Développement de prototypes :tout ce que vous devez savoir sur la création d'un prototype

De nombreux processus sont impliqués dans la fabrication d'une pièce ou d'un produit avant que le fabricant ne le livre à la clientèle. Bien que cela puisse sembler être un processus unilinéaire, bon nombre de ces étapes doivent être effectuées séparément avant que la pièce/le produit puisse passer à l'étape suivante. Un exemple d'une telle étape est la phase de développement du prototype.

Cette étape est l'une des plus importantes car elle détermine si le produit sera apte à la fabrication ou à la fonction. Cela réduit également les coûts car le machiniste peut éliminer les caractéristiques inutiles des pièces à ce stade. Si vous souhaitez savoir en quoi consiste l'étape de développement d'un prototype, vous devriez lire cet article jusqu'au bout.

Qu'est-ce que le développement de prototypes  ?

Définition

Pour définir la phrase, décomposons-la en ses constituants. Un prototype est un sosie ou une copie d'une pièce qui démontre les caractéristiques du produit et explore toutes les possibilités avant d'investir dans le développement complet de la pièce. Un prototype peut aller d'un dessin détaillé avec un stylo et du papier à une version entièrement fonctionnelle du produit. Par conséquent, le développement de prototypes est simplement une série de processus que le fabricant utilise pour produire le prototype. Beaucoup se réfèrent également au développement de prototypes comme à la fabrication de prototypes.

Catégories de développement de prototypes

Nous pouvons classer les prototypes en quatre catégories en fonction de la conception du produit et de la façon dont les fabricants s'attendent à ce que le produit final fonctionne. Les catégories incluent :

1. Prototype fonctionnel

Comme son nom l'indique, le développeur du produit fait en sorte que le prototype de travail présente autant de caractéristiques et de fonctions du produit final que possible.

2. Prototype fonctionnel

Un prototype fonctionnel et un prototype fonctionnel sont similaires dans leurs processus de développement. Cependant, les développeurs de produits réalisent généralement le prototype fonctionnel à une échelle différente et en utilisant une technique différente.

3. Prototype visuel

Les développeurs de produits conçoivent le prototype visuel pour projeter les formes, les mesures et les dépenses du concept qu'ils ont pour le produit. Comme ce processus n'implique pas de montrer si le produit fonctionne ou non, il est plus facile à réaliser que les autres prototypes.

4. Prototype d'expérience utilisateur

Les développeurs de produits font en sorte que le prototype d'expérience utilisateur présente suffisamment de détails qui peuvent aider à poursuivre les recherches dans la fabrication du produit.

Importance du développement de prototypes

L'étape de développement du prototype est un processus inestimable qui est important pour chaque fabrication de pièces. Voici quelques raisons pour lesquelles les fabricants de pièces ne peuvent pas négliger l'étape de développement du prototype :

1. Présentation du produit

Il ne sert à rien de fabriquer une pièce ou un produit que les clients ou les parties prenantes ne prendront pas en charge. Nous pouvons tous convenir que vendre un produit avec un prototype convaincra plus le client/partie prenante que vendre sans prototype. C'est parce qu'ils peuvent toucher et sentir le prototype et donner leur avis. Leurs commentaires sont également importants pour apporter des modifications considérables à la conception du produit final.

2. Mettre le concept à l'épreuve

Dessiner la conception d'une pièce ne garantit pas qu'elle remplira ses fonctions prévues dans des conditions réelles. La conception d'un prototype est un excellent moyen d'évaluer les performances de la pièce lorsqu'elle sera soumise à son environnement de travail. Ce test aidera le fabricant à déterminer les parties de la conception à réviser ou à éliminer.

3. Minimiser le coût de production

Pour certains, cela peut sembler faux puisque le prototype consommera également une partie du capital destiné à la production du produit. Cependant, la quantité utilisée dans la production du prototype sera insignifiante par rapport à la quantité que les parties prenantes devront gaspiller si la méthode d'essai et d'erreur est utilisée. En effet, le prototype aidera à déterminer toutes les révisions que le fabricant doit apporter au produit. Par conséquent, une estimation plus précise du coût de production peut être déterminée.

