Prototyypin valmistus voidaan aloittaa valmiista 3D-mallista, luonnoksesta, kuvista, mitoista tai vasta alustavasta ideasta. Lähtöaineisto vaikuttaa siihen, kuinka paljon 3D-suunnittelua tarvitaan ennen ensimmäistä testikappaletta.
Projekti etenee selkeimmin, kun prototyypille määritetään ensin yksi tärkeä tavoite. Sen jälkeen 3D-malli suunnitellaan tai tarkistetaan, materiaali valitaan testin mukaan ja kappale valmistetaan 3D-tulostamalla.
1. Määritä, mitä prototyypillä halutaan testata
Prototyypin ei tarvitse ratkaista kaikkia tuotteen ominaisuuksia kerralla. Ensimmäisellä versiolla voidaan tarkistaa esimerkiksi koko, sovitus, liike, käytettävyys tai ulkonäkö.
Suunnittelua varten tarvitaan mahdollisuuksien mukaan seuraavat tiedot:
- tuotteen käyttötarkoitus
- tärkeimmät mitat ja muodot
- kiinnitystavat ja liittyvät osat
- tarvittavat välykset ja liikkuvat kohdat
- kuormitus ja käyttöympäristö
- lämpötila, kosteus ja mahdollinen kemikaalialtistus
- prototyypillä testattava ominaisuus
- toivottu ulkonäkö, kappalemäärä ja aikataulu
Kaikkien yksityiskohtien ei tarvitse olla valmiita ensimmäisessä yhteydenotossa. Tärkeimmät vaatimukset on silti tunnistettava ennen varsinaista suunnittelua.
2. Valmis 3D-malli tarkistetaan tai uusi malli suunnitellaan
Valmis 3D-malli tarkistetaan ennen tulostuksen valmistelua. Arvioinnissa käydään läpi esimerkiksi mitat, seinämien paksuudet, rakenteet, yksityiskohdat, välykset ja tulostettavuus.
STEP-muoto sopii hyvin mallin muokkaamiseen ja jatkokehitykseen. STL- tai 3MF-tiedosto voi sopia suoraan tulostuksen valmisteluun, mutta muokkausmahdollisuudet riippuvat tiedoston rakenteesta.
Jos 3D-mallia ei ole, se voidaan suunnitella idean, luonnoksen, kuvien tai mittojen perusteella. Olemassa oleva fyysinen osa voidaan tarvittaessa digitalisoida 3D-skannauksen ja takaisinmallinnuksen avulla.
3. Materiaali ja toteutustapa valitaan testin mukaan
Prototyyppiä ei aina tarvitse valmistaa samasta materiaalista kuin lopullista tuotetta. Materiaalin tärkein tehtävä on tukea sitä ominaisuutta, jota testataan.
Sovitusta tai ulkonäköä testaava kappale voidaan usein valmistaa kustannustehokkaasta materiaalista. Toiminnallisessa testissä voidaan tarvita jäykkyyttä, joustavuutta, kulutuskestävyyttä tai lämmön- ja kemikaalien kestoa.
Ensimmäinen versio voi olla myös pienennetty malli tai vain kriittinen kohta suuremmasta kokonaisuudesta. Näin testistä saadaan tarvittava tieto ilman tarpeettoman suurta kappaletta.
4. 3D-malli valmistellaan tulostusta varten
3D-malli viedään tulostusohjelmaan, jossa määritetään tulostussuunta, kerrosvahvuus, tukirakenteet ja muut kappalekohtaiset asetukset. Valinnat vaikuttavat pinnanlaatuun, mittatarkkuuteen, tulostusaikaan ja kappaleen ominaisuuksiin.
Samat asetukset eivät sovi kaikkiin tuotteisiin. Siksi malli, materiaali ja käyttötarkoitus tarkastellaan yhtenä kokonaisuutena ennen valmistusta.
5. Prototyyppi 3D-tulostetaan
Prototyyppi valmistetaan valitusta materiaalista sovituilla asetuksilla. Tarvittaessa kappale jälkikäsitellään tai kootaan ennen testausta.
3D-tulostus ei vaadi muottia tai tuotekohtaista valmistustyökalua. Tämä tekee menetelmästä käytännöllisen yksittäisille testikappaleille ja muuttuville versioille.
6. Prototyyppi testataan käytännössä
Valmiista kappaleesta tarkistetaan ne ominaisuudet, joita varten se tehtiin. Testaus voi tarkoittaa mittaamista, sovittamista, kokoamista, liikkuvien osien kokeilua tai käyttöä suunnitellussa ympäristössä.
