經(jīng)驗(yàn)之談：小家電產(chǎn)品開發(fā)試作原型

炫佬

一個(gè)10年資深小家電產(chǎn)品開發(fā)工程師,，淺談產(chǎn)品開發(fā)試作原型的幾個(gè)心得,。產(chǎn)品原型制作,，俗稱手板模型,、3D打印,、快速成型等,。

我,，從2008年開始從事產(chǎn)品的一個(gè)研發(fā)工作，我接到的項(xiàng)目：客戶提供一個(gè)概念，或者給你一個(gè)樣品,，然后讓你抄或做一些功能上的一個(gè)“創(chuàng)新”,。
12年過去，現(xiàn)在的創(chuàng)新早已是一個(gè)熱門詞,，上至國家下至學(xué)校,。一直從事創(chuàng)新工作，我跟大家說句“心里話”：“模仿是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)小的一個(gè)工作,，創(chuàng)新它的風(fēng)險(xiǎn)非常非常大,。”

在十幾年前,，我們產(chǎn)品要開模具的時(shí)候,，一般憑借經(jīng)驗(yàn)，新產(chǎn)品的模具一般要修改個(gè)3,、4次,，修改一次模具的時(shí)間至少要半個(gè)月，東折騰西折騰,，折騰個(gè)兩三次,，模具已經(jīng)差不多也要報(bào)廢了。為了解決這個(gè)尷尬的問題,，人們開始在做模具之前,，開始先做原型的一個(gè)驗(yàn)證。


12年前,，我們在做產(chǎn)品原型的時(shí)候,，一般是通過CNC，把產(chǎn)品通過機(jī)加工加工出來,，然后再根據(jù)客戶的需求表面做打磨噴漆的一個(gè)處理,。因?yàn)槭荂NC加工加工，所以對(duì)形狀上還是有很多的束縛,。比如碰到一些尖尖角角結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的一些小件CNC,，做起來就相對(duì)來說比較麻煩。做CNC的時(shí)候特別怕碰到一些薄壁件,，因?yàn)楸”诩��?duì)CNC來說是比較大的一個(gè)挑戰(zhàn),。

大約五六年前，3D打印開始流行,。3D打印能夠流行,，要感謝傳統(tǒng)的手板模型行業(yè)。因?yàn)?D打印剛剛進(jìn)入中國市場的時(shí)候,，首先解決的是一些薄壁類,、結(jié)構(gòu)復(fù)雜類,、小件類的一些痛點(diǎn)。那時(shí)候,、3D打印的價(jià)格相對(duì)來說比較貴,，做大的做不起，只能做一些小件,，在一些小件的制作成本上面,，3D打印比CNC有相對(duì)的一個(gè)優(yōu)勢。

在“3D打印”火起來的時(shí)候,，作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，仿佛看見了一個(gè)無所不能,、,、新鮮的世界。
理由：如果不是量產(chǎn),，做一個(gè)兩個(gè),，我可以設(shè)計(jì)出只有3D打印工藝才能做的一些結(jié)構(gòu)，也不再需要為生產(chǎn)工藝的實(shí)現(xiàn)去改變我的原有結(jié)構(gòu),。
因此我深入去了解了3D打印的整個(gè)工藝流程,，以及它的局限性。

3D打印專業(yè)術(shù)語叫做增材制造,。不同的3D打印工藝對(duì)應(yīng)著有不同的3D打印設(shè)備,。
目前市面上最通用的是樹脂類的3D打印（SLA）,，其次尼龍3D打�,。╯ls），其次金屬3D打�,。⊿LS）,。
隨著時(shí)間的推移，3D打印成本的降低,，3D打印已經(jīng)越來越普及,。
大家隨便設(shè)計(jì)完一個(gè)東西，第1個(gè)想到是,，唉,，我要去做一個(gè)3D打印，看一下我的設(shè)計(jì)有沒有問題,。

