Изготовление прототипов и опытных образцов
Технопарк ЗЭМ изготавливает прототипы и опытные образцы изделий: от промышленного дизайна и реверс-инжиниринга до опытного производства и испытаний. Детали образца делают на участках одной площадки — механическая обработка, листовой металл, литьё металла и пластмасс, печатные платы, покрытия, — а затем испытывают в собственном испытательном центре. Когда образец готов, его выпускают малой серией там же.
- Промышленный дизайн, реверс-инжиниринг, моделирование
- Опытное производство на участках одной площадки
- Испытания прототипов в своём испытательном центре
Работы по прототипированию в технопарке
- Промышленный дизайн — внешний вид и компоновка будущего изделия.
- Реверс-инжиниринг — восстановление конструкции и чертежа по готовому образцу — когда документации нет или изделие сняли с производства.
- Печать из пластиков, фотополимеров и порошков металлов — быстрый образец для проверки формы и сборки.
- Численное моделирование изделий и их свойств — расчёт поведения конструкции до изготовления.
- Инженерия поверхности — подбор покрытий и обработки поверхности под условия работы детали.
- Опытное производство и испытания прототипов — изготовление образца на производственном оборудовании и проверка в испытательном центре.
Зачем нужно прототипирование
Прототипирование — создание пробной версии изделия до запуска в производство. Ошибка, найденная на прототипе, стоит дешевле, чем ошибка в оснастке или в готовой партии. Прототип позволяет:
- Проверить идею и конструкцию продукта в руках, а не только на экране
- Оценить собираемость, размеры и сопряжение деталей
- Выбрать материал и технологию изготовления под серию
- Провести тестирование и испытания до вложений в оснастку
- Показать работающий образец заказчику или инвестору проекта
- Сократить время разработки: доработки вносят по итогам проверки, а не после выпуска партии
Виды прототипов: от макета до опытного образца
В процессе разработки продукта прототип меняется: сначала проверяют внешний вид, затем работу, затем технологию серии. На каждом этапе создают свой вид прототипа:
- Макет — прототип для оценки формы, размеров и эргономики. Его не нагружают и не включают — его смотрят, держат в руках, примеряют к соседним деталям.
- Функциональный прототип — прототип, который работает: в нём проверяют механизм, электронику, сборку и взаимодействие деталей. Материал может отличаться от серийного.
- Опытный образец — изделие по рабочей документации из серийных материалов. Его испытывают перед запуском производства, по результатам вносят изменения в конструкцию и документацию.
- Установочная партия — первые изделия, выпущенные по отработанной технологии: проверка, что качество держится от изделия к изделию.
Инженеры технопарка подбирают материал и способ изготовления под каждый этап разработки проекта, чтобы прототип отвечал на свой вопрос и не стоил дороже, чем нужно.
Методы изготовления прототипов
Прототип должен проверить решение быстро и недорого, поэтому первые образцы часто делают не тем способом, что серию: корпус фрезеруют из заготовки вместо литья, плату собирают вручную вместо автоматического монтажа. Когда конструкция подтверждена, деталь переводят на серийный способ и проверяют, что её свойства не изменились.
Метод выбирают под задачу прототипа: проверить форму, проверить работу или получить образец из серийного материала.
| Задача прототипа | Метод | Что получаете |
|---|---|---|
| Быстро проверить форму и компоновку | печать из пластиков и фотополимеров | модель изделия для оценки внешнего вида и сборки |
| Сложная металлическая деталь в одном экземпляре | печать из порошков металлов | металлическую деталь без оснастки |
| Функциональный образец из серийного материала | механическая обработка, листовой металл | деталь с теми же свойствами, что будет в серии |
| Отработать технологию будущей серии | литьё металла и пластмасс | деталь, полученную серийным способом |
| Работающее электронное устройство | изготовление плат, монтаж, сборка узлов | опытный образец электроники |
Часто в одном проекте сочетают несколько методов: корпус печатают, силовые детали фрезеруют, плату собирают на участке электроники. Технолог предлагает решение, которое даёт нужный результат быстрее и дешевле.
Этапы изготовления прототипа
-
1
Идея, чертёж или образец
Заказчик приносит эскиз, 3D-модель, чертёж или готовое изделие, которое нужно повторить. Если документации нет, её восстанавливают реверс-инжинирингом.
-
2
Конструкция и моделирование
Промышленный дизайн, проработка конструкции и технических требований, численное моделирование свойств изделия.
-
3
Опытный образец
Детали изготавливают тем способом, каким их потом будут делать в серии: механической обработкой, литьём, из листа. Для проверки формы — печать.
-
4
Испытания
Образец проверяют на климатические и механические воздействия в испытательном центре технопарка.
-
5
Малая серия
После испытаний изделие выпускают малой партией на тех же участках, без смены подрядчика.