La différence entre un prototype et le produit final

Généralement, les fabricants et les développeurs de produits essaient autant que possible de minimiser la différence entre le prototype et le produit final. Le produit réel peut différer du prototype en termes d'apparence, de matériau utilisé ou de processus d'usinage.

Par exemple, les matériaux utilisés pour fabriquer le produit final sont généralement chers, tandis que la matière première du prototype est fabriquée à partir de quelque chose de bon marché. Cependant, ses propriétés sont généralement identiques à celles du produit final. Cette différence de matière première pourrait entraîner une modification de l'apparence et de la finition du produit final.

De plus, la quantité du produit final et des prototypes réalisés est toujours différente. Normalement, les fabricants fabriquent les prototypes de produits en faible volume car ils n'en ont besoin que pour le processus de production. Cependant, ils fabriquent les produits finaux en grandes quantités pour plusieurs raisons. Premièrement, le processus de fabrication peut être complexe. Par conséquent, ils ne peuvent pas se permettre de fabriquer le produit en petits volumes comme le prototype. De plus, produire le produit final par lots permettra d'économiser du temps et de l'argent.

Phases de développement de prototypes

Comme mentionné précédemment, le processus de développement d'un prototype de produit comporte trois phases générales. Ce sont :

1. Phase Alpha

Cette phase de fabrication de prototypes développe des prototypes qui répondent à deux questions :

• À quoi ressemblera la pièce ?
• Cela fonctionnera-t-il ?

Dans la plupart des phases, chaque question a un prototype distinct conçu pour elle. Cependant, certains fabricants peuvent créer un prototype pour les deux questions. Cela dépend complètement de la situation. Les fabricants appellent les prototypes conçus pour répondre à la fois aux questions d'apparence et de prototypes de preuve de concept, respectivement.

Le prototype de preuve de concept est le prototype utilisé pour tester si la pièce fonctionnera. Ce prototype ne se soucie pas vraiment de l'apparence. Son objectif principal est de tester la fonctionnalité préliminaire de la conception. De cette façon, le fabricant peut déterminer si la conception est faisable pour la fabrication avant de se lancer. Il utilise des matériaux très bon marché et facilement accessibles tels que des cartons, des moteurs, des interrupteurs, etc.

Le prototype d'apparence vient ensuite après que le fabricant a jugé le prototype de preuve de concept un succès. Ce prototype est plus soucieux de l'apparence et pourrait même ne pas avoir de fonction. Il utilise également des matériaux et des méthodes d'usinage plus coûteux pour la fabrication de prototypes. L'impression 3D est un processus d'usinage couramment utilisé à ce stade.

Les fabricants peuvent également l'utiliser pour présenter aux acheteurs potentiels et aux parties prenantes. De cette façon, le client et les parties prenantes peuvent visualiser le produit. Les fabricants peuvent également obtenir des retours appropriés pour la phase suivante. Si cette phase est considérée comme un succès, les machinistes commencent à préparer des méthodes d'usinage plus complexes telles que l'usinage CNC pour les prototypes suivants.

2. Phase bêta

Cette phase s'appuie sur les commentaires des clients et des parties prenantes de la phase alpha pour créer des prototypes encore plus sophistiqués. À ce stade, les produits se rapprochent du produit final en termes d'apparence de fonctionnalité. Les prototypes subissent également des tests approfondis à ce stade. Les deux prototypes produits dans cette phase sont l'ingénierie et production prototypes.