Testauksessa voidaan havaita esimerkiksi:
- liian pieni tai suuri mitta
- väärässä kohdassa oleva kiinnitys
- liian pieni välys
- hankala kokoonpano
- liian joustava tai heikko rakenne
- käytettävyyteen liittyvä ongelma
Prototyypissä havaittu ongelma ei tarkoita epäonnistunutta projektia. Testikappaleen tehtävä on löytää kehityskohdat ennen lopullista valmistusta.
7. 3D-mallia muokataan ja uusi versio valmistetaan
Testauksen jälkeen 3D-malliin tehdään tarvittavat muutokset. Ne voivat koskea mittoja, seinämien paksuutta, kiinnityspisteitä, reikien sijaintia, välyksiä, jäykkyyttä tai kokoonpanotapaa.
Päivitetystä mallista voidaan tulostaa uusi versio ja toistaa testi. Digitaalista suunnitelmaa ja fyysistä prototyyppiä kehitetään vuorotellen, kunnes asetettu tavoite täyttyy.
Prototyyppi ei ole automaattisesti käyttövalmis lopputuote
Prototyyppi osoittaa, miten valitut ominaisuudet toimivat määritellyssä testissä. Se ei yksin todista kappaleen pitkäaikaista kestävyyttä tai soveltuvuutta kaikkiin käyttöolosuhteisiin.
Kuormitettavat ja turvallisuuskriittiset osat vaativat erillisen arvioinnin sekä tarvittavat testit. Lopullisessa toteutuksessa on huomioitava materiaali, toleranssit, rakenne, tulostussuunta ja todellinen käyttöympäristö.
Hyväksytystä prototyypistä voidaan edetä valmistukseen
Testien jälkeen päivitetystä 3D-mallista voidaan valmistaa lopputuote halutulla valmistusmenetelmällä. Lopputuotteen materiaali ja valmistusasetukset valitaan käyttötarkoituksen perusteella. Loppu tuote voidaan tehdä myös 3D-tulostamalla.
Jos haluat ensin ymmärtää, mitä prototyypillä kannattaa testata, lue myös Hyödynnä 3D-tulostusta tuotekehityksessä.
Mitä tietoja tarjouspyyntöön kannattaa liittää?
- valmis 3D-malli, jos sellainen on olemassa
- luonnos, kuvat tai muu kuvaus ideasta
- tärkeimmät mitat
- tuotteen käyttötarkoitus
- liittyvien osien mitat tai kuvat
- prototyypillä testattava ominaisuus
- käyttöolosuhteet
- tarvittava kappalemäärä
- toivottu aikataulu
Myös keskeneräisen idean voi lähettää arvioitavaksi. Kaikkia teknisiä ratkaisuja ei tarvitse päättää ennen yhteydenottoa.
Mistä prototyypin hinta muodostuu?
Hintaan vaikuttavat 3D-suunnitteluun käytetty aika, kappaleen koko, tulostusaika, materiaali ja jälkikäsittely. Myös tarvittavien versioiden määrä vaikuttaa kokonaisuuteen.
Valmis ja tulostuskelpoinen 3D-malli voi vähentää suunnittelutyön tarvetta. Malli täytyy silti tarkistaa ja valmistella tulostusta varten.
Usein kysyttyä prototyypin valmistuksesta
Tarvitaanko prototyyppiä varten valmis 3D-malli?
Ei tarvitse. 3D-tulostukseen tarvitaan 3D-malli, mutta Aliner3D voi suunnitella sen idean, luonnoksen, kuvien tai mittojen perusteella.
Voiko prototyypin tulostaa suoraan valmiista 3D-mallista?
Kyllä, jos malli soveltuu 3D-tulostukseen. Ennen valmistusta tarkistetaan esimerkiksi mitat, rakenne, seinämien paksuudet ja muut tulostettavuuteen vaikuttavat yksityiskohdat.
Riittääkö käsin piirretty luonnos työn aloittamiseen?
Luonnos voi riittää suunnittelun lähtökohdaksi. Sen lisäksi tarvitaan tietoa tuotteen mitoista, käyttötarkoituksesta ja tärkeimmistä vaatimuksista.
Kuinka monta prototyyppiversiota tarvitaan?
Versioiden määrä riippuu tuotteesta ja testien tavoitteista. Yksinkertainen ratkaisu voi toimia ensimmäisellä kerralla, mutta useampi testikierros on tavallinen osa tuotekehitystä.
Testaa idea ennen lopullista valmistusta
Onko sinulla tuoteidea, luonnos tai valmis 3D-malli? Lähetä aineisto, tärkeimmät mitat ja käyttötarkoitus, niin arvioimme prototyypille sopivan toteutustavan.
Pyydä tarjous prototyypin valmistuksesta
Me autamme! Ota yhteyttä ja tehdään se mitä tarvitset.
Aliner3D
aliner3d@aliner.fi
Pekka Salo
+358 500 683 101