经验之谈：小家电产品开发试作原型

炫佬

一个10年资深小家电产品开发工程师，浅谈产品开发试作原型的几个心得。产品原型制作，俗称手板模型、3D打印、快速成型等。

我，从2008年开始从事产品的一个研发工作，我接到的项目：客户提供一个概念，或者给你一个样品，然后让你抄或做一些功能上的一个“创新”。
12年过去，现在的创新早已是一个热门词，上至国家下至学校。一直从事创新工作，我跟大家说句“心里话”：“模仿是一个风险系数相对小的一个工作，创新它的风险非常非常大。”

在十几年前，我们产品要开模具的时候，一般凭借经验，新产品的模具一般要修改个3、4次，修改一次模具的时间至少要半个月，东折腾西折腾，折腾个两三次，模具已经差不多也要报废了。为了解决这个尴尬的问题，人们开始在做模具之前，开始先做原型的一个验证。


12年前，我们在做产品原型的时候，一般是通过CNC，把产品通过机加工加工出来，然后再根据客户的需求表面做打磨喷漆的一个处理。因为是CNC加工加工，所以对形状上还是有很多的束缚。比如碰到一些尖尖角角结构相对复杂的一些小件CNC，做起来就相对来说比较麻烦。做CNC的时候特别怕碰到一些薄壁件，因为薄壁件对CNC来说是比较大的一个挑战。

大约五六年前，3D打印开始流行。3D打印能够流行，要感谢传统的手板模型行业。因为3D打印刚刚进入中国市场的时候，首先解决的是一些薄壁类、结构复杂类、小件类的一些痛点。那时候、3D打印的价格相对来说比较贵，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有相对的一个优势。

在“3D打印”火起来的时候，作为产品设计师，仿佛看见了一个无所不能、、新鲜的世界。
理由：如果不是量产，做一个两个，我可以设计出只有3D打印工艺才能做的一些结构，也不再需要为生产工艺的实现去改变我的原有结构。
因此我深入去了解了3D打印的整个工艺流程，以及它的局限性。

3D打印专业术语叫做增材制造。不同的3D打印工艺对应着有不同的3D打印设备。
目前市面上最通用的是树脂类的3D打印（SLA），其次尼龙3D打印（sls），其次金属3D打印（SLS）。
随着时间的推移，3D打印成本的降低，3D打印已经越来越普及。
大家随便设计完一个东西，第1个想到是，唉，我要去做一个3D打印，看一下我的设计有没有问题。

理想丰满、现实骨干
如：目前比较流行的sla类的3D打印，由于材料上的一些性能限制，我们一般用这个去验证一下一些结构或者外观。如果涉及到功能类的，有受力要求的，或者有很高的精度要求的产品，我们还是要通过CNC进行。

再如：传统的金属类的产品，我们做 CNC的加工工艺相对来说比较适合。因为金属的3D打印相对成本比较高，而且3D打印的一个精度相对于CNC加工还是有一些缺陷，一般3D打印的精度能精度到0.1，但是很多产品对0.1的一个精度要求是往往不够的，很多高尖端的产品要到0.05甚至0.02，0.01。

去掉一些精度要求跟设计要求外，当我们在碰到需要我们做小批量的产品生产生产时。3D打印跟cnc加工都会暴露出他的一些缺点。
3D打印，因为它的材料性能受限；CNC加工，因为它一个工件跟10个工件的工作量是翻10倍上去的，这是它的一个局限性。
所以在这里我还要推荐一个工艺:硅胶复膜。

其实，作为一个成熟的产品开发设计师，他要用到的做产品原型的工艺，包括3D打印，CNC加工，硅胶复膜。
我们要根据自己的需求，灵活去选择做产品原型的一些工艺。比如说我设计了一个开关。现在我只是想看看开关的一个外观跟比例，那我可以选择低成本的光固化3D打印。在确认外观以后，我想做一些功能上的确认，这个时候我们就要考虑3D打印的一个牢固度和强度，是否能满足我们的一个设计需求，如果不满足，我就选择SLS尼龙3D打印或者CNC机加工。

