¿Cómo pasa un producto nuevo por el proceso de creación de prototipos?

Los prototipos son modelos de nuevos productos que pueden ser útiles para visualizar cómo será el producto final. Ver más fotos de electrodomésticos de cocina.

Todos los días aparecen nuevos productos en los estantes de las tiendas, pero ¿alguna vez se preguntó qué pasó para colocar lo último y lo mejor en su lugar? Lo más probable es que haya habido una larga evolución del producto antes de que descanses tu mirada en él. Algunos de los principales puntos de control por los que debe pasar un producto antes de llegar al mercado son la fase de diseño, la fase de creación de prototipos y la fase de producción.

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Después de que alguien tiene una gran idea para un nuevo producto, lo siguiente que debe hacer es determinar todos los detalles. Cuanto más completa sea esta etapa de diseño, mejor. Algunas buenas preguntas para hacer incluyen:

¿Cuáles son los atributos y características del producto?
¿Qué ofrecerá el producto que otros en el mercado no ofrecen?
¿Cuál es su función o propósito?
¿Es necesario inventar alguna nueva tecnología para fabricar el producto?
¿Cuál es la vida útil del producto?
¿Cómo y dónde se fabricará, empaquetará, comercializará y venderá?
¿Cuánto costará la fabricación y cuánto estará dispuesta a pagar la gente por el producto?
¿Hay algún problema con el producto en relación con las regulaciones gubernamentales, problemas ambientales y de seguridad, infracciones de patentes u otros posibles problemas?

Si las respuestas a estas preguntas le dan luz verde, probablemente esté listo para comenzar a pensar en construir un prototipo. Diferentes tipos de prototipos pueden ser útiles en diferentes etapas del proceso de desarrollo del producto. Por ejemplo, cuando se pone en marcha por primera vez, un dibujo podría ser suficiente para sus necesidades de diseño. Sin embargo, después de un tiempo, puede estar listo para usar un prototipo simple como ayuda visual. Pero no es necesario que sea de tamaño completo o capaz de soportar operaciones y pruebas rigurosas. También es posible que desee prototipos físicos más detallados de partes específicas de su producto, tal vez un sistema de engranaje mecánico complicado, por ejemplo. Probablemente no necesite crear un prototipo de una bicicleta completa solo para ver más de cerca qué tan bien funciona un nuevo sistema de transmisión por cadena.

Durante un tiempo, es posible que tenga que alternar entre ajustar los planes de diseño y la creación de prototipos aproximados si se da cuenta de que su producto todavía tiene algunos problemas. Sin embargo, a medida que avanza el proceso, es posible que desee un prototipo que sea una imitación más exacta de lo que será su producto final. Aquí es cuando esas preguntas de diseño final se pueden resolver y todo se puede probar, ajustar y perfeccionar.

Ahora que hemos echado un vistazo a lo que puede abarcar el diseño inicial básico y la creación de prototipos, llevemos nuestro producto un paso más allá y veamos cómo los profesionales consiguen algunos prototipos bastante duros.

Contenido

Diseño de prototipos
Desarrollo de prototipos
Pruebas de prototipos

Diseño de prototipos

Una vez que haya diseñado un prototipo, ¿no sería genial si pudiera imprimirlo tan fácilmente como el direcciones de conducción para sus próximas vacaciones. Con las impresoras 3D, eso es totalmente una posibilidad. Conecte los datos CAD y listo.

Una vez que haya respondido las preguntas básicas y haya resuelto todos los problemas obvios, la creación de prototipos serios puede comenzar en serio. El diseño de prototipos más avanzados suele implicar el uso de CAD 3D (diseño asistido por ordenador ) software para crear un mapa tridimensional del producto. Si está buscando llevar un producto a la producción real, el uso de un software CAD es probablemente la forma en que desea hacerlo para que pueda verificar cuidadosamente la funcionalidad de su diseño. También es una forma útil de transferir las especificaciones del producto de forma clara y concisa a quien esté realizando la fabricación real.