理想豐滿,、現(xiàn)實(shí)骨干
如：目前比較流行的sla類的3D打印，由于材料上的一些性能限制,，我們一般用這個(gè)去驗(yàn)證一下一些結(jié)構(gòu)或者外觀,。如果涉及到功能類的,，有受力要求的，或者有很高的精度要求的產(chǎn)品,，我們還是要通過CNC進(jìn)行,。

再如：傳統(tǒng)的金屬類的產(chǎn)品，我們做 CNC的加工工藝相對(duì)來說比較適合,。因?yàn)榻饘俚?D打印相對(duì)成本比較高,，而且3D打印的一個(gè)精度相對(duì)于CNC加工還是有一些缺陷，一般3D打印的精度能精度到0.1,，但是很多產(chǎn)品對(duì)0.1的一個(gè)精度要求是往往不夠的,，很多高尖端的產(chǎn)品要到0.05甚至0.02，0.01,。

去掉一些精度要求跟設(shè)計(jì)要求外,，當(dāng)我們在碰到需要我們做小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)生產(chǎn)時(shí)。3D打印跟cnc加工都會(huì)暴露出他的一些缺點(diǎn),。
3D打印,，因?yàn)樗�的材料性能受限；CNC加工,，因?yàn)樗�一個(gè)工件跟10個(gè)工件的工作量是翻10倍上去的,，這是它的一個(gè)局限性。
所以在這里我還要推薦一個(gè)工藝:硅膠復(fù)膜,。

其實(shí),，作為一個(gè)成熟的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)師，他要用到的做產(chǎn)品原型的工藝,，包括3D打印,，CNC加工，硅膠復(fù)膜,。
我們要根據(jù)自己的需求,，靈活去選擇做產(chǎn)品原型的一些工藝。比如說我設(shè)計(jì)了一個(gè)開關(guān)�,，F(xiàn)在我只是想看看開關(guān)的一個(gè)外觀跟比例,，那我可以選擇低成本的光固化3D打印。在確認(rèn)外觀以后,，我想做一些功能上的確認(rèn),，這個(gè)時(shí)候我們就要考慮3D打印的一個(gè)牢固度和強(qiáng)度，是否能滿足我們的一個(gè)設(shè)計(jì)需求,，如果不滿足,，我就選擇SLS尼龍3D打印或者CNC機(jī)加工。

再然后,、經(jīng)過產(chǎn)品原型的一些基本功能的驗(yàn)證,，接下里我們要做大概十幾個(gè)產(chǎn)品,，來給客戶進(jìn)行一個(gè)市場的驗(yàn)證的時(shí)候。這時(shí),，要考慮一用硅膠覆膜的工藝去做,，硅膠復(fù)模的工藝在材料性能上能夠跟實(shí)際的abs,pp類的材料很接近，幾乎可以達(dá)到相同,。另外硅膠父腹膜的特點(diǎn)是做一個(gè)原型,，因?yàn)樗�涉及到硅膠模具成本，原型成本,，它的成本會(huì)比較貴,；如果做10個(gè)，它的成本就明顯降低很多,，因?yàn)樗�只是需要一個(gè)覆膜的過程和產(chǎn)品的原材料,。

如果、你的產(chǎn)品數(shù)量已經(jīng)要一次性做個(gè)1000或者1萬個(gè),，那不用說了，就開始做正兒八經(jīng)的一個(gè)模具,。

我們做產(chǎn)品開發(fā),，做產(chǎn)品原型的目的，主要是減少我們犯錯(cuò)誤時(shí)帶來的一個(gè)成本的代價(jià),。因?yàn)槲覀兪侨�,，人在做設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于種種原因而犯各種各樣的錯(cuò)誤,。因此,，我們用產(chǎn)品原型來一次次驗(yàn)證我們的設(shè)計(jì)是否合理,，是否沒有問題,？

