Быстрое прототипирование против традиционного прототипирования: руководство по затратам и времени при выборе производственных услуг

Быстрое прототипирование против традиционного прототипирования — это важный момент принятия решения, когда команды обычно сталкиваются с очень дорогостоящими компромиссами между скоростью и качеством. Например, если нейлоновую деталь, напечатанную на 3D-принтере, торопят только ради того, чтобы получить ее как можно быстрее, она, скорее всего, окажется слишком слабой и не пройдет функциональные испытания, что приведет к потере недель проверки. С другой стороны, выбор «настоящей», но дорогостоящей мягкой отливки с инструментами означает, что деньги будут заблокированы в неизменяемых конструкциях, что ставит под угрозу бюджет всего проекта .

То, что мы предлагаем, выходит за рамки простого сравнения затрат на единицу продукции и заявленных сроков выполнения заказов. На основе данных 426 проектов мы раскрываем общую стоимость валидации и фактическое время вывода на рынок. Мы даем вам границы производительности, реальные кривые затрат и разбивку по времени выполнения, чтобы все ваши решения по прототипу не только помогли сделать конечный продукт успешным, но и держали затраты под контролем.

Быстрое прототипирование против традиционных методов: руководство по принятию решений

Решаем вопрос выбора процесса между быстрое прототипирование и традиционное прототипирование . Например, мы оцениваем ваши точные цели, будь то форма, соответствие или функция, и предлагаем лучший метод или гибридный подход. Конечным результатом является то, что вы получаете наиболее полезный прототип на каждом этапе, тем самым максимизируя обучение, сохраняя низкие затраты и ускоряя график разработки.

Почему стоит доверять этому руководству? Практический опыт экспертов LS Manufacturing

Мы не теоретики, а практики быстрого прототипирования . Уже более десяти лет наша мастерская занимается проблемами прототипирования в реальных условиях в области аэрокосмической, медицинской техники и автомобилестроения, где ошибки прототипирования могут замедлить появление критически важных инноваций. Наша работа основана на непосредственном опыте и соблюдаем Федерация промышленности металлических порошков (MPIF), чтобы убедиться, что каждый прототип способен выдержать строгие требования, которые мы усвоили на собственном горьком опыте в ходе наших экспериментов с материалами и оптимизацией процессов, которые были довольно дорогостоящими.

Стоимость и время являются двумя основными определяющими факторами при сравнении быстрого и традиционного прототипирования. Быстрые методы, такие как 3D-печать, значительно сокращают время выполнения заказа, но могут потребовать компромисса с материалом, тогда как традиционное ЧПУ обеспечивает точность, хотя и требует больше времени. Следующий САЭ Интернешнл протоколов, мы разработали методы для сплавов и полимеров, которые обеспечивают баланс между эффективностью и качеством посредством многочисленных проб и ошибок в проектах с высокими рисками.

Мы основываем наши знания на поставке тысяч прототипов: принятии правильных решений в отношении процессов для инконеля или композитов, удержании бюджета под контролем во время быстрых итераций. Мы поделимся с вами нашими проверенными в бою решениями, чтобы вы могли избежать тех же ошибок. Таким образом, выбор вашего метода, быстрого или традиционного, будет зависеть от нефти, чипсов и реальной мировой проверки, а не только теории из учебников.

Рисунок 1. Экструдирование белой пластиковой нити с помощью быстрого прототипирования для проверки конструкции продукта и выбора метода.

При каком размере партии затраты на быстрое прототипирование и традиционное прототипирование перекрываются?

Выбор лучшего метода прототипирования очень важен для эффективности исследований и разработок. В этом техническом описании предлагается основанная на данных сравнение стоимости прототипирования между аддитивным производством и традиционными методами, а также установить ключевой экономический порог партии. Представленная здесь работа, основанная на производственных данных наших собственных операций, призвана помочь лицам, принимающим технические решения, максимально эффективно использовать свои бюджеты и графики проверок, предоставляя им полезную информацию.

Сравнение стоимости прототипирования показывает, что экономическая эффективность двух методов пересекается на уровне 15-25 единиц . Для малообъемное быстрое прототипирование ( менее ~20 единиц ) с автоматизированным производством — самый дешевый способ. Для объемов производства более 25 единиц с устоявшейся конструкцией лучшим вариантом будет обычный инструмент. Если вы не знаете, что выбрать, вы можете потратить более 30% своего бюджета, что указывает на важность квалифицированного анализа, основанного на данных, в ситуациях разработки дорогостоящего продукта.