Производственные участки для опытных образцов
Когда участки рядом, правки между итерациями занимают дни, а не недели: конструктор передаёт изменённый чертёж, и новую деталь делают без поиска другого подрядчика и нового договора.
Прототип в технопарке — не только печатная модель. Деталь опытного образца можно сделать тем же способом, что и в серии, и сразу проверить технологию:
| Что нужно для образца | Участок технопарка |
|---|---|
| Детали из металла по чертежу | механическая обработка: токарная, фрезерная, зубофрезерная обработка и шлифование |
| Корпуса, кронштейны, панели из листа | обработка листового металла: лазерная и гидроабразивная резка, пробивка, гибка |
| Литые детали из металла | литейное производство: литьё по газифицируемым моделям и под давлением |
| Пластмассовые детали | литьё пластмасс под давлением на термопластавтоматах от 350 до 2000 кН |
| Электроника изделия | печатные платы и электронные узлы: изготовление плат, монтаж, сборка |
| Закалка и упрочнение | термическая обработка и электроэрозия для точных элементов в закалённой стали |
| Защитное покрытие | гальванические покрытия |
| Проверка образца | испытательная лаборатория: климатические и механические испытания, изделия массой до 800 кг |
Испытания опытных образцов
Испытания опытного образца ищут слабые места конструкции, а не только подтверждают соответствие: образец часто доводят до отказа, чтобы понять запас прочности и что сломается первым. Серийные изделия потом проверяют по тем же режимам, но без разрушения.
Изготовление и испытание опытного образца обычно идут у разных подрядчиков. В технопарке работает Единый испытательный центр площадью 5000 м²: камеры и стенды проверяют изделия на климатические и механические воздействия, изделие массой до 800 кг. Образец не нужно везти в другой город, а по итогам замечаний доработку делают те же участки.
Переход от опытного образца к малой серии
Прототип нужен, чтобы потом выпустить изделие. Технопарк ведёт и серийное производство: изготовление малых партий деталей сложной формы, точную механику, сварку, лазерную резку, литьё, производство электронных узлов, встраиваемое программное обеспечение, нанесение функциональных покрытий и инженерно-техническое сопровождение.
- Технология отработана на опытном образце — серия идёт на том же оборудовании
- Один договор и один ответственный вместо нескольких подрядчиков
- Доработки по итогам испытаний вносят без передачи документации на сторону
Кому нужно изготовление прототипов
- Конструкторские бюро и разработчики — опытный образец нового изделия и подготовка его к серии.
- Стартапы и резиденты технопарка — первый работающий образец для испытаний, инвестора или заказчика.
- Предприятия, ремонтирующие технику — деталь снятого с производства изделия по образцу — через реверс-инжиниринг.
Как заказать изготовление опытного образца
-
1
Задание
Пришлите техническое задание, чертёж или конструкторскую документацию, 3D-модель в любом распространённом формате файла, эскиз или образец изделия и опишите, для чего нужен прототип и сколько образцов.
-
2
Оценка
Технолог определяет, какими участками и способами делать детали, и называет стоимость и срок.
-
3
Изготовление
Детали изготавливают, образец собирают и при необходимости испытывают.
-
4
Передача и серия
Образец передают заказчику; по его решению технопарк готовит малую серию.
Доставка готовых деталей и оплата заказа
Доставка
Готовую партию отгружаем транспортной компанией «Деловые Линии». Работаем в первую очередь с предприятиями Уральского федерального округа. Забрать детали можно и самостоятельно — с площадки технопарка в Челябинске, ул. Машиностроителей, 7.
Оплата и документы
- Работаем с юридическими лицами: договор и счёт с технопарком — исполнителем работ, без посредников
- Стоимость технолог считает по чертежу или эскизу за 3–5 дней
- Минимальная сумма заказа — 50 000 ₽
- Принимаем в работу материал заказчика
Вопросы об изготовлении прототипов и опытных образцов
Что такое прототип и опытный образец
Прототип — первая версия изделия для проверки формы, сборки или идеи. Опытный образец — изделие, изготовленное по рабочей документации для испытаний перед серийным выпуском. В технопарке делают и то, и другое.
Можно ли сделать деталь без чертежа, по образцу
Да, для этого есть реверс-инжиниринг: конструкцию и чертёж восстанавливают по готовой детали, затем деталь изготавливают.
Делаете ли 3D-печать
Да, в перечне работ по прототипированию — печать из пластиков, фотополимеров и порошков металлов. Пришлите модель: технолог скажет, каким способом сделать образец.
Можно ли испытать опытный образец у вас же
Да, в Едином испытательном центре технопарка: климатические и механические испытания изделий массой до 800 кг.
Что прислать для расчёта
Чертёж, 3D-модель, эскиз или образец, назначение прототипа, материал и количество образцов. Технолог уточнит недостающее сам.
Рассчитать изготовление опытного образца
Оставьте телефон — технолог уточнит задание, способ изготовления и количество и назовёт стоимость и срок.