Prototyp kontra produkcja: klucz do szybszego wejścia na rynek

Wyobraź sobie, że twój innowacyjny produkt jest gotowy do wprowadzenia na rynek, ale wysokie koszty produkcji formy i długie terminy realizacji sprawiają, że wahasz.?Odpowiedź brzmi: nie. Injekcja prototypu, podobnie jak drukowanie 3D, przyspiesza rozwój produktu, zmniejsza ryzyko awarii i przyspiesza iteracje projektowania.W tym artykule omówiono różnice między prototypem a produkcją wtryskową, aby pomóc w podejmowaniu świadomych decyzji na krytycznych etapach rozwoju produktu.

Odlewanie wtryskowe produkcyjne jest wydajnym procesem produkcji części z tworzyw sztucznych odpowiednim do produkcji na dużą skalę identycznych części.Proces ten polega na podgrzaniu materiału plastikowego do stopnia stopienia i wstrzykiwaniu go do zamkniętej formyPo ochłodzeniu i utwardzeniu, pleśń otwiera się, a gotowa część jest wyrzucana.

Kiedy projekt produktu jest dokładnie zweryfikowany i uznany za stabilny, formy produkcyjne są zazwyczaj wykonane ze stali narzędziowej o wytrzymałości ultrawysokiej.wstrzyknięcie, oraz cykli wyrzucania, zapewniając, że pleśń może przetrwać setki tysięcy, a nawet miliony zastosowań.

Metali twardy są trudne do obróbki, co wymaga powolnego usuwania materiału w celu uniknięcia uszkodzenia narzędzi.w zależności od geometrii częściWiększe i bardziej złożone części wymagają dłuższego czasu obróbki.

W celu uzyskania pewnych cech części z tworzyw sztucznych, takich jak podcięcia lub otwory boczne, formy zawierają mechanizmy boczne, takie jak suwaky i szpilki wyrzucające.To zwiększa złożoność, zwłaszcza w formie wieloworkowej.

Podstawowym celem produkcji form jest zminimalizowanie kosztów części plastikowych na jednostkę.Obejmuje to zamykanie pleśniW celu zmniejszenia czasu cyklu i kosztów części, formy produkcyjne często wykorzystują konstrukcje wielo-powierzchowne (np. 2, 4, 8, 16,lub 32 otwory) oraz zintegrowane systemy ogrzewania/chłodzenia w celu przyspieszenia każdego etapuPrzykładowo, jeśli jedna forma z jedną jamą zajmuje 1 minutę na część przy $2 na minutę, każda część kosztuje $2.

Prototyp formowania wtryskowego wykorzystuje te same tworzywa sztuczne, co formowanie produkcyjne, ale różni się strukturą formy i liczbą jam.umożliwiające udoskonalenie przed zaangażowaniem się w produkcję seryjnąDodatkowe zalety:

• Szybsza dostawa:Prototypowe formy i części mogą być wykonane w ciągu kilku tygodni, znacznie szybciej niż formy produkcyjne.
• Efektywność kosztowa w przypadku małych ilości:Niższe koszty tworzenia formy sprawiają, że prototypy są idealne do produkcji małych partii lub testowania wielu projektów.
• Części klasy produkcyjnejZa pomocą identycznych materiałów i procesów, prototypy testują funkcjonalność końcowego produktu.
• Wczesna walidacja projektu:Inżynierowie mogą sprawdzać i dostosowywać części na wczesnym etapie, zmniejszając błędy w późniejszym stadium.
• Elastyczność materiału i wykończenia:Prototypowe formy wspierają różne żywice i obróbki powierzchniowe pomimo niższej trwałości.
• Płynny przejście do produkcji:Prototypowe formy mogą pomieścić luki podczas opracowywania produkcji.
• Szybkie narzędzia:Wykonane z aluminium lub bardziej miękkiej stali, prototypy formy używają prostszych projektów dla szybkości i przystępności cenowej.
• Ograniczenia:W porównaniu z formami produkcyjnymi formy prototypowe mają krótszy okres życia i mniejszą złożoność funkcji.

Prototypowe formy są obróbkowane CNC z aluminium lub mosiądzu, które są miękkie, szybciej maszynowane i tańsze.Te metale nadal mogą wytwarzać dziesiątki tysięcy części bez poświęcania dokładności wymiarowej (w zależności od geometrii).

Prototypowe formy zazwyczaj wykorzystują konstrukcje jednopokojowe w celu łatwiejszych dostosowań geometrycznych..Miękkie metale ułatwiają zmiany: przecinany jest gniazdo, wstawiana wtyczka i obróbka nowej geometrii.

Prototypowe formy unikają zautomatyzowanych mechanizmów dla niestandardowych funkcji. Zamiast tego ręcznie ładowane rdzenie lub wkładki tworzą te funkcje, które wyrzucają się z częścią i wymagają ręcznego usuwania.Ta prostsza konstrukcja obniża koszty formy, ale zwiększa czas cyklu i koszt częściWiększość prototypowych form nie posiada systemów ogrzewania/chłodzenia, co dodatkowo przedłuża cykle i wymaga wykwalifikowanych operatorów do prawidłowego wypełniania części.

• Wymaganie szybkiej dostawy części
• Projekt nie został sfinalizowany i może ulec zmianie
• Badanie wielu materiałów
• Iterujące cechy krytyczne (np. zaciski, uszczelki)
• Drukowanie 3D jest niewystarczające lub niewytrzymałe
• Wymaganie identycznych części do badań (np. wyroby medyczne)
• Stosowanie materiałów podobnych do gumy (TPE, TPU) do uszczelnień lub uchwytów
• Małe partie do badań użytkowników
• Przetwarzanie lub wbudowanie prototypów
• Wielkość produkcji nie usprawiedliwia kosztownych form produkcyjnych

Prototypy to wstępne modele do testowania; produkcja obejmuje masową produkcję po pomyślnym prototypowaniu.

Części prototypowe weryfikują projekty na wczesnym etapie; części produkcyjne to końcowe komponenty wykonane po zatwierdzeniu.

W przypadku form produkcyjnych stosowana jest stal hartowana do dużych objętości, z automatycznymi suwakami i wielopłaszczyznami.

Wstrzykiwacze tworzyw sztucznych z wykorzystaniem prototypowych form.

Niektórzy producenci wykorzystują stalowe ramy z miększymi metalowymi wkładkami do prototypowych form, umożliwiając do 100 000 części i łatwe modyfikacje (nawet nie-metalowe zmiany).Iteracje mogą być zakończone w ciągu jednego dnia.

Prototypowe formy z pojedynczą jamą mogą być wykonane w ciągu tygodnia zamiast miesięcy.

Prototypowe formy zmniejszają ryzyko skalowania przy niskich kosztach, zazwyczaj 6 000$000, w zależności od złożoności i wielkości części.