Насколько велик фактический срок доставки от «выдачи документа» до «получения на тестирование»?

Ранний выход на рынок может быть достигнут только в том случае, если резко сократить цикл разработки прототипа. В этой статье мы описываем подход, который мы использовали для решения проблемы длительного традиционное время выполнения прототипа и как нам удалось превратить компьютерные конструкции в физические, протестированные детали за несколько дней, а не недель. Наши совместные усилия дают нам твердое преимущество на рынке :

Интегрированная CAM и синхронизация машин

Мы устранили последовательные задержки, чтобы обеспечить одновременный анализ конструкции и программирование CAM. Наш пакет программного обеспечения включает в себя функцию CAM-программирования путем предварительной проверки технологичности траектории инструмента во время обработки файла CAD, таким образом, при использовании этого метода окно программирования сокращается до менее чем 2 часов . Этот непрерывный цифровой поток обеспечивает немедленное планирование станка без ожидания, т. е. фрезерный станок с ЧПУ начнет резать алюминий через несколько часов после получения файла, что является одним из основных факторов, способствующих сокращению наших сроков. быстрое время прототипирования .

Консолидированная постобработка и проверка

Вместо разделения второстепенные операции, такие как удаление опор, дробеструйная обработка и первое измерение, выполняются одновременно с заключительным этапом обработки. Мы используем скоординированное крепление, которое делает возможным непосредственный перенос со станины станка в специализированный отдел отделки, таким образом, деталь может быть восстановлена ​​немедленно, без постановки в очередь. Это слияние стало основным фактором в предоставлении готовой к тестированию детали в течение 2-3 рабочих дней . Наши услуги по быстрому прототипированию стали еще лучше.

Проактивное управление проектами для потока

Наши технические менеджеры проектов — это контролируемые операторы потоков, а не трекеры. Они используют моделирование цифровых двойников проекта для предварительного распределения ресурсов, таким образом, они могут предвидеть узкие места в логистике материалов или машинном времени. Такое упреждающее управление, подкрепленное данными таких платформ, как LS Manufacturing, является основной причиной того, почему наш метод на 7-10 дней опережает традиционные и, следовательно, обеспечивает решения для быстрого прототипирования вы можете положиться на.

Уменьшение задержки итерации с помощью цифровых двойников

Если дизайн необходимо изменить, мы используем цифрового двойника с первой итерации. Изменения проверяются на соответствие существующей стратегии CAM и конструкции оснастки, поэтому в некоторых случаях машинный код может быть обновлен напрямую, без необходимости возвращаться к длительному автономному перепрограммированию или физической переработке пресс-формы. Подобные возможности в основном ограничивают временные последствия инженерных изменений.

В этой статье освещается весьма продвинутое техническое решение, в котором быстрое сжатие времени прототипирования физически и в цифровом виде разрабатывается посредством скоординированных рабочих процессов, а не просто рекламируется. Нашим уникальным преимуществом является эта комплексная система, которая визуально и активно устраняет препятствия, поэтому мы обеспечиваем реальную скорость вашего выхода на рынок . Убираем сложности ультра, ф ast итерация предсказуемым образом.

Как подобрать оптимальный процесс прототипирования на основе целей проверки (сборка, функция, внешний вид)?

Выбор неправильного метода прототипирования может привести к неправильным результатам испытаний и, следовательно, к пустой трате времени и бюджета. Данное руководство предлагает четкую методологию сопоставления основных целей проверки с наиболее технически подходящим процессом. Он описывает как выбрать метод прототипирования использование эмпирических данных, чтобы убедиться, что прототипы дают обоснованные выводы для оценки соответствия, функции и формы:

Наш метод решает основную проблему соответствия целей проверки, позволяя использовать процессы, которые полагаются на эмпирические данные, а не только на доступность. Мы гарантируем, что прототипы дают точные результаты с точки зрения соответствия, функциональности или эстетики, что является прямым способом снизить риски в вашем цикле разработки. Именно такой уровень технической точности является нашей целью. стратегическое партнерство по прототипированию Речь идет о предоставлении вам авторитетных рекомендаций, необходимых для успешного запуска конкурентоспособных и дорогостоящих продуктов.

Рисунок 2. Производство тестовых компонентов с использованием пластиковой нити для экономичного быстрого прототипирования при разработке продукта.

