經(jīng)驗之談：小家電產(chǎn)品開發(fā)試作原型

炫佬

一個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)品的一個研發(fā)工作，我接到的項目：客戶提供一個概念，或者給你一個樣品，然后讓你抄或做一些功能上的一個“創(chuàng)新”。
12年過去，現(xiàn)在的創(chuàng)新早已是一個熱門詞，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”：“模仿是一個風(fēng)險系數(shù)相對小的一個工作，創(chuàng)新它的風(fēng)險非常非常大?！?br />
在十幾年前，我們產(chǎn)品要開模具的時候，一般憑借經(jīng)驗，新產(chǎn)品的模具一般要修改個3、4次，修改一次模具的時間至少要半個月，東折騰西折騰，折騰個兩三次，模具已經(jīng)差不多也要報廢了。為了解決這個尷尬的問題，人們開始在做模具之前，開始先做原型的一個驗證。


12年前，我們在做產(chǎn)品原型的時候，一般是通過CNC，把產(chǎn)品通過機加工加工出來，然后再根據(jù)客戶的需求表面做打磨噴漆的一個處理。因為是CNC加工加工，所以對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)相對復(fù)雜的一些小件CNC，做起來就相對來說比較麻煩。做CNC的時候特別怕碰到一些薄壁件，因為薄壁件對CNC來說是比較大的一個挑戰(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)。因為3D打印剛剛進(jìn)入中國市場的時候，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。那時候、3D打印的價格相對來說比較貴，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有相對的一個優(yōu)勢。

在“3D打印”火起來的時候，作為產(chǎn)品設(shè)計師，仿佛看見了一個無所不能、、新鮮的世界。
理由：如果不是量產(chǎn)，做一個兩個，我可以設(shè)計出只有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?。⊿LA），其次尼龍3D打?。╯ls），其次金屬3D打?。⊿LS）。
隨著時間的推移，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)計完一個東西，第1個想到是，唉，我要去做一個3D打印，看一下我的設(shè)計有沒有問題。

理想豐滿、現(xiàn)實骨干
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，我們一般用這個去驗證一下一些結(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的加工工藝相對來說比較適合。因為金屬的3D打印相對成本比較高，而且3D打印的一個精度相對于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0.1的一個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。3D打印跟cnc加工都會暴露出他的一些缺點。
3D打印，因為它的材料性能受限；CNC加工，因為它一個工件跟10個工件的工作量是翻10倍上去的，這是它的一個局限性。
所以在這里我還要推薦一個工藝:硅膠復(fù)膜。

其實，作為一個成熟的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計師，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)計了一個開關(guān)?，F(xiàn)在我只是想看看開關(guān)的一個外觀跟比例，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)，這個時候我們就要考慮3D打印的一個牢固度和強度，是否能滿足我們的一個設(shè)計需求，如果不滿足，我就選擇SLS尼龍3D打印或者CNC機加工。

再然后、經(jīng)過產(chǎn)品原型的一些基本功能的驗證，接下里我們要做大概十幾個產(chǎn)品，來給客戶進(jìn)行一個市場的驗證的時候。這時，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是做一個原型，因為它涉及到硅膠模具成本，原型成本，它的成本會比較貴；如果做10個，它的成本就明顯降低很多，因為它只是需要一個覆膜的過程和產(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1000或者1萬個，那不用說了，就開始做正兒八經(jīng)的一個模具。

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誤時帶來的一個成本的代價。因為我們是人，人在做設(shè)計的時候，由于種種原因而犯各種各樣的錯誤。因此，我們用產(chǎn)品原型來一次次驗證我們的設(shè)計是否合理，是否沒有問題？

當(dāng)然老板也會想，你的設(shè)計打樣了那么多次，什么時候能好？在這里我要替產(chǎn)品設(shè)計師說一句公道話，在創(chuàng)新的道路上鋪滿著荊棘，唯有一步一個腳印，才能到達(dá)勝利的彼岸。我們一次次的驗證，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.點贊！歡迎大家多交流，一起進(jìn)步，一起成長！

遠(yuǎn)祥

確實如此，3D打印對于模具行業(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
確實如此，3D打印對于模具行業(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，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

易錯易混

CNC加工手板，實際是上世紀(jì)90年代就有了，只是那時比較小眾，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……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加工會彈刀，影響精度，3D打印可能就會變形，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。