Un prototip (gr. – prototypon, “forma primitiva”) este o mostra sau un model intermediar al unui produs finit construit pentru a testa designul, un concept sau un proces in vederea unui feedback din care se poate invata si modifica pentru o utilizare corespunzatoare. In esenta, prototipul intruchipeaza un sistem de informatii real, functional versus unul teoretic, ajutand la formalizarea si evaluarea unei idei.

Prototiparea rapida

Unul dintre pasii importanti ai procesului de creatie in lansarea unui produs pe piata este realizarea unui prototip – o versiune tridimensionala a viziunii artistului / companiei. In stransa conexiune cu activitatea de inovare tehnica, dezvoltarea unui prototip te ajuta sa iti vezi idea transformata in ceva real, tangibil, sa o poti testa pentru a descoperi micile probleme aparute la utilizare si sa imbunatatesti eficienta designului.

Conceptual vs. Functional

Din cauza accesibilitatii limitate la tehnologie, printarea 3D este aplicata cel mai des sub forma de prototipare rapida ca rezultat al inovatiei. In acest context, imprimanta 3D este folosita pentru a produce modele conceptuale si prototipuri functionale, dupa necesitate. Modelele conceptuale sunt de obicei destul de simpliste, printuri nefunctionale ale unui produs nou proiectat (de exemplu o sticla de sampon in toata complexitatea ei exterioara, dar care nu poate fi deschisa – dopul fiind integrat in model) si au in principiu scopul de a permite designerilor de obiect sa isi comunice ideile intr-un format fizic, palpabil.

Spre deosebire de acestea, prototipurile functionale sunt ceva mai sofisticate, iar detaliile lor de o mai mare complexitate, permitand ca forma, functiunea si potrivirea fiecarei parti a obiectului sa fie atent verificate inainte de trimiterea piesei in productie.

Referindu-ne strict la metodele traditionale / conventionale folosite de artizanii specializati, timp de secole la rand, acestea implica munca fizica intensa in ateliere dotate corespunzator. De aceea, nu pare nimic neobisnuit ca realizarea unui prototip sau model conceptual sa dureze saptamani sau chiar luni de zile si sa aiba costuri extrem de ridicate de mii sau chiar zeci de mii de euro, dolari, lire etc.

Revolutionarea procesului de creatie

Serviciile noastre de prototipare rapida se adreseaza acelor persoane care doresc sa realizeze in timp scurt anumite obiecte de o complexitate ridicata si de dimensiuni relativ mici, la preturi mai mici fata de metodele traditionale, folosindu-se de tehnologiile moderne de modelare computerizata si printare 3D.

Prototiparea rapida combina diverse tehnici revolutionare pentru a realiza la scara un model sau un ansamblu rapid al unei componente existente folosind proiectare de date tridimensionala (CAD), computerizata. Constructia componentei sau ansamblului de piese se realizeaza utilizând imprimarea 3D sau tehnologia de fabricare cu depunere de straturi.

Prototiparea rapida ajuta companiile sa transforme mai repede ca oricand ideile ingenioase in produse de succes. De aceea, prototipurile sunt folosite pentru a revizui proiectarea in scopul reducerii costurile pentru optimizare si perfectionare. Realizarea prototipurilor 3D prin printare permite revizuiri rapide bazate pe testare frecventa si feedback in lumea reala.

La baza acestui proces sta insa experienta si o cat mai buna intelegere a ceea ce printarea 3D ofera. Este necesar ca inginerii si specialistii sa observe si sa tina cont de limitele prototiparii in designul propus pentru a simula cat mai fidel caracteristicile pentru care obiectul este destinat. Este, de asemenea, de asteptat ca prototipurile sa prezinte anumite deficite pana la obtinerea unui unui design final pentru produsul finit. Din cauza diferentelor dintre materiale, a proceselor si esteticii obtinute prin printare 3D, este posibil ca un prototip sa nu reuseasca sa indeplineasca perfect functiile designului final, insa permite designerilor si producatorilor, testarea rapida si ieftina a unor componente ale designului care sunt susceptibile de a avea probleme si de asemenea rezolvarea lor in timp util, inainte de a-l trimite pentru productie in masa.

Executia unui prototip din plastic protejeaza integritatea brandului pe care il promovezi.

Avantajele prototiparii rapide:

1. Prototiparea ajuta la testarea si rafinarea functionalitatii designului propus.

Orice idee functioneaza bine in teorie insa, abia la testarea acelei idei, apar diverse probleme neprevazute. Prototipurile 3D previn lansarea unui produs cu defecte aparent inexistente oferind posibilitatea de testare, feedback si modificare inainte de a fi produs in masa.

Testare in lumea reala – Stii exact modul in care produsele vor arata si vor functiona inainte de a investi in instrumente prin printuri 3D realiste, care se pot confunda usor produsele finite, materialele (rasinile fotopolimerice, termoplasticele si materialele compozite) rezistand la procese secundare precum etansare, lustruire, pictura etc.

In plus, in cazul in care procesul final de productie va necesita matrite, puteti imprima 3D doar componente pentru a putea promova produsele inante de a face investitii mult mai mari.

2. Un prototip face mai usoara munca in echipa pentru cei ce dezvolta un produs.

Acesta ii va ajuta pe cei din echipa sa inteleaga mai bine ce presupune produsul final, clarificand detalii pentru diverse departamente – inginerie, marketing, juridic sau potentiali parteneri de afaceri si permitand designerilor sa raspunda rapid problemelor, pana atunci, neprevazute.