Con el software CAD puedes hacer muchas cosas diferentes. Los diseños se pueden hacer tanto en 2D como en 3D, y mientras visualiza y ajusta las especificaciones de su diseño, puede cambiar fácilmente entre las dos vistas. ¿Tu producto tiene muchas partes? Cada parte puede diseñarse individualmente y agregarse al ensamblaje general del producto de una en una. Cada vez que realice un ajuste en cualquier parte particular de su producto, no solo alterará las especificaciones de la otra dimensión en consecuencia, sino que también integrará automáticamente ese cambio en el diseño general del prototipo. Las imágenes realistas se pueden detallar con subtítulos, primeros planos y vistas laterales. Puede probar el aspecto de diferentes materiales como cromo, acero o madera en acabado mate, acabado brillante, texturizado o cepillado:el cielo es el límite. Muchas otras acciones que se realizan comúnmente durante el diseño de un producto también están automatizadas en las amplias funciones del software. También es útil, el software CAD comúnmente permite a los diseñadores ver todas las piezas en movimiento, simulando cómo funcionarán, o no funcionarán, cuando se construyan y ensamblen.

Una vez que se completa un conjunto de planos CAD en 3D, el siguiente paso en el proceso de creación de prototipos suele implicar el uso de alguna tecnología especial que se está volviendo cada vez más popular entre los innovadores, tanto por su velocidad como por su precisión. En la página siguiente, veremos más de cerca estas máquinas y veremos cómo podrían afectar el paso de un producto a través del proceso de creación de prototipos.

Desarrollo de prototipos

El sistema Sinterstation Pro SLS de 3-D Systems realiza la sinterización selectiva por láser, uno de los métodos de fabricación aditiva descritos a continuación.

Hay una gran variedad de métodos que ahora se pueden usar para llevar su producto de los planos a sus manos. Siempre que no esté pensando en métodos que consumen mucho tiempo, como crear el producto desde cero, probablemente recurra al mundo de la creación rápida de prototipos. para una solución.

La creación rápida de prototipos surgió por primera vez a fines de la década de 1980 en forma de estereolitografía. . La palabra puede ser un bocado, pero la idea es ingeniosamente simple. Lo que no es tan sencillo es determinar el nombre exacto de este grupo de tecnologías. La creación rápida de prototipos es en realidad solo una categoría en una gama más amplia de aplicaciones. Las máquinas que pueden producir modelos tridimensionales de nuevos conceptos de diseño también tienen otros usos. Estos pueden incluir la creación de múltiples modelos de un producto para pruebas de mercado y refinamiento, así como para producción personalizada o de tiradas cortas. Debido a la diversidad de tecnología, productos y usos de esos productos, no existe una estructura terminológica global única.

Sin embargo, si examinamos el campo detenidamente, vemos que lo que todas estas tecnologías tienen en común es que crean algo agregando sustrato, no quitándolo. Entonces, un término general básico podría ser fabricación aditiva . Más allá de su primera manifestación como estereolitografía, otros términos utilizados a lo largo de los años incluyen fabricación sólida de forma libre. , fabricación automatizada , tecnologías rápidas , fabricación por capas , fabricación digital , Impresión 3D -- es una gran lista, y hay aún más candidatos por ahí.

A pesar de las variaciones en el nombre, lo que todas estas máquinas tienen en común es que unen capas extremadamente finas de material en cada creación tridimensional, capa por capa, hasta que tienen un prototipo terminado listo para usar. Los dos componentes clave de este sistema son el sustrato que forma las capas y el método que se usa para hacer que se adhieran entre sí.

Algunos campos de la fabricación aditiva incluyen:

Estereolitografía :Un rayo láser hace un patrón que pasa sobre la superficie de una tina de resina líquida de fotopolímero. La resina se endurece cuando el láser golpea y el objeto se baja ligeramente para que el láser, generalmente UV, haga otra pasada.

Sinterización selectiva por láser :Este sistema también utiliza un láser, pero funciona fundiendo capas de polvo termoplástico y otros materiales como polímeros.

Fabricación de objetos laminados :en este método, las láminas de material se enrollan en el rango, se cortan en la forma deseada con láser y se adhieren a la capa inferior.

