteller und Produktentwickler den Unterschied zwischen Prototyp und Endprodukt so gering wie möglich zu halten. Das tatsächliche Produkt kann sich in Aussehen, verwendetem Material oder Bearbeitungsprozess vom Prototyp unterscheiden.

Beispielsweise sind die Materialien, die zur Herstellung des Endprodukts verwendet werden, normalerweise teuer, während das Rohmaterial des Prototyps aus etwas Billigem hergestellt wird. Seine Eigenschaften sind jedoch in der Regel identisch mit denen des Endprodukts. Dieser Unterschied im Rohmaterial kann zu einer Veränderung des Aussehens und der Verarbeitung des Endprodukts führen.

Auch die Menge des Endprodukts und der hergestellten Prototypen ist immer unterschiedlich. Normalerweise stellen Hersteller die Produktprototypen in kleinen Stückzahlen her, da sie diese nur für den Produktionsprozess benötigen. Sie stellen die Endprodukte jedoch aus mehreren Gründen in großen Chargen her. Erstens könnte der Herstellungsprozess komplex sein. Daher können sie es sich nicht leisten, das Produkt in kleinen Mengen wie den Prototyp herzustellen. Außerdem hilft die Produktion des Endprodukts in Chargen, Zeit und Geld zu sparen.

Prototyp-Entwicklungsphasen

Wie bereits erwähnt, umfasst der Entwicklungsprozess von Produktprototypen drei allgemeine Phasen. Sie sind:

1. Alpha-Phase

In dieser Phase der Prototypenherstellung werden Prototypen entwickelt, die zwei Fragen beantworten:

• Wie wird das Teil aussehen und sich anfühlen?
• Wird es funktionieren?

In den meisten Phasen wird für jede Frage ein separater Prototyp erstellt. Einige Hersteller könnten jedoch einen Prototyp für beide Fragen herstellen. Es hängt alles von der Situation ab. Die Hersteller nennen die Prototypen, die zur Beantwortung beider Fragen hergestellt wurden, jeweils Erscheinungsbild- und Proof-of-Concept-Prototypen.

Der Proof-of-Concept-Prototyp ist der Prototyp, mit dem getestet wird, ob das Teil funktioniert. Bei diesem Prototypen geht es nicht wirklich ums Aussehen. Sein Hauptziel ist es, die vorläufige Funktionalität des Designs zu testen. Auf diese Weise kann der Hersteller feststellen, ob das Design für die Herstellung geeignet ist, bevor er damit beginnt. Es verwendet sehr billige und leicht zugängliche Materialien wie Kartons, Motoren, Schalter usw.

Der Erscheinungsbild-Prototyp kommt als nächstes, nachdem der Hersteller den Proof-of-Concept-Prototypen als Erfolg betrachtet hat. Dieser Prototyp ist mehr auf das Aussehen bedacht und hat möglicherweise nicht einmal eine Funktion. Es verwendet auch teurere Materialien und Bearbeitungsmethoden für die Herstellung von Prototypen. 3D-Druck ist ein gängiges Bearbeitungsverfahren, das in dieser Phase verwendet wird.

Hersteller können dies auch nutzen, um sich an potenzielle Käufer und Interessengruppen zu wenden. Auf diese Weise können der Kunde und die Stakeholder das Produkt visualisieren. Die Hersteller können auch richtige Rückmeldungen für die nächste Phase erhalten. Wenn diese Phase erfolgreich ist, beginnen die Maschinisten damit, komplexere Bearbeitungsmethoden wie die CNC-Bearbeitung für spätere Prototypen vorzubereiten.

2. Beta-Phase

Diese Phase baut auf dem Feedback von Kunden und Stakeholdern in der Alpha-Phase auf, um noch ausgefeiltere Prototypen zu erstellen. In dieser Phase nähern sich die Produkte in Bezug auf das Erscheinungsbild der Funktionalität dem Endprodukt an. Auch die Prototypen werden in dieser Phase ausgiebig getestet. Die beiden in dieser Phase hergestellten Prototypen sind das Engineering und Produktion Prototypen.

Der technische Prototyp ist ein Upgrade des Proof-of-Concept-Prototyps in der Alpha-Phase. Ziel ist es, eine optische, herstellbare und funktionale Nachahmung des Endprodukts zu erreichen. Aufgrund der zuvor erhaltenen Rückmeldungen wurde dieser Prototyp noch weiter ausgefeilt. In dieser Phase wenden die Zerspanungsmechaniker komplexere Fertigungsverfahren wie Spritzguss und Blechbearbeitung an. Dadurch soll das Endprodukt so weit wie möglich imitiert werden. Der Maschinist verwendet hochwertige Materialien, um diesen Prototyp herzustellen.