Le prototype d'ingénierie est une mise à niveau du prototype de preuve de concept en phase alpha. Il vise à obtenir une imitation visuelle, manufacturable et fonctionnelle du produit final. Grâce aux retours obtenus précédemment, ce prototype bénéficie d'encore plus de sophistications. Les machinistes utilisent des méthodes de fabrication plus complexes telles que le moulage par injection et la fabrication de tôles à cette étape. Il s'agit de le faire imiter le produit final autant que possible. Le machiniste utilise des matériaux de bonne qualité pour fabriquer ce prototype.

Une fois de plus, les fabricants testent le prototype en temps réel pour voir si le nouveau produit peut remplir sa fonction prévue.

Après le succès du prototype d'ingénierie, les fabricants fabriquent un prototype de production . Il s'agit du dernier prototype avant que les conceptions ne soient approuvées pour la production de masse et la configuration de l'outillage. En raison de la proximité de ce prototype avec la production de masse, il devrait présenter le plus de similitudes avec le produit. Cependant, il se peut qu'il n'utilise pas les matériaux coûteux utilisés pour le produit final.

Dans certaines situations, certains machinistes peuvent combiner à la fois des prototypes d'ingénierie et de production. Cependant, cela dépend en grande partie de l'évaluation des risques associés au produit. En conclusion, les machinistes utilisent le prototype de production pour les décisions restantes. Cela va de l'esthétique à l'approbation finale de la conception. Une fois que les parties prenantes ont approuvé ce test et les coûts de production, les machinistes se préparent à la production en série.

3. Phase pilote

Cette phase est celle où les machinistes fabriquent le prototype final/pilote. C'est le premier produit car c'est exactement à quoi ressembleront les autres unités de pièces, à condition qu'il n'y ait pas d'autres problèmes. La seule raison pour laquelle les machinistes le considèrent comme un prototype est qu'il doit encore obtenir certaines certifications. Certaines modifications pourraient encore être apportées ici, telles que la modification de la méthode de production (telle que le moulage par injection et l'usinage CNC) utilisée pour fabriquer certaines pièces en métal et en plastique.

Après les modifications finales, les machinistes envoient le prototype pilote à des comités d'examen indépendants pour les certifications. Après avoir obtenu ces certifications, la production peut enfin passer à la phase commerciale.

Alors que d'autres machinistes peuvent utiliser des termes différents comme preuve de concept (POC) et produit minimum viable (MVP), ces trois termes sont à peu près universels pour le développement de prototypes.

Erreurs courantes de développement de prototypes

De nombreux nouveaux venus dans l'industrie ont tendance à avoir des idées fausses sur l'étape de développement du prototype, ce qui peut causer de nombreux problèmes avec le produit final. Voici des exemples de telles erreurs :

• Ne pas solliciter l'avis d'experts sur la manière de progresser dans chaque phase du développement du prototype
• Échec de l'estimation précise du coût
• Vous ne recevez pas assez de commentaires des utilisateurs. Les commentaires des utilisateurs sont très importants pour le succès du processus.
• Essayer d'intégrer le processus de développement du prototype dans un délai fixe. La durée de ce processus dépend de la sophistication de la pièce.

Pour réussir le développement de votre prototype, il est très important de demander conseil à des professionnels. Chez RapidDirect, nous avons toute l'expertise dont vous avez besoin pour réussir la fabrication de votre prototype de produit.

Conclusion

Le développement de prototypes de n'importe quelle partie de la production est une partie du processus qui nécessite beaucoup de planification et de réflexion approfondie. Bien que vous puissiez choisir de le faire vous-même, vous pouvez demander l'aide d'experts, ce qui facilite le travail et vous fait gagner du temps.

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FAQ

Q : Combien de temps dure un processus de développement de prototype ?

R : Cela dépend en grande partie du type de produit dont il s'agit. Cela peut aller de six mois à quelques années pour passer de l'étape de conception à la production commerciale.

Q : Combien coûte le prototypage d'une pièce ?

R : Le prix des prototypes varie en fonction de la phase de prototypage et de la sophistication du produit. Par exemple, le prototype d'apparence peut aller de 500 $ à 150 $.