Impresión 3D :Un cabezal de inyección de tinta aplica adhesivo líquido a capas de polvo.

Fusión por haz de electrones :Este método puede fabricar y reparar piezas metálicas densas mediante el uso de un haz de electrones (más potente que un láser) para derretir capas de polvo metálico como piezas de acero, titanio y cromo cobalto.

Modelado por deposición fundida :hebras de filamentos o gránulos de plástico se calientan al pasar por una boquilla y se derriten en su lugar, donde se endurecen y se unen.

Según el procedimiento utilizado, es posible que se necesite soporte para voladizos o muescas en el diseño de una pieza. Si es necesario, esto se puede lograr mediante un diseño manual o mediante una técnica automática, y las estructuras de soporte generalmente se cepillan, disuelven o derriten después. Otros pasos de posproducción pueden incluir curar (u hornear) un prototipo con luz intensa y aplicar un acabado o un endurecedor.

A pesar de los beneficios de la creación rápida de prototipos, existen algunos inconvenientes. Si bien no toma semanas y meses construir un prototipo, aún toma una cantidad considerable de tiempo para colocar todas esas pequeñas capas. Horas de espera, incluso algunos días, para los prototipos es la norma. El proceso y el equipo también pueden ser muy costosos, con modelos más grandes que cuestan varios cientos de miles de dólares. Sin embargo, hay disponibles muchas máquinas más pequeñas y asequibles, y algunas empresas cobran por hora según las especificaciones de los prototipos enviadas por los diseñadores.

Ahora que tenemos nuestro prototipo, ¿qué se supone que debemos hacer con él?

Pruebas de prototipos

Los prototipos como esta carcasa de perforación son buenos para probar defectos de diseño.

Entonces, ¿qué tienen los prototipos que los hace tan críticos para el desarrollo de productos? Dado que los prototipos son, por definición, los primeros de su tipo, se utilizan en el diseño de productos para realizar pruebas, pruebas y más pruebas. Dediquemos un minuto a descubrir cómo funciona generalmente la prueba de un prototipo y los beneficios de tomarse el tiempo para hacerlo.

El mayor beneficio es probablemente para el resultado final. Los prototipos se pueden probar en aspectos como fallas de diseño y facilidad de uso, dos cosas que son críticas si su producto va a ser un éxito. Debe asegurarse de que todo funcione como debería, y que sus clientes también puedan descubrir cómo hacerlo funcionar.

Una de las razones de esto es que el tiempo es un factor muy importante en el desarrollo de productos. La gran idea de un diseñador también podría estar cocinándose en la cabeza de un competidor en el mismo momento. Tener el primer producto en llegar al mercado tiene una serie de beneficios, siempre que sea un buen producto. Los consumidores pagarán más por él, desarrollarán lealtades de marca más fuertes y ganarás mucho más dinero. Esta es otra forma en que la creación rápida de prototipos puede ser un gran impulso:el tiempo que ahorra en el proceso de creación de prototipos realmente puede impulsar su cronograma de desarrollo de productos.

Otra cosa a tener en cuenta acerca de los prototipos es que también pueden ser útiles si desea comenzar a presentar su idea a los inversores, la gerencia de alto nivel y otras partes interesadas antes de tener un producto terminado. Tener un prototipo funcional real en la mano puede ser mucho más persuasivo que algo en una hoja de papel.

Las pruebas de seguridad también son importantes. Desea asegurarse de que el producto no sea intrínsecamente peligroso o peligroso si se usa incorrectamente. Si existe algún riesgo asociado con el producto, debe determinar qué tan altas son las probabilidades y qué tan grave sería el resultado. ¿Se puede evitar o disminuir el riesgo? ¿Con qué advertencias necesitará etiquetar el producto? ¿Es necesario que las advertencias y las instrucciones sean accesibles para usuarios de varios niveles de habilidad e idiomas? Esta es toda la información que puedes aprender estudiando tu prototipo, tu plan de negocios y el mercado. Antes de que su producto se dirija a la línea de montaje, es crucial saber que todo saldrá a la perfección. Si se encuentra en los Estados Unidos, es importante que visite el sitio web de la Comisión de Seguridad de Productos del Consumidor de los Estados Unidos para conocer las pautas y reglamentaciones aplicables. Si no estás en los Estados Unidos, no te preocupes, probablemente tengas algo similar donde vives que no debería ser demasiado difícil de encontrar.