Когда вы сталкиваетесь со сложными итерациями проектирования, какой путь имеет Снижение «общей стоимости владения»?

Итерации прототипа нельзя избежать, но ее стоимость можно контролировать. Основная задача состоит в том, чтобы предотвратить очень дорогостоящие невозвратные затраты, связанные с оснасткой, которая изготавливается слишком рано и до того, как конструкция станет зрелой. Вот тактическая методология снижения затрат на итеративное проектирование за счет адаптивного выбора процесса:

Динамическое моделирование совокупной стоимости владения

• Анализ сценариев: мы моделируем общие затраты на основе нескольких циклов изменений, сравнивая совокупные затраты на услуги быстрого прототипирования с высоким риском устаревшего инструмента.
• Путь на основе данных: это снижает финансовую выгоду от гибкого, прототипирование по требованию на ранних, очень изменчивых этапах исследований и разработок.

Обратная связь при проектировании, привязанная к итерации

1. Параллельное DFM: каждая итерация нацелена на обратную связь по технологичности , чтобы ограничить объем изменений, тем самым поддерживая экономическую эффективность гибкий рабочий процесс прототипирования .
2. Смягчение изменений: такая практика гарантирует, что небольшие изменения не превратятся в крупные и дорогостоящие этапы переработки.

Закрытый процесс перехода

• Целевые этапы: четкие этапы проверки установлены в качестве этапов, облегчающих переход от итеративных услуг быстрого прототипирования к капиталоемким, интенсивным традиционным методам прототипирования .
• Сдерживание рисков. Таким образом, более высокие инвестиции производятся только после стабилизации конструкции, таким образом оптимизируется совокупная стоимость владения (общая стоимость владения) проекта.

Этот метод меняет роль управления затратами с простой оценки на активную инженерную задачу. Мы предлагаем стратегическое понимание и адаптивные решения для прототипирования преодолеть проблемы неопределенности развития, гарантируя тем самым, что инвестиции используются для подтвержденных достижений. Мы предлагаем решение проблемы надежного составления бюджета в хаотичных циклах проектирования.

LS Manufacturing Robotics Industry: Проект разработки гибридного процесса для изготовления корпусов с ручными шарнирами

В этом отчете описывается, как гибридный подход LS Manufacturing к прототипированию помог преодолеть серьезную проблему допусков и сроков в совместном проекте конечного рабочего органа робота, тем самым обеспечив быструю итерацию проектирования и снизив риски производства. LS Производственный корпус робототехники является ярким примером того, как стратегический выбор процесса может привести к успеху в изготовлении сложных компонентов:

Клиентский вызов

Клиент, работавший над новым ловким захватом, зашёл в серьёзный тупик. Сложный корпус шарнира из алюминиевого сплава, который должен был иметь допуск посадочного места подшипника H7 (±0,018 мм), не прошел функциональные испытания. Первый традиционные методы прототипирования Отливка привела к поломке из-за несоответствующей геометрии отверстия, вызывающей вращение крепления. Исправление одной формы заняло бы более 3 недель и стоило бы больших денег, что стало бы основной причиной остановки всего графика запуска продукта и потери времени на рынке.

Производственное решение LS

Мы переключили наше внимание на услуги быстрого прототипирования , используя 5-осевая обработка с ЧПУ . Это позволило нам работать в быстром темпе, выполняя итерационные циклы и прецизионно обрабатывая на станках с ЧПУ три модифицированных прототипа корпуса за 5 дней . Этот метод позволил получить требуемые свойства материала и точность менее 0,02 мм, что позволило напрямую протестировать новую конструкцию седла подшипника и оптимизировать толщину стенок, что является надежным способом обработки до применения любого рода инструментов.

Результаты и ценность

гибридный подход к прототипированию , итерация с ЧПУ, за которой последовала быстрая оснастка для пилотных партий из 50 единиц , дала определенные результаты. Это снизило затраты клиента на предварительную проверку на 65 % и сократило общий срок разработки на 40 % . Корпус прошел все функциональные испытания при первом испытании в пресс-форме, обеспечив очень важное рыночное окно и продемонстрировав модель с превосходной стоимостью итеративного проектирования.

В этом исследовании подчеркивается способность технических производственных стратегий выполнять очень сложные задачи. Таким образом, нашим ответом на высокую точность и решение проблем времени является разработка систем производства по требованию, которые предоставят нашим клиентам в области робототехники и различным другим секторам решающее цифровое и инженерное преимущество в разработке сложных, критически важных деталей.

