Prototyper – «Design2Manufacturing» – Hva, Når, Hvorfor, Hvordan

Hva?

En prototyp eller prototype (av gresk, «førsteinntrykk») er en foreløpig utgave av et produkt.

Noen går rett på å lage en fysisk håndlaget prototype uten å ha tegninger – mens andre gjør omfattende konstruksjon og designarbeid før de lager en prototype. En prototype lager man når man har behov for å se om en idé fungerer slik man har tenkt / eller har behov for å vise andre hvordan noe fungerer eller ser ut.

Når?

Det er typisk at prototypen lages før en starter en produksjon av en vare. Da kan man verifisere design og gjøre avklaringer før man begynner det som ofte kan være en kapitalkrevende industrialiserings prosess.

Hvorfor?

Formålet med en prototyp er vanligvis å demonstrere og teste funksjon og design, kanskje markedsføre og selge inn ideen – enten til kunder eller finansieringspartnere.

Prototyp er en veldig generell betegnelse som omfatter en rekke ulike modeller som lages i løpet av en utviklingsprosess fram til et ferdig produkt. Prototyper benyttes i stor grad i flere ledd og omganger for å kvalitetssikre utviklingsprosessen og er et viktig verktøy for både å identifisere mulige design utfordringer i forhold til funksjon – men også i forhold til produksjon.

• Å legge et produkt på bordet når man skal starte en produksjon – før man har etablert infrastrukturen og verktøyene som skal til, er et formidabelt kommunikasjons verktøy som kan bidra til å eliminere mulige misforståelser og dermed sikre best mulig økonomi i prosessen frem til ferdig produkt.

• Man kan også identifisere mulige utfordringer i produksjon – og finne mulige produktforbedringer eller forenklinger som kan lette arbeidet med den industrielle produksjonen. Det kan i sin tur føre til at produktet og/eller produksjonsverktøyene dermed blir rimeligere å fremstille.
  
  
• Å planlegge emballasje til et produkt er noe som kan ta mye tid – ved hjelp av prototyper / modeller av produktet kan slike prosesser starte tidlig – noe som kan være en viktig faktor for tid til marked. (Time2Market) Emballasje designeren og produsenten av dette kan da starte tidlig med sitt arbeid og avklare form og funksjon på emballering. Også her kan man oppdage mulige forbedringer som kan være salgsfremmende eller økonomisk gunstig på andre måter.
  
  
• En prototyp kan lages slik at den ser helt ekte ut. Den kan da brukes i forbindelse med produksjon av for eksempel markedsmateriell, instruksjonsvideoer og innsalg.
  
  
• Man kan benytte seg av prototyper til å skaffe seg investorer og finansiering.
  
  
• Mest opplagt – man bruker prototyper til å se om det virker slik man har tenkt, før man starter opp en produksjon i industriell skala.

Hvordan?

Når man lager prototyper bør man ha klart for seg hva man ønsker å gjøre med den – hva man ønsker å oppnå er avgjørende for HVORDAN man lager prototypen. Da det er tidkrevende og ofte relativt kostbart (avhengig av hva det er). Man kan gjerne leve etter regelen «ikke skyte spurv med kanon» og gjøre det vi kaller MVP (Minimum Viable Product) hvis hensikt kanskje bare er å sjekke en funksjon på en del – en form – eller en sammenstilling.

Her er ulike utgangspunkt for hvordan man kan lage prototyper

1. Skisse-modeller som er prototyper som viser designideer.
2. Funksjonsmodeller er prototyper som demonstrerer funksjonen.
3. Utseende-modeller lages for å vise den ytre formgivningen slik produktet skal se ut – uten at modellen nødvendigvis fungerer som det ferdige produktet.
4. 0-serie er en prototyp der alle komponenter er lik produktet, forskjellen er typisk at komponenter er laget uten industrielle produksjonsverktøy. Man har da kanskje brukt andre metoder for å fremstille et minimalt antall enheter som man trenger i en testfase.

Det finnes flere ulike metoder å lage prototyp-deler på.

Ut fra produksjonsprosessen skilles mellom følgende:

1. Håndlagde prototyper.
2. Maskinerte prototyper. (CNC maskinering)
3. Prototyper laget ved hjelp av additive prosesser som Rapid Prototyping og 3D-print
4. Prototyper laget ved hjelp av enkle støpe verktøy. Det kan for eksempel være
   1. Vacuumforming
   1. Silikonstøpeformer
   1. Enkle aluminiums former
   1. Prøveform
      (Bruker typisk en eksisterende form base og lager enkle kaviteter for å teste ut materialtyper).

Hvilken metode man må velge avhenger av hva som er produktet og hva man ønsker å teste ut. Skal du for eksempel lage deler som har funksjoner som i disse komponentene, er det veldig få prototyping materialer som kan håndtere seigheten materialet må ha for å få den funksjonen man egentlig ønsker – da kan valget bli å lage en prøveform

Silikonformer:
En av de mest spennende og kostnadseffektive metoder foruten 3D printing er silikon støpeformer. Da lager man en form i silikon og kan støpe flere emner. Det lønner seg hvis man typisk trenger 20-30 emner. Hos Pavels Innovation AS koster en slik støpeform som er avbildet typisk 6000- 8000 kroner – (avhengig av størrelse) også er det en emne pris avhengig av størrelse på alt fra noen tiere il noen hundrelapper.

Prøveformer
Må man lage flere emner og i materialer med spesielle egenskaper kan man lage en prøveform. Praksisen er da at verktøymaker allerede har mange ulike form-baser. Man «låner» da en form base og lager bare selve kaviteten inni verktøyet i et rimelig stål eller aluminiums kvalitet. (Cavity and Core) Fordelen er at da kan man støpe reelle produkter. (Product) uten å lage HELE verktøyet med alle de andre delene. Denne metoden forutsetter at man som Pavels Innovation AS – har tilgang til mange ulike formbaser. Det er likevel ikke alltid slik løsning lar seg gjennomføre.

3D printing
Den mest etterspurte metoden er 3D printing, når kunder som henvender seg til oss skal lage prototyper. Men dette skyldes i hovedsak at man ikke alltid vet hvilke andre muligheter eller begrensninger man har. 3D print er en fantastisk mulighet i svært mange henseender. Men, når man skal lage en prototype er det derfor viktig å forstå formålet med prototypen og hvilke alternative metoder som er mulig, før man setter i gang

3D print er også mye forskjellig. Her finnes ulike metoder – bildet over er fra Protofab sitt SLA 3D print senter i Porsgrunn. Protofab er samlokalisert med Pavels Innovation AS og Grepi Plast AS – Alle disse bedriftene er organisert under Mezonic som er en felles markedskanal for våre operasjoner i Skandinavia.

Tidsaspekt

Nedenfor vises typiske tidsforløp i forhold til hvilke metoder man bruker

Har du et prototype behov? Ta gjerne kontakt med oss for en nærmere samtale om dine prosjekter.