Una vez que el prototipo ha demostrado su eficacia, se dirige a la línea de montaje para la producción. Consulte la página siguiente para ver muchos más enlaces, como los de páginas útiles sobre cómo proteger legalmente su nuevo producto.

Más enlaces excelentes

Consumer.gov
Patentes gratis en línea
Patentes:protegiendo su gran idea
Comisión de Seguridad de Productos de Consumo de los Estados Unidos
Oficina de Marcas y Patentes de los Estados Unidos

Fuentes

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"Definición de:impresión 3D". Revista PC. (26/8/2008) http://www.pcmag.com/encyclopedia_term/0,2542,t=3-D+printing&i=37077,00.asp
"Definición de:creación rápida de prototipos". Revista PC. (26/8/2008) http://www.pcmag.com/encyclopedia_term/0,2542,t=rapid+prototyping&i=50188,00.asp
"Desarrollo de un prototipo". Zona de prototipos. (27/8/2008) http://www.prototypezone.com/prototype/developing-a-prototype
"Guía del fabricante para desarrollar instrucciones de productos para el consumidor". Comisión de Seguridad de Productos de Consumo de los Estados Unidos. 10/2003. (28/8/2008). http://www.cpsc.gov/LIBRARY/FOIA/FOIA04/os/guide.pdf
"Prototipo". Merriam Webster. (27/8/2008) http://www.merriam-webster.com/dictionary/prototype
"Prototipos/Pruebas de concepto". Desarrollo de productos RBC. (26/8/2008) http://www.rbccorp.com/services/prototypes.asp
"Prototipos:qué es y cómo funciona. Prototype Zone. (27/8/2008) http://www.prototypezone.com/prototype/prototyping-what-is-it-and-how-does -prototipos-trabajo
"Glosario de creación rápida de prototipos". SunMan Engineering, Inc. (27/8/2008) http://www.sunmantechnology.com/resources_gls_rpg.html
Sitio web corporativo de SolidWorks. (27/8/2008) http://www.solidworks.com/index.html
"Tutoriales de SolidWorks". SolidProfesor. 12/03/2007. (27/8/2008) http://www.youtube.com/user/SolidProfessor
Spaeder, Karen. "Más allá de la gran idea". Revista Emprendedor. 10/2004. (27/8/2008) http://www.entrepreneur.com/magazine/entrepreneur/2004/october/72624.html
"El proceso de desarrollo de productos en el diseño de ingeniería". Servicios de ingeniería de síntesis. (27/8/2008) http://www.synthx.com/articles/product-development.html
Centro de creación rápida de prototipos de la Universidad de Louisville. (27/8/2008 http://louisville.edu/speed/rpc/index.htm
Wholer, Terry y Gornet, Tim. "Punto de vista:Historia de la fabricación aditiva (Parte 1)". Tecnologías de compresión de tiempo. Marzo/abril de 2008. (26/8/2008) http://wohlersassociates.com/MarApr08TCT.htm
Wholer, Terry y Gornet, Tim. "Punto de vista:Historia de la fabricación aditiva (Parte 2)". Tecnologías de compresión de tiempo. Mayo/junio de 2008. (26/8/2008) http://wohlersassociates.com/MayJun08TCT.htm
Más completo, Terry. "Punto de vista:¿Confundido por la terminología?" Tecnologías de compresión de tiempo. Marzo/abril de 2007. (26/8/2008) http://wohlersassociates.com/MarApr07TCT.htm
Sitio web corporativo de Wholer Associates. (26/8/2008) http://wohlersassociates.com/index.html
"Guía mundial para la creación rápida de prototipos". Isla del Castillo. (26/8/2008) http://home.att.net/~castleisland/home.htm

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