Du prototype à la production : guide expert pour un design industriel fluide

Dans le design du 21e siècle, les prototypes jouent un rôle clé pour vérifier les imperfections des assemblages, surtout dans le développement de la production de masse. La production de prototypes montre des modèles fonctionnels pour déclencher les décisions vitales, pensées et approches qui guident une voie prometteuse vers le développement industriel.

Un processus complet pour un développement de prototype consiste à commencer la validation du design par usinage CNC ou impression 3D, puis à considérer le moulage par injection à faible volume par usinage CNC ou moulage sous vide pour tester davantage les performances mécaniques et fonctionnelles. Pour le processus de prototypage, c'est la voie commune pour la plupart des designers pour leurs produits. Il existe aussi une autre méthode du prototype à la production de masse pour une vérification de quantité encore plus grande de l'acceptation du marché et de la satisfaction du consommateur : le moulage par injection à faible volume.

Tout d'abord, pour aborder la production de prototypes, nous devons apprendre la différence entre prototypes et production.

1. Différences clés entre prototypes et production

-Matériaux : pour les prototypes, les matériaux sont en forme de granulés et de feuilles, tandis que pour la production de masse, les matériaux plastiques sont en granulés. La performance des matériaux de prototypage est faible et ne peut être utilisée que comme prototypes, la durée de vie est plus courte. Par exemple, si vous devez faire du soudage ultrasons, le matériau de prototype ne peut pas résister à la force de soudage et se cassera facilement. Pour un tel but, il faudra choisir des matériaux de production.

-Processus : pour l'usinage de prototypes, le processus est normalement par usinage CNC, moulage sous vide, SLA, SLS ou impression 3D. Un tel processus peut fabriquer un produit très rapidement et le délai peut être de 3 à 5 jours ; le produit peut aussi être appliqué avec différentes couleurs et finitions pour être identique aux vrais produits. Mais pour la production, par exemple la production plastique, elle ne peut utiliser que l'outillage pour l'injection. Pour l'outillage, nous avons l'outillage rapide qui peut faire de la production à faible volume de seulement 1000 unités ou même moins, comme 100 à 500 unités. L'outillage peut fabriquer les produits finaux conformes à l'utilisation par le consommateur, en d'autres termes, les produits par outillage sont les mêmes produits que nous utilisons dans la vie quotidienne.

-Faible volume : Pouvez-vous appeler quantité 1 comme faible volume ? Pour nous, oui. L'usinage CNC peut même usiner 1 seule unité, sans parler de 2 unités ou de quantités plus grandes comme 100. Pour la production, nous pouvons aussi faire 100 unités ou des quantités plus grandes comme 100K ou 200K unités.

2. Comment faire passer votre produit du prototype à la production

J'ai 2 projets qui fabriquent des outillages pour la production en série maintenant, dont un est de la VR. L'année dernière, quand ces 2 projets ont d'abord fait des prototypes, je ne savais pas qu'un jour un tel produit pour lequel je faisais beaucoup de prototypes passerait en production de masse chez nous aussi. Notre client m'a dit qu'il voulait utiliser un fournisseur qui connaît son produit depuis la première étape, alors il peut avoir foi que nous pouvons produire les pièces de production de masse pour lui sans gros problèmes. Ces 2 projets m'ont fait comprendre à quel point il est important pour nous d'avoir la capacité de services à guichet unique pour la production de prototypes, et il est aussi important de choisir le même fabricant pour faire passer votre produit du prototype à la production.

Qu'est-ce que l'étape prototype ?

À l'étape prototype, l'usinage CNC peut produire toute épaisseur supérieure à 0,4 mm, il n'y a pas de souci qu'un mur trop épais ait un problème de retrait. Même pour les contre-dépouilles, le plastique peut être divisé pour usiner puis collé, les métaux peuvent aller pour l'électroérosion. Plus tard, quand les étapes de prototypage sont terminées et sans problème pour passer à l'étape de production de masse, de nombreux facteurs doivent être pris en compte. Le taux de retrait du matériau est un facteur important lors de la DFM, d'autres comme les inserts, points d'injection, ligne de séparation, angle de dépouille sont des problèmes dont les prototypes n'ont pas à se soucier alors que l'outillage doit passer beaucoup de temps à les résoudre avant la fabrication du moule.

3. Considérations du prototype à la production

-Nomenclature (BOM) : La nomenclature des prototypes peut être des pièces personnalisées, par exemple les aimants ou vis. L'ingénieur prototype peut choisir de les faire d'une forme spéciale, mais pour la production de masse, afin d'économiser les coûts, il sera préférable de modifier ces pièces en pièces standards disponibles à très bas prix sur le marché. Par conséquent, les articles ou matériaux dans la nomenclature auront des différences.

-Outillage : si vous travaillez avec des métaux ou plastiques pour la production de masse, votre produit aura besoin d'un outil, c'est un moule personnalisé que les fabricants devront produire d'abord pour fabriquer votre produit. Le coût d'un outil coûtera de 1000$ pour une petite pièce à une grande pièce coûtant 20K$. Après avoir dépensé un tel montant, le moule vous appartient et vous pouvez utiliser cet outil pour produire plus de produits jusqu'à la fin de vie du moule.

-Qualité : c'est l'une des principales préoccupations de nombreux clients lors de la fabrication de produits en série. Normalement, après vérification des échantillons T1 sans problème et passage de l'inspection de quantité FAI, le processus d'injection de production de masse commencera. Pendant l'injection d'outillage, il y a l'IPQC, avant l'expédition il y aura l'OQC. Ainsi, pour la production, le problème de qualité peut être surveillé de manière raisonnable pour prévenir les gros défauts.

4. Avantages de la production de prototypes dans le plan de développement produit

Un prototype rapide est souvent utilisé pour examiner l'aspect cosmétique, l'apparence d'un produit ou étudier davantage comment une pièce ou un assemblage se rapporte aux autres pièces. La production de prototypes n'est parfois pas fabriquée en utilisant le processus de fabrication cible. Par exemple, j'ai un client qui voulait usiner 1 barre d'aluminium de 1,3 m par CNC, mais le design est une caractéristique droite nécessitant un moule d'extrusion pour produire ; cependant après la première étape, le client a dû changer le design, donc nous avons dû faire un nouveau moule d'extrusion pour produire de nouvelles pièces. Par conséquent, produire une production de prototype dans le développement produit est une étape clé pour prévenir l'échec de l'outillage dans la future production.

5. En conclusion

Nous sommes une entreprise de fabrication à guichet unique qui peut faire des prototypes à l'étape initiale ainsi que produire de la fabrication à faible volume par outillage rapide ou moules en acier. Nous avons des chefs de projet techniques pour aider à suivre vos projets de prototypes en usine et donner un retour immédiat si des problèmes surviennent pendant l'usinage. Notre mission est de présenter la meilleure représentation de vos idées et de vous donner l'explication la plus claire. Nous n'offrons pas seulement des fichiers de modèles solides avec vues éclatées mais aussi des dessins de pièces détaillés pour soutenir un projet de prototype. Afin de rendre votre dépense valable, nous fournirons aussi les nomenclatures pour que vous sachiez que vous êtes dans le budget de votre projet.