機能的なプロトタイプとは何ですか？また、どのようにして最も効果的に作成しますか？この記事では、機能的なプロトタイプ、一般的な材料、それらを作成するために使用される製造プロセス、コストの削減とリードタイムのヒントなどの目的について説明します。
最初のプロトタイプを作成したら、製造プロセスの機能的プロトタイピングフェーズに進む時が来ました。初期のプロトタイプでは、基本的なデザインの概念とアイデアを探索してテストすることができますが、機能的なプロトタイプよりもはるかに迅速かつ安価に作られており、実際の状況で自分の部品がどのように機能するかについてのアイデアを与えるのに適していません。
機能的なプロトタイプとは何ですか？
機能的なプロトタイプは、概念のテストまたは検証に使用される部分の作業モデルです。これらは通常、初期プロトタイプのより高度なバージョンであり、より耐久性のある素材で作成され、機能的なコンポーネントを含み、最終的に最終製品に近いものです。
機能的なプロトタイピングは、設計プロセスの重要な部分です。これにより、エンジニアと設計者は完全な生産の実行にコミットする前に機能性の問題を特定して解決できるようになります。また、部品の製造可能性のアイデアを提供し、製造プロセスの検証と特定の設計の投資収益率の潜在的なものを提供します。
機能的なプロトタイプを作成するために使用される資料は何ですか？
成功した機能プロトタイプは、すべての意図と目的のためのものであり、最終的な部分です。そこからずっとそれを手に入れるためにいくつかのわずかな微調整が必要になるかもしれませんが、本質的にあなたが見るものは、生産が始まるとあなたが得るものです。これは、最終パートのプロパティのすべてではないにしても、機能的なプロトタイプに存在する必要があることを意味します。機能的なプロトタイプを作成するために使用する資料は非常に重要です。以下は、機能的プロトタイプの製造に使用される最も一般的な材料カテゴリの3つです。
プラスチック。製造の容易さ、汎用性、および費用対効果のために、機能的なプロトタイピングで使用されます。 ABS、PLA、およびナイロンは、機能的なプロトタイプで最も一般的に使用されるプラスチックの1つです。
金属。高強度と耐久性を必要とするプロトタイプは、多くの場合、アルミニウム、鋼、チタンなどの金属でできています。
複合材料。軽量でなければならないプロトタイプ - 高強度、剛性、耐久性を必要とすることは、多くの場合、炭素繊維やガラス繊維などの複合材で作られています。
機能的なプロトタイプ用の資料をどのように選択しますか？
機能的なプロトタイピングのための材料を選択する際に考慮する必要があるいくつかの要因を以下に示します。
抵抗。プロトタイプが化学物質または極端な温度にさらされる場合、プロトタイプが製造される材料はそれらに耐えることができなければなりません。
美的特性。プロトタイプの目的が完成した部分がどのように見えるかを示すことである場合、それらの品質を持っている資料を選択するか、後処理に伴う時間とコストを考慮する必要があります。
製造プロセス。プロトタイプの資料は、プロトタイピングに使用される製造プロセスと互換性がある必要があります。たとえば、CNC加工はさまざまな金属やプラスチックと互換性があり、3Dプラスチックはさまざまなタイプのプラスチックにより適しています。
コストと可用性。プロジェクトの規模に応じて、コストと時間は機能的なプロトタイプを作成する上で大きな役割を果たす可能性があります。予算が少ないには低コストの材料が必要であり、厳しい締め切りには製造方法がより速くなる必要があります。
機能的なプロトタイプの作成に使用される製造プロセスは何ですか？
機能的なプロトタイプは、あらゆる製造プロセスを使用して技術的に作成できます。ただし、一部の人は他のものよりも実用的です。適切な製造プロセスを選択すると、コストと時間の両方の点で、プロジェクトの効率に大きく影響します。
機能的なプロトタイプの作成に使用される最も一般的な製造方法は、CNC加工と3D印刷です。適切なプロセスは、主に部品の複雑さと必要な材料特性、必要なプロトタイプの量、および予算や時間の制約に依存します。
CNC加工。 CNC加工を使用すると、金属、プラスチック、複合材料など、幅広い材料で機能的なプロトタイプを作成できます。このテクノロジーの精度と精度により、緊密な耐性と複雑な幾何学を備えたプロトタイプの作成に最適です。
3D印刷。融合堆積モデリング（FDM）とステレオリソグラフィ（SLA）は、特にプラスチックがプロジェクトの材料の正しい選択である場合、機能的なプロトタイプを作成するためによく使用される2つの3D印刷技術です。どちらも比較的迅速で手頃な価格であり、複雑な形状と構造を作成できます。
機能的なプロトタイプを製造するときに、コストとリードタイムをどのように削減しますか？
機能的なプロトタイピングに関連するコストがありますが、フェーズを完全にスキップすることは賢明ではありません。機能的なプロトタイピングは、バッチ生産の早期投資を検討してください。これは、自分の部分の設計と製造可能性の欠陥を特定することができるため、将来の投資収益率について理解を得ることができるからです。とはいえ、機能的プロトタイピングに関連するコストとリードタイムを削減するために実行できるいくつかのステップがあります。
製造可能性のための設計（DFM）。製造可能性を念頭に置いて製品を設計することにより、最終製品を正確に反映し、効率的かつコスト効率的に生産できる機能的なプロトタイプを作成する方が簡単です。 Protolabs NetworkのDFMツールは、引用段階で最適な結果を得るために設計を評価します。
アウトソーシング：アウトソーシング機能プロトタイプの製造をProtolabsネットワークなどの製造ネットワークにアウトソーシングすることで、インスタント引用符、最適化された注文、およびプロトタイプの製造可能性に関する即時フィードバックを提供することで、リードタイムとコストを削減するのに役立ちます。
標準化。機能的なプロトタイプの設計と生産プロセスの標準化は、不必要なバリエーションを排除することでコストとリードタイムを削減するのに役立ちます。
機能的なプロトタイピングからバッチ制作にどのように移行しますか？
機能的なプロトタイプが作成され、承認された後、バッチ制作に向けて措置を講じる時が来ました。ただし、これはすぐに飛び込む必要があるという意味ではありません。優れた生産プロセスは慎重でありながら効率的です。これを達成するために、いくつかのステップを踏むことができます。最終用途の部品の作成について詳しく調べてください。
パイロットランを実施します。パイロットランでは、製造プロセスをテストし、発生する可能性のある潜在的な問題を特定するために、製品の小さなバッチを生産することが含まれます。
生産プロセスを最適化します。パイロット実行の結果に基づいて、生産プロセスを最適化して効率を改善し、コストを削減できます。
生産を拡大します。生産プロセスが最適化されると、バッチ生産を拡大して需要を満たすことができます。
プロセスを監視および改善します。継続的な監視と生産プロセスの改善は、コストを削減し、時間の経過とともに効率を改善するのに役立ちます。
