經(jīng)驗(yàn)之談：小家電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試作原型

炫佬

一個(gè)10年資深小家電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工程師，淺談產(chǎn)品開(kāi)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(kāi)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(guò)去，現(xiàn)在的創(chuàng)新早已是一個(gè)熱門詞，上至國(guó)家下至學(xué)校。一直從事創(chuàng)新工作，我跟大家說(shuō)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(kāi)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(wèn)題，人們開(kāi)始在做模具之前，開(kāi)始先做原型的一個(gè)驗(yàn)證。


12年前，我們?cè)谧霎a(chǎn)品原型的時(shí)候，一般是通過(guò)CNC，把產(chǎn)品通過(guò)機(jī)加工加工出來(lái)，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(lái)就相對(duì)來(lái)說(shuō)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(lái)說(shuō)是比較大的一個(gè)挑戰(zhàn)。

大約五六年前，3D打印開(kāi)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(guó)市場(chǎng)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(lái)說(shuō)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(shì)。

在“3D打印”火起來(lái)的時(shí)候，作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，仿佛看見(jiàn)了一個(gè)無(wú)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(yǔ)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(shù)脂類的3D打?。⊿LA），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(lái)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(méi)有問(wèn)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(guò)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(lái)說(shuō)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?cè)谂龅叫枰覀冏鲂∨康漠a(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牟牧闲阅苁芟?；CNC加工，因?yàn)樗粋€(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(kāi)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(shuō)我設(shè)計(jì)了一個(gè)開(kāi)關(guān)?，F(xiàn)在我只是想看看開(kāi)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(guò)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(lái)給客戶進(jìn)行一個(gè)市場(chǎng)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婕暗焦枘z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皇切枰粋€(gè)覆膜的過(guò)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(wàn)個(gè)，那不用說(shuō)了，就開(kāi)始做正兒八經(jīng)的一個(gè)模具。

我們做產(chǎn)品開(kāi)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(lái)的一個(gè)成本的代價(jià)。因?yàn)槲覀兪侨耍嗽谧鲈O(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(lái)一次次驗(yàn)證我們的設(shè)計(jì)是否合理，是否沒(méi)有問(wèn)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(shuō)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(wèn)題，提高企業(yè)在社會(huì)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

所以最后，這里要為全體的產(chǎn)品開(kāi)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(zhǎng)！

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(méi)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(qǐng)問(wèn)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(qǐng)問(wèn)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(kāi)始被大家接受是從00年開(kāi)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(shuō)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(guó)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(shuō)說(shuō)復(fù)模，原理很簡(jiǎn)單，跟翻砂模一樣，只不過(guò)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(guò)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(shuō)一下硅膠模具，硅膠模具外面加一層樹(shù)脂包裹，就可以增加其穩(wěn)定性，使用壽命更長(zhǎng)，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(kāi)發(fā)工程師，我也使用大量的3D打印件。感覺(jué)3D打印件，不管是ABS還是尼龍，韌性都不如開(kāi)模件，很脆。