Боретесь с дорогостоящими и медленными итерациями прототипов сложных деталей? Наша гибридная стратегия может ускорить вашу проверку и снизить риски.

Как оценить способность поставщика предоставить рекомендации по «гибридной маршрутизации»?

Крайне важно выбрать правильный партнер по прототипированию для достижения наилучших результатов проекта. Настоящая трудность состоит в том, чтобы найти поставщика, который сможет дать вам беспристрастные предложения и который сможет стратегически управлять различными процессами на протяжении всего периода разработки. Для успешного проведения строгой оценки возможностей поставщика, в которой особое внимание уделяется комплексному сочетанию технического и консультативного опыта, необходим настоящий партнер:

Многопроцессный портфель и сравнительный анализ

Мы — те, кто рассказывает историю нашей силы, параллельно и активно проводя технический анализ различных решений, а не только перечисляя оборудование, которое мы используем. Получив вашу идею, мы подготавливаем сравнительные данные, стоимость, время выполнения заказа, производительность для нескольких процессов, таких как услуги точного быстрого прототипирования и быстрая оснастка. Это беспристрастное сравнение является основой правильного выбора метода прототипирования , который ведет как к непосредственной необходимости валидации, так и к долгосрочной цели производства.

Комплексные технические консультации

Мы являемся активной технической консалтинговой компанией. Мы делаем прогнозы сложности функций, потребностей в итерациях и объемов посредством поэтапных проверок. Эта полезная информация позволяет нам предлагать стратегические шаги, такие как проведение функционального тестирования с помощью гибкого рабочего процесса прототипирования перед запуском программного инструментария для пилотного производства. Именно мы осознаем проблему слишком ранней привязанности к одному способу работы, что может оказаться очень дорогостоящим.

Интегрированные данные и непрерывность качества

Любая реальная оценка должна подтвердить, возможна ли поддержка плавного перехода. Мы поддерживаем непрерывный цифровой поток и систему качества, которая охватывает все операции с самого начала. партии быстрого прототипирования запустить пилотное производство. По этой причине в момент переключения фазы не возникает времени ожидания переквалификации, что обеспечивает согласованность и безопасность вашего графика разработки.

Эти рамки предусматривают формирование стратегического производственного партнерства. Нас отличает тщательно разработанная методология оркестровки процессов, которая дает нашим клиентам решающее преимущество в эффективности разработки и контроле затрат. Мы без труда облегчаем весь процесс от прототипирования до производства, самую сложную задачу.

Рисунок 3: Отображение прецизионных металлических компонентов быстрого прототипа для сравнения методов и оценки обслуживания.

Почему комплексная услуга по прототипированию является ключом к контролю рисков проекта и затрат на коммуникацию?

Сложная задача координации нескольких специализированных поставщиков для производства одного прототипа может легко привести к потере контроля, отсутствию подотчетности и, таким образом, увеличить риск. Кроме того, фрагментированная цепочка поставок накладывает ограничения на контроль рисков проекта , приводит к задержкам в решении проблем, а также подвергает риску интеллектуальную собственность. В этой статье объясняется, что единое универсальное решение , которое посредством интегрированного управления процессами может напрямую устранить эти системные программные угрозы:

Устранение пробелов в подотчетности

• Единая ответственность: за весь рабочий процесс от САПР до контроля качества отвечает единый технический менеджер проекта, таким образом исключается перекладывание вины между поставщиками.
• Поток данных с замкнутым контуром. Наш цифровой поток объединяет данные проектирования, обработки и контроля, что позволяет проводить анализ первопричин в одной системе для интегрированный рабочий процесс прототипирования .

Содержащие затраты на связь и координацию

1. Единый интерфейс: вам нужно работать только с одной выделенной командой, которая знает все до мельчайших деталей. Это позволяет сократить количество встреч, но поток информации одинаков для всех услуги быстрого прототипирования .
2. Единые стандарты: это единая система управления качеством, которая контролирует все этапы, от точной обработки до чистовой обработки , что позволяет избежать отклонения спецификаций и доработок.

Защита IP и поддержание потока

• Контролируемый доступ к данным: ваш IP-проект хранится в нашей безопасной, проверенной системе и никогда не передается нескольким внешним поставщикам.
• Синхронизированное планирование. Наш внутренний план синхронизирует все этапы процесса, превращая таким образом передачу задач от нескольких поставщиков в непрерывный, ускоренный гибкий путь разработки.