Erneut testen die Hersteller den Prototypen unter Echtzeitbedingungen, um zu sehen, ob das neue Produkt seine beabsichtigte Funktion erfüllen kann.

Nach dem Erfolg des Konstruktionsprototyps stellen die Hersteller einen Produktionsprototyp her . Dies ist der letzte Prototyp, bevor die Entwürfe für die Massenproduktion und den Werkzeugaufbau genehmigt werden. Aufgrund der Nähe zur Massenproduktion sollte dieser Prototyp die größte Ähnlichkeit mit dem Produkt haben. Es werden jedoch möglicherweise nicht die teuren Materialien verwendet, die für das Endprodukt verwendet werden.

In einigen Situationen kombinieren einige Maschinisten möglicherweise sowohl Konstruktions- als auch Produktionsprototypen. Dies hängt jedoch maßgeblich von der Risikobewertung des Produkts ab. Abschließend verwenden die Maschinisten den Produktionsprototyp für die verbleibenden Entscheidungen. Dies reicht von der Ästhetik bis zur finalen Designfreigabe. Sobald die Beteiligten diesen Test und die Produktionskosten genehmigt haben, bereiten sich die Maschinisten auf die Massenproduktion vor.

3. Pilotphase

In dieser Phase fertigen die Maschinisten den endgültigen/Pilotprototyp. Es ist das erste Produkt, da andere Teilgeräte genau so aussehen werden, sofern keine weiteren Probleme auftreten. Der einzige Grund, warum die Maschinisten es als Prototyp betrachten, ist, dass es noch einige Zertifizierungen erhalten muss. Hier könnten noch einige Änderungen vorgenommen werden, z. B. die Änderung der Produktionsmethode (z. B. Spritzguss und CNC-Bearbeitung), die zur Herstellung einiger Metall- und Kunststoffteile verwendet wird.

Nach allen letzten Änderungen schicken die Maschinisten den Pilotprototypen zur Zertifizierung an unabhängige Prüfausschüsse. Nachdem sie diese Zertifizierungen erhalten haben, kann die Produktion endlich in die kommerzielle Phase übergehen.

Während einige andere Maschinisten möglicherweise andere Begriffe wie Proof of Concept (POC) und Minimum Viable Product (MVP) verwenden, sind diese drei Begriffe für die Prototypenentwicklung ungefähr universell.

Häufige Fehler bei der Entwicklung von Prototypen

Viele Neueinsteiger in der Branche neigen dazu, einige Missverständnisse über die Entwicklungsphase des Prototyps zu haben, was viele Probleme mit dem Endprodukt verursachen kann. Beispiele für solche Fehler sind:

• Nicht nach Expertenüberlegungen suchen, wie man durch jede Phase der Prototypenentwicklung vorankommt.
• Fehlende genaue Schätzung der Kosten
• Nicht genügend Benutzerfeedback erhalten. Das Feedback der Benutzer ist sehr wichtig für den Erfolg des Prozesses.
• Der Versuch, den Entwicklungsprozess des Prototyps in einen festen Zeitrahmen einzupassen. Die Dauer dieses Prozesses hängt von der Komplexität des Teils ab.

Ein sehr wichtiger Teil für den Erfolg Ihrer Prototypenentwicklung ist es, sich von Profis beraten zu lassen. Bei RapidDirect verfügen wir über das gesamte Know-how, das Sie benötigen, um die Herstellung Ihres Produktprototyps zum Erfolg zu führen.

Schlussfolgerung

Die Entwicklung von Prototypen für jeden Teil der Produktion ist ein Teil des Prozesses, der viel Planung und sorgfältige Überlegung erfordert. Sie können dies zwar selbst tun, aber auch die Hilfe von Experten in Anspruch nehmen, was die Arbeit erleichtert und Zeit spart.

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Häufig gestellte Fragen

F: Wie lange dauert ein Prototypentwicklungsprozess?

A: Dies hängt stark von der Art des Produkts ab. Von der Konzeptphase bis zur kommerziellen Produktion kann es zwischen sechs Monaten und einigen Jahren dauern.

F: Wie viel kostet es, ein Teil zu prototypisieren?

A: Der Preis für Prototypen variiert je nach Prototyping-Phase und Ausgereiftheit des Produkts. Der Aussehensprototyp könnte beispielsweise zwischen 500 $ und 150 $ liegen.