當(dāng)然老板也會(huì)想,，你的設(shè)計(jì)打樣了那么多次,，什么時(shí)候能好,？在這里我要替產(chǎn)品設(shè)計(jì)師說一句公道話,，在創(chuàng)新的道路上鋪滿著荊棘,，唯有一步一個(gè)腳印,，才能到達(dá)勝利的彼岸,。我們一次次的驗(yàn)證,，不是為了自己，而是讓企業(yè)少花錢,，提高產(chǎn)品制造的成功率,，減少后期的質(zhì)量問題，提高企業(yè)在社會(huì)中的競爭力,。

所以最后,，這里要為全體的產(chǎn)品開發(fā)工程師發(fā)聲.點(diǎn)贊,！歡迎大家多交流，一起進(jìn)步,，一起成長,！

遠(yuǎn)祥

確實(shí)如此，3D打印對(duì)于模具行業(yè)是有比較大的沖擊的,，特別是那種中小型企業(yè),，很多打印都不需要模具了！

大白小白

lz如何看待微創(chuàng)新,？

wtangzz147

樓主把我現(xiàn)在的工作講完了,，哈哈哈

炫佬

遠(yuǎn)祥 發(fā)表于 2021-1-7 11:14
確實(shí)如此，3D打印對(duì)于模具行業(yè)是有比較大的沖擊的,，特別是那種中小型企業(yè),，很多打印都不需要模具了！

呵呵,，還沒有到那一步,。應(yīng)該在進(jìn)行時(shí)，特別是一些數(shù)量少的產(chǎn)品

炫佬

wtangzz147 發(fā)表于 2021-1-7 13:53
樓主把我現(xiàn)在的工作講完了,，哈哈哈

請問帥哥的工作是,？

炫佬

大白小白 發(fā)表于 2021-1-7 13:17
lz如何看待微創(chuàng)新？

微創(chuàng)微創(chuàng),，微創(chuàng)多了就是大創(chuàng)

wtangzz147

炫佬 發(fā)表于 2021-1-7 15:48
請問帥哥的工作是,？

跟你差不多，涉及金屬和塑料的產(chǎn)品工程師

易錯(cuò)易混

CNC加工手板,，實(shí)際是上世紀(jì)90年代就有了,，只是那時(shí)比較小眾，成本高,，老板都嫌貴,。開始被大家接受是從00年開始的，那時(shí)都還是比較小眾的,，只有一些搞附加值的產(chǎn)品敢于做手板,，汽車，電飯鍋,，手機(jī)……再說工藝,，CNC加工的一些局限性3D打印也是同樣存在的，例如薄壁,，CNC加工會(huì)彈刀,，影響精度,，3D打印可能就會(huì)變形，影響精度以及裝配,。CNC適合加工一些大的,，壁厚比較厚的產(chǎn)品，3D打印尺寸還是有限制,，國內(nèi)主流的SLA機(jī)器,，目前尺寸都是還是400多mm,CNC加工塑膠類的產(chǎn)品，尺寸不收限制的,，拆件做,，錢到位了，繞地球3圈都行,，拆件膠水粘接還是非常穩(wěn)固的,，打印的就不行，膠水粘不穩(wěn),。再說說復(fù)模,，原理很簡單，跟翻砂模一樣,，只不過復(fù)模的模具可以多次重復(fù),，使用的次數(shù)，要看產(chǎn)品結(jié)構(gòu),，精度要求，一般最多使用次數(shù)不會(huì)超過25次,，一般都是15次左右,，次數(shù)多了，模具就變形,，產(chǎn)品尺寸就不好把控了,。再延伸說一下硅膠模具，硅膠模具外面加一層樹脂包裹,，就可以增加其穩(wěn)定性,，使用壽命更長，經(jīng)常用于一些大件的塑膠產(chǎn)品小批量生產(chǎn),，例如醫(yī)療外殼,，汽車的保險(xiǎn)杠等等……

行者123八戒

作為一名開發(fā)工程師,，我也使用大量的3D打印件。感覺3D打印件,，不管是ABS還是尼龍,，韌性都不如開模件,，很脆。