再然后、经过产品原型的一些基本功能的验证，接下里我们要做大概十几个产品，来给客户进行一个市场的验证的时候。这时，要考虑一用硅胶覆膜的工艺去做，硅胶复模的工艺在材料性能上能够跟实际的abs,pp类的材料很接近，几乎可以达到相同。另外硅胶父腹膜的特点是做一个原型，因为它涉及到硅胶模具成本，原型成本，它的成本会比较贵；如果做10个，它的成本就明显降低很多，因为它只是需要一个覆膜的过程和产品的原材料。

如果、你的产品数量已经要一次性做个1000或者1万个，那不用说了，就开始做正儿八经的一个模具。

我们做产品开发，做产品原型的目的，主要是减少我们犯错误时带来的一个成本的代价。因为我们是人，人在做设计的时候，由于种种原因而犯各种各样的错误。因此，我们用产品原型来一次次验证我们的设计是否合理，是否没有问题？

当然老板也会想，你的设计打样了那么多次，什么时候能好？在这里我要替产品设计师说一句公道话，在创新的道路上铺满着荆棘，唯有一步一个脚印，才能到达胜利的彼岸。我们一次次的验证，不是为了自己，而是让企业少花钱，提高产品制造的成功率，减少后期的质量问题，提高企业在社会中的竞争力。

所以最后，这里要为全体的产品开发工程师发声.点赞！欢迎大家多交流，一起进步，一起成长！

远祥

确实如此，3D打印对于模具行业是有比较大的冲击的，特别是那种中小型企业，很多打印都不需要模具了！

大白小白

lz如何看待微创新？

wtangzz147

楼主把我现在的工作讲完了，哈哈哈

炫佬

远祥 发表于 2021-1-7 11:14
确实如此，3D打印对于模具行业是有比较大的冲击的，特别是那种中小型企业，很多打印都不需要模具了！

呵呵，还没有到那一步。应该在进行时，特别是一些数量少的产品

炫佬

wtangzz147 发表于 2021-1-7 13:53
楼主把我现在的工作讲完了，哈哈哈

请问帅哥的工作是？

炫佬

大白小白 发表于 2021-1-7 13:17
lz如何看待微创新？

微创微创，微创多了就是大创

wtangzz147

炫佬 发表于 2021-1-7 15:48
请问帅哥的工作是？

跟你差不多，涉及金属和塑料的产品工程师

易错易混

CNC加工手板，实际是上世纪90年代就有了，只是那时比较小众，成本高，老板都嫌贵。开始被大家接受是从00年开始的，那时都还是比较小众的，只有一些搞附加值的产品敢于做手板，汽车，电饭锅，手机……再说工艺，CNC加工的一些局限性3D打印也是同样存在的，例如薄壁，CNC加工会弹刀，影响精度，3D打印可能就会变形，影响精度以及装配。CNC适合加工一些大的，壁厚比较厚的产品，3D打印尺寸还是有限制，国内主流的SLA机器，目前尺寸都是还是400多mm,CNC加工塑胶类的产品，尺寸不收限制的，拆件做，钱到位了，绕地球3圈都行，拆件胶水粘接还是非常稳固的，打印的就不行，胶水粘不稳。再说说复模，原理很简单，跟翻砂模一样，只不过复模的模具可以多次重复，使用的次数，要看产品结构，精度要求，一般最多使用次数不会超过25次，一般都是15次左右，次数多了，模具就变形，产品尺寸就不好把控了。再延伸说一下硅胶模具，硅胶模具外面加一层树脂包裹，就可以增加其稳定性，使用寿命更长，经常用于一些大件的塑胶产品小批量生产，例如医疗外壳，汽车的保险杠等等……

行者123八戒

作为一名开发工程师，我也使用大量的3D打印件。感觉3D打印件，不管是ABS还是尼龙，韧性都不如开模件，很脆。