經驗之談：小家電產品開發試作原型

炫佬

一個10年資深小家電產品開發工程師，淺談產品開發試作原型的幾個心得。產品原型制作，俗稱手板模型、3D打印、快速成型等。

我，從2008年開始從事產品的一個研發工作，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“創新”。
12年過去，現在的創新早已是一個熱門詞，上至國家下至學校。一直從事創新工作，我跟大家說句“心里話”：“模仿是一個風險系數相對小的一個工作，創新它的風險非常非常大。”

在十幾年前，我們產品要開模具的時候，一般憑借經驗，新產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，我們在做產品原型的時候，一般是通過CNC，把產品通過機加工加工出來，然后再根據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構相對復雜的一些小件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。

大約五六年前，3D打印開始流行。3D打印能夠流行，要感謝傳統的手板模型行業。因為3D打印剛剛進入中國市場的時候，首先解決的是一些薄壁類、結構復雜類、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有相對的一個優勢。

在“3D打印”火起來的時候，作為產品設計師，仿佛看見了一個無所不能、、新鮮的世界。
理由：如果不是量產，做一個兩個，我可以設計出只有3D打印工藝才能做的一些結構，也不再需要為生產工藝的實現去改變我的原有結構。
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打印專業術語叫做增材制造。不同的3D打印工藝對應著有不同的3D打印設備。
目前市面上最通用的是樹脂類的3D打印（SLA），其次尼龍3D打印（sls），其次金屬3D打印（SLS）。
隨著時間的推移，3D打印成本的降低，3D打印已經越來越普及。
大家隨便設計完一個東西，第1個想到是，唉，我要去做一個3D打印，看一下我的設計有沒有問題。

理想豐滿、現實骨干
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構或者外觀。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品，我們還是要通過CNC進行。

再如：傳統的金屬類的產品，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，但是很多產品對0.1的一個精度要求是往往不夠的，很多高尖端的產品要到0.05甚至0.02，0.01。

去掉一些精度要求跟設計要求外，當我們在碰到需要我們做小批量的產品生產生產時。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:硅膠復膜。

其實，作為一個成熟的產品開發設計師，他要用到的做產品原型的工藝，包括3D打印，CNC加工，硅膠復膜。
我們要根據自己的需求，靈活去選擇做產品原型的一些工藝。比如說我設計了一個開關。現在我只是想看看開關的一個外觀跟比例，那我可以選擇低成本的光固化3D打印。在確認外觀以后，我想做一些功能上的確認，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、經過產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品，來給客戶進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品的原材料。

如果、你的產品數量已經要一次性做個1000或者1萬個，那不用說了，就開始做正兒八經的一個模具。

我們做產品開發，做產品原型的目的，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，我們用產品原型來一次次驗證我們的設計是否合理，是否沒有問題？

當然老板也會想，你的設計打樣了那么多次，什么時候能好？在這里我要替產品設計師說一句公道話，在創新的道路上鋪滿著荊棘，唯有一步一個腳印，才能到達勝利的彼岸。我們一次次的驗證，不是為了自己，而是讓企業少花錢，提高產品制造的成功率，減少后期的質量問題，提高企業在社會中的競爭力。

所以最后，這里要為全體的產品開發工程師發聲.點贊！歡迎大家多交流，一起進步，一起成長！

遠祥

確實如此，3D打印對于模具行業是有比較大的沖擊的，特別是那種中小型企業，很多打印都不需要模具了！

大白小白

lz如何看待微創新？

wtangzz147

樓主把我現在的工作講完了，哈哈哈

炫佬

遠祥 發表于 2021-1-7 11:14
確實如此，3D打印對于模具行業是有比較大的沖擊的，特別是那種中小型企業，很多打印都不需要模具了！

呵呵，還沒有到那一步。應該在進行時，特別是一些數量少的產品

炫佬

wtangzz147 發表于 2021-1-7 13:53
樓主把我現在的工作講完了，哈哈哈

請問帥哥的工作是？

炫佬

大白小白 發表于 2021-1-7 13:17
lz如何看待微創新？

微創微創，微創多了就是大創

wtangzz147

炫佬 發表于 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品工程師

易錯易混

CNC加工手板，實際是上世紀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，壁厚比較厚的產品，3D打印尺寸還是有限制，國內主流的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固的，打印的就不行，膠水粘不穩。再說說復模，原理很簡單，跟翻砂模一樣，只不過復模的模具可以多次重復，使用的次數，要看產品結構，精度要求，一般最多使用次數不會超過25次，一般都是15次左右，次數多了，模具就變形，產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，就可以增加其穩定性，使用壽命更長，經常用于一些大件的塑膠產品小批量生產，例如醫療外殼，汽車的保險杠等等……

行者123八戒

作為一名開發工程師，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。