9 советов по созданию прототипа технического устройства
Изготовление прототипа – важнейший этап разработки технологического продукта. На этом пути есть свои подводные камни, мели и водовороты. Чтобы их избежать и создать прототип, максимально близкий к серийному продукту, нужно обладать компетенциями и знать секретный фарватер.
Один из главных факторов успеха технологического продукта – это скорость его выхода на рынок. Поэтому чем быстрее будет пройдены этапы проектирования и прототипирования, тем лучше. Обычно этот процесс длится от шести месяцев до года – здесь все зависит от степени проработки и сложности проекта. Первые прототипы могут быть лишь инструментом проверки формы, габаритов и сценариев использования. Они могут быть выполнены из подручных материалов. Такие прототипы обычно называют макетами или в зарубежной терминологии mockups. Самая же главная и сложная работа начинается по мере детализации и глубины проработки изделия, когда нужно проверить технологические гипотезы и функционал продукта.
Существует множество технологий быстрого прототипирования – несерийного производства, которые позволяют сделать штучное изделие без больших вложений. Наиболее распространенные - 3D-печать, резка/гибка/сварка/механическая обработка металла, резка и мехобработка дерева, штамповка, литье в силикон, термоформовка пластика, контактное формование из стеклопластика. У каждой из этих технологий свои особенности, которые надо учитывать, чтобы прототип был максимально похож на серийное устройство не только внешне, но и своими свойствами. Справиться с этой задачей можно только при наличии компетенций и штата опытных специалистов. Именно поэтому далеко не каждая студия промышленного дизайна занимается прототипированием.
Технология имеет значение
Выбор правильной технологии прототипирования – важнейшая задача. Ошибка может привести к тому, что полученная на данном этапе информация окажется нерелевантной и отправится в мусор. Сделав корпус прототипа из дерева, сложно надеяться, что при серийном производстве из пластика сохранятся его эстетические и физические свойства. Особенно это касается деталей и механизмов, непосредственно завязанных на функционал будущего изделия. Так что всегда нужно ориентироваться на серийный продукт и его предполагаемую стоимость и подбирать технологии, которые позволят произвести прототип, близкий к итоговому изделию по характеристикам. Так, например, одни и те же зубчатые колеса и рейки, но напечатанные разными технологиями из разных материалов будут вести себя по-разному. Кстати, мы с этим столкнулись в процессе разработки и постановки на производство вполне конкретного медицинского изделия, проходящего сейчас испытания.
Погрешности допустимы
Технологии прототипирования зачастую плохо сочетаются между собой. Само производство может иметь разные точности и допуски, а также разную стабильность размеров во времени. Например, проблемы 3D-печати – это усадка, шероховатости, недостаточная прочность. Иногда полученные детали могут даже не собраться в единое изделие. И тогда может показаться, что на этапе проектирования допущены ошибки. Но это не обязательно так. Всегда нужно помнить, что перед вами – прототип, а не серийное изделие, и он должен выполнить определенную задачу, а не соответствовать всем требованиям. Но все возможные допущения важно определить на начальном этапе и при каждой итерации проверять отдельные характеристики: общие размеры, внутренние габариты, уровень нагрева продукта, функционирование отдельных элементов… Нужно четко понимать, для чего делается прототип и какой результат будет приемлемым.
В самом начале пути мы занимались проектом по созданию портативной кофемашины для автомобиля, которая работала бы от прикуривателя. Задача представлялась не слишком сложной. Но на стадии планирования разработки и прототипирования была допущена ключевая ошибка – заказчики и разработчики решили создать сложное изделие целиком в один заход, минуя стадии отработки на макетах и прототипах. В итоге прототип, представляющий сборку из множества мелких деталей (около 50 деталей, не включая электронику, умещенных в стакан), собирался и дорабатывался сложнее, чем корабль в стеклянной бутылке и постоянно получался негерметичным, что воспринималось как ошибка проектирования.