Эта комбинированная модель направлена ​​на получение детерминированных результатов. Мы освобождаем путь к бесперебойному и подотчетному рабочему процессу, устраняя высокие скрытые затраты и риски, связанные с управлением работой с несколькими поставщиками. Наш полный цикл услуг по прототипированию выступает в качестве вашего преданного технического партнера, обеспечивая ясность, безопасность и скорость от концепции до проверки.

Рисунок 4. Демонстрация быстрого прототипирования с использованием желтой пластиковой нити для экономичной проверки конструкции и выбора метода.

Часто задаваемые вопросы

1. Что лучше для прототипирования: 3D-печать или обработка на станке с ЧПУ?

Это полностью зависит от того, что вам нужно. 3D-печать даст вам отличное подтверждение концепции с очень сложной геометрией и чрезвычайно небольшими партиями ( 1-5 штук ), тогда как обработка с ЧПУ даст вам функциональную проверку и тестирование сборки, которые требуют очень высокой точности, хороших механических свойств и реалистичных характеристик материала.

2. Может ли точность деталей быстрого прототипирования достичь уровня массового производства?

Точность прототипа с ЧПУ более чем достаточно для массового производства и даже превышает его (например, ±0,05 мм ). Точность и качество поверхности 3D-печатных деталей обычно уступают деталям, производимым массовым способом, и в основном используются для проверки формы и посадки.

3. Если я хочу произвести 50-100 штук небольшой партией, какой метод мне выбрать?

Эта величина очень чувствительна. Необходима полная оценка сложности деталей, материалов, бюджета и времени доставки. Обычно вакуумное литье или быстрое формование алюминия может дать вам самую низкую цену, в то время как обработка на станке с ЧПУ или 3D-печать металлом идеально подходят для деталей сложной конструкции или специальных материалов. На самом деле, каждый случай должен быть рассмотрен.

4. Можете ли вы помочь мне оптимизировать конструкцию, чтобы снизить затраты на прототипирование?

Конечно. LS Manufacturing может предоставить бесплатный анализ DFM . Мы предоставим вам предложения по оптимизации выбранного вами процесса создания прототипа, которые помогут вам сэкономить в среднем 10-30%.

5. Как вы защищаете права интеллектуальной собственности на этапе прототипирования?

Чтобы защитить ваши идеи, мы подписываем юридически обязательные NDA (соглашения о неразглашении информации), все файлы проекта сохраняются на зашифрованных серверах, а наши сотрудники проходят строгую подготовку по соблюдению конфиденциальности.

6. Обеспечиваете ли вы постобработку прототипов (например, покраску, напыление, трафаретную печать)?

Наши услуги по постобработке универсальны и комплексны. Среди прочего, они включают пескоструйную обработку, напыление, гальванику, трафаретную печать и тому подобное. Вы получите готовый продукт, который можно будет продемонстрировать или протестировать.

7. Сколько времени проходит от подачи документов до получения ценового предложения?

Для обычных требований мы гарантируем предоставление первоначального предложения и некоторых идей по планированию обработки/производства в течение 2 рабочих часов . Детальная оценка сложных деталей может занять 4-6 часов .

8. Существует ли ограничение минимального количества заказа (MOQ)?

Когда дело доходит до услуг прототипирования, мы можем помочь вам, начиная с заказа от 1 штуки; следовательно, с нашей стороны нет ограничений на минимальный заказ. Мы стремимся помочь вам достичь целей валидации наиболее экономичным способом.

Краткое содержание

Принятие обоснованного решения между быстрым и традиционным прототипированием — это не однозначный выбор, а скорее динамический процесс, учитывающий этап проекта, цели проверки, количественный бюджет и сроки. В основе вопроса лежит знание реальной стоимости, временных рамок и границ возможностей каждого процесса. Наиболее успешную разработку продукта поддерживают такие партнеры, как LS Manufacturing, которые благодаря многопроцессной интеграции могут гибко предлагать и следовать наилучшему маршруту, чтобы обеспечить максимальную ценность исследований и разработок.

Просто отправьте нам чертежи деталей и требования. Наша команда специалистов подарит вам подарок" Решение для многопроцессного прототипирования Отчет об анализе » в течение 4 часов . Отчет содержит подробную информацию о стоимости, времени выполнения заказа и сравнении производительности 2-3 решений, таких как обработка с ЧПУ, 3D-печать и вакуумное формование , что помогает вам принять наиболее выгодное решение.