Per trovare il metodo di prototipazione ottimale, fai le domande giuste

Michele Paloiano | 07 febbraio 2021

Una fase critica durante la progettazione e lo sviluppo del prodotto è la verifica del progetto. La verifica del progetto può essere ottenuta mediante simulazione o prototipazione. La prototipazione è solitamente il metodo preferito per la verifica della progettazione di parti in plastica più piccole grazie alla sua convenienza, precisione e praticità.

Non molto tempo fa, progettisti e ingegneri avevano a disposizione solo due opzioni di prototipazione: prototipi lavorati a macchina/fabbricati a mano o prototipi di parti stampate a iniezione. Oggi sono disponibili molte più opzioni, la più popolare delle quali è la prototipazione rapida 3D. Tuttavia, ogni metodo di prototipazione presenta vantaggi e limiti. Questo articolo esaminerà le varie opzioni di prototipazione in plastica in base ai relativi vantaggi e svantaggi per aiutarti a decidere quale metodo è più adatto alle tue esigenze.

Di seguito è riportato un elenco dei metodi di prototipazione di plastica attualmente disponibili:

La scelta dell'opzione migliore dovrebbe essere basata sulle vostre esigenze. Un elenco suggerito di considerazioni importanti include:

Non molto tempo fa c’erano pochissime opzioni per creare prototipi in plastica. Circa 25 anni fa, tutti i prototipi in plastica venivano lavorati a macchina, fabbricati a mano, fusi o, in misura molto limitata, stampati a iniezione utilizzando attrezzature temporanee. Non c'erano altre opzioni.

Realizzare un prototipo in plastica era estremamente costoso, richiedeva molto tempo ed era altamente impreciso. Solo un gruppo molto limitato di officine offriva lo stampaggio a iniezione di prototipi, che era molto costoso e con tempi di consegna lunghi. Questa opzione è stata utilizzata raramente. La maggior parte dei prototipi in plastica, quindi, sono stati fabbricati a mano o, in alcuni casi, lavorati a macchina CNC.

Dobbiamo anche ricordare che i progetti venivano dettagliati prevalentemente in 2D tradizionale, poiché il CAD 3D era ancora agli inizi. A quei tempi, il CAD 3D era principalmente wireframe o modellazione solida molto primitiva. I prototipi ingegneristici "simili alla produzione" sono stati fabbricati a mano sulla base di un'interpretazione manuale dei disegni 2D. Ciò spesso comportava deviazioni significative dalle stampe a causa delle interpretazioni o degli errori del modellista e delle limitazioni degli strumenti. I progettisti hanno aspettato pazientemente per settimane e molte volte per mesi il prototipo, che ha sempre rappresentato un collo di bottiglia nel processo di progettazione. È stata un'esperienza avvincente, perché non si sapeva mai come sarebbe andata a finire il progetto. Inoltre, si metteva sempre in dubbio l'accuratezza del modello, senza mai sapere se il modellista avesse modificato il disegno per camuffare gli errori fino allo stampaggio delle parti.

Oggi, la modellazione CAD 3D, la simulazione al computer e molte opzioni di prototipazione hanno accelerato in modo esponenziale il processo di progettazione. I progetti che un tempo richiedevano un anno per essere sviluppati ora possono essere completati in un mese o due, e talvolta in settimane! I modelli CAD 3D possono ora essere replicati accuratamente con tutti i minimi dettagli, tra cui bozza, raggi, loghi in rilievo e decine di altre caratteristiche critiche senza alcuna interpretazione o errore umano. Naturalmente, questo cambiamento di paradigma è il risultato del CAD 3D, della stampa 3D e della lavorazione CNC. Tuttavia, se una qualsiasi di queste opzioni di prototipazione viene applicata in modo errato, i risultati potrebbero portare a conclusioni errate. I progettisti dovrebbero selezionare il metodo di prototipazione più adatto alle loro esigenze. Esaminerò queste opzioni di prototipazione in base alle 12 considerazioni precedentemente indicate.

Prima di decidere un metodo di prototipazione, dovresti prima chiederti: qual è lo scopo del prototipo? I prototipi vengono utilizzati per molte ragioni diverse. Ad esempio, potresti aver bisogno di un modello dall'aspetto realistico e non funzionale da presentare al marketing o alle vendite. Questo modello deve avere la finitura superficiale, i colori, la grafica e i materiali corretti per rappresentare accuratamente il progetto di produzione finale in modo che gli spettatori possano valutarne l'aspetto. In altre situazioni, il tuo prototipo sarà sottoposto a prodotti chimici aggressivi o test di impatto. Potrebbe essere necessario un prototipo per valutare fattori umani come la forza necessaria per rilasciare una copertura di plastica o un tappo di bottiglia. Potresti voler valutare la facilità di assemblaggio e la manutenibilità. Infine, potresti semplicemente voler valutare rapidamente un concetto a un costo minimo. Tutte queste situazioni ti porteranno a una diversa opzione di prototipazione.