Totodata are loc o reducere a cantitatii rebuturilor si o scadere considerabila a timpului destinat reprelucrarii.
In general, cu cat o problema este descoperita mai tarziu, cu atat corectarea acesteia va fi mai costisitoare. Gasirea și remedierea problemelor, la timpul oportun, in ciclul de proiectare sunt esentiale pentru prevenirea rebuturilor si reprelucrarii. Prototiparea rapida cu ajutorul imprimarii 3D permite designerilor industriali și inginerilor multe revizuiri intr-un timp mai scurt, testarea fiind una temeinica .

3. Prototiparea rapida ii va incuraja pe ceilalti sa priveasca business-ul tau cu mai multa seriozitate.

In momentul in care iti faci aparitia cu un prototip in mana pentru a te intalni cu un adevarat profesionist indiferent daca este vorba de propriul tau avocat sau chiar de o potentiala companie pentru finantare, realizarea prototipului te va separa de alte zeci de persoane care le-au abordat, acestea venind doar cu idei vagi fara vreo forma fizica. In schimb, vei fi privit ca un adevarat profesionist care urmareste un scop precis, spre deosebire de un inventator care are doar o idee cu un potential bun.

Studiu de caz

Realizarea unui prototip pentru un aspirator.

.	Printare 3D (grosime strat: 0.3mm, material: PLA)	Fabrica (realizare matrita)
Timp de realizare	5 zile	2-3 saptamani
Costuri	$650	$5000
Unelte	Nespecifice	Custom
Finisaje	Texturat, plastic	Tehnici speciale

Prototip versus produs finit

Executia prototipurilor prin printare 3D are rezultate care difera de produsul finit in 3 moduri fundamentale:

1) Materiale – printarea 3D ofera pentru realizarea unui prototip materiale plastice care, foarte probabil, difera de materialul necesar obtinerii produsului final. Materialele folosite pentru producerea prototipurilor necesita prelucrare manuala fapt ce implica costuri de capital mai mari decat ceea ce este practic pentru prototipuri. In schimb, inginerii sau specialistii in prototipare vor incerca sa inlocuiasca materiale cu proprietati care simuleaza materialul final.

2) Proces – spre deosebire de metodele traditionale de prototipare care sunt adesea foarte scumpe si consumatoare de timp, necesitand unelte unice pentru fabricarea unui design personalizat, printarea 3D ofera rapiditate si costuri scazute. Ca proces, printarea 3D se muleaza deosebit de bine pe necesitatile impuse de prototipare si mai putin pe cele de productie in masa. Trebuie avut mereu in minte ca prototiparea reprezinta un compromis la calitate si tehnologie comparativ cu procesele de realizare a unui produs finit.

3) Fidelitate scazuta – Modelele finite necesita adesea eforturi suplimentare pentru a capata un volum mare de detaliere si finisaj deosebit. Un astfel de detaliu este, în general, nejustificat pentru perfectiunea care se asteapta de la designul unui prototip. Prototipurile sunt construite in general cu o atentie limitata asupra detaliilor ingineresti in comparatie cu produsul final, care folosește adesea pentru controlul statistic si teste riguroase. Un exemplu de fidelitate scazuta sau tehnica “lo-fi” de prototipare sunt prototipurile din hartie, adesea utilizate ca un subiect de discutie in sedinte. Un prototip obtinut prin printare 3D insa poate imbunatati comunicarea. Desi au o textura mai puternica si detalii mai slabe decat un obiect finit, atent finisat si prelucrat, executat in masa, obiectele din plastic obtinute prin printare 3D sunt insa cele mai apropiate de realitatea acestuia si de asemenea sunt indicate pentru reprezentarea lui temporara.

Dozator bomboane PEZ – Statueta	Dozator bomboane PEZ – Hello Kitty
Printare 3D – monocroma, texturata, realizata in baza unui model 3D	Produs in masa – multicolor, aspect lucios, realizat in baza unei matrite

Domenii – Ambalaje, dispozitive medicale, drone, carcase inginerie, aparatura electronica etc.

Productie de serie limitata

Daca va doriti mai mult decat realizarea unui prototip 3D si aveti nevoie de o serie mica de produse, executia obiectelor se poate face prin printare 3D din plastic, ABS sau PLA, aplicandu-se reduceri suplimentare in functie de cantitatile recomandate.

Activitatea de microproductie / fabricatie prin printare 3D a unor repere se realizeaza in baza cerintelor clientului, in urma gasirii pragului de rentabilitate pentru produsul sau. Productia in masa necesita unelte specializate si matrite ale caror costuri pot fi destul de mari pentru realizarea a doar 200 – 300 de bucati dintr-un produs, ceea ce face mult mai rentabila printarea 3D, aceasta fiind un mod de a evita partea de investitie in echipamente custom. In clipa in care se vorbeste de mii de bucati necesare, productia in masa devine mai rentabila, investitia in echipamente scazand pretul pe bucata. Cu cat se doreste mai mult unicitatea unui produs, cu atat printarea 3D este mai indicata pentru productie / executie serii limitate.

In cazul in care este necesar ajutor suplimentar in fezabilitatea folosirii printarii 3D in proiectul dumneavoastra, Micro 3D Techlab furnizează servicii de consultanta si instruire pe probleme legate de fabricatia rapida. >>> Contact