In 3D: Nguyên mẫu, Thử nghiệm, Khởi chạy

Bạn biết mùi hôi gì không …?

Gần đây, tôi đã mua một chiếc phablet có màn hình 5,7 inch, nhưng bất kể tôi tìm kiếm trực tuyến ở đâu, bao gồm cả lựa chọn phong phú trên Amazon, tôi đều không thể tìm thấy giá đỡ ưng ý. Vì vậy, tôi quyết định tự làm một cái.

Sau khi mày mò với một vài thiết kế khác nhau trên giấy, tôi đã tạo ra một thứ mà tôi rất hài lòng. Tiếp theo, tôi gọi cho một người bạn sở hữu một chiếc máy in 3D và đến sáng hôm sau, tôi đã có một mẫu thử nghiệm làm sẵn.

Nó đã được ok nhưng tôi không hài lòng. Vì vậy, chúng tôi thực hiện thêm hai lần lặp lại cho đến khi tôi hài lòng với kết quả cuối cùng – một giá đỡ điện thoại thông minh trông tuyệt vời.

Theo một cách nào đó, tôi đã nhanh chóng tạo mẫu một sản phẩm mà nếu muốn, tôi có thể sản xuất và bắt đầu bán. Công nghệ mà hầu hết chúng ta có sẵn ngày nay để thiết kế và tạo mẫu cho hầu hết mọi thứ là điều khiến đây trở thành một thời điểm thú vị để tồn tại.

Vì vậy, hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về cách tạo mẫu nhanh với in 3D đã phát triển như ngày nay và các công ty khác nhau đang tận dụng những khả năng mà công nghệ mới này mang lại cho chúng ta như thế nào.

Cách tạo mẫu nhanh đã phát triển

In 3D đã xuất hiện từ năm 1984, khi máy in 3D hoạt động đầu tiên được tiết lộ. Kể từ đó, nó đã được sử dụng trong các ứng dụng thương mại lớn khác nhau.

Điều hạn chế sự hấp dẫn của nó đối với chỉ sản xuất quy mô lớn là giá ban đầu của nó – ngay cả những chiếc máy đơn giản cũng có giá hàng chục nghìn ở loại thấp cấp.

Cuộc cách mạng in 3D hiện nay đã được thực hiện do giá máy in giảm mạnh. Một chiếc máy in có giá 20.000 đô la vào năm 2010 giờ đây có thể có giá từ 1000 đô la trở xuống.

Ngày nay, bạn có thể có được một máy in 3D đáng tin cậy quy mô nhỏ từ một công ty có uy tín như MakerBot với giá $ 899.

Ngoài ra, bản thân công nghệ đã tiếp tục phát triển, giúp bạn có thể in với nhiều vật liệu đa dạng hơn (kể cả kính & kim loại) và trong các môi trường khác nhau.

Ví dụ, có một làm việc máy in 3D trên tàu Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) làm cho vật ở trạng thái không trọng lực.

Hình ảnh qua NASA

Tất cả điều này mở rộng khả năng in 3D và do đó làm cho các sản phẩm tạo mẫu nhanh chóng và dễ dàng hơn.

Lý do In 3D quan trọng

Lý do chính khiến nó quan trọng là chi phí phát triển sản phẩm thấp hơn đáng kể cùng với khả năng có một nguyên mẫu hoạt động để phản hồi trong thế giới thực nhanh hơn.

Lấy giá đỡ điện thoại thông minh của tôi làm ví dụ, tôi đã có thể có ba lần lặp lại thiết kế nguyên mẫu của mình được tạo thành một giá đỡ thực sự, hoạt động trong ba ngày. Đưa vào một vài nhóm tập trung để đưa ra phản hồi về giao diện và vào thời điểm chúng tôi sẵn sàng gửi cho nhà sản xuất, chúng tôi sẽ có kiến ​​thức thực tế về phản ứng của mọi người.

Chỉ 10 năm trước, tôi phải mất vài tuần để có được nguyên mẫu đầu tiên của mình. Thêm vào đó, nó sẽ khiến tôi phải trả giá đắt hơn rất nhiều.

Hình ảnh qua Javelin Tech

Bảng trên cung cấp cái nhìn tổng quan về chi phí chế tạo một nguyên mẫu (đối với vỏ ngoài bằng nhựa tương đối đơn giản) cho một thiết bị điện tử bằng cách sử dụng các phương pháp sản xuất khác nhau – từ khuôn ép, đến khuôn mềm dựa trên silicon (RTV), đến thành phẩm của máy in 3D (trên Connex500).

Cách SPX Corporation tiết kiệm 3 tuần và $ 13,000

Nhiều năm về trước, SPX Corporation, một nhà cung cấp toàn cầu đa ngành trong danh sách Fortune 500 về Thiết bị HVAC quay sang Công nghệ Vistamột công ty chuyên về tạo mẫu nhanh, dụng cụ nhanh và ép phun, để làm cho chúng trở thành nguyên mẫu của một bộ phận gấp hai mảnh.

Vào thời điểm đó, cách tốt nhất về phía trước là sử dụng một quy trình yêu cầu tạo ra hai mẫu và hai khuôn cho cả phần trên và phần dưới của vỏ.

Dự án kéo dài bốn tuần và tiêu tốn 15.800 đô la. Đó được coi là cách sản xuất nguyên mẫu nhanh nhất, tiết kiệm chi phí nhất vào thời điểm đó.

Thật không may, quá trình đúc đã chứng minh rằng việc sửa đổi thiết kế là cần thiết. Vì vậy, SPX đã thực hiện các sửa đổi, nhưng những hạn chế về ngân sách và thời gian đã ngăn cản việc chuyển sang sản xuất mà không có bộ nguyên mẫu hoạt động thứ hai. May mắn thay, mọi thứ đều diễn ra tốt đẹp, nhưng điều này có thể tạo tiền đề cho việc thu hồi sản phẩm rất tốn kém nếu ai đó tính toán sai.

Hình ảnh qua WikiMedia

Nhanh chóng đến ngày hôm nay, SPX một lần nữa chuyển sang Vista Technologies cho một nguyên mẫu tương tự, yêu cầu nhiều hơn hoặc ít hơn cùng một lượng công việc nếu họ sử dụng các kỹ thuật đúc RTV giống như trước đây.

Lần này, công ty sử dụng công nghệ in 3D quá mức – một công nghệ đơn giản là lần đầu tiên không tồn tại.

“Hôm nay,” Mishek nói, “khách hàng nói với chúng tôi,“ Bây giờ tôi biết mình có thể tạo nguyên mẫu các loại tính năng này, tôi có thể thiết kế phần tiếp theo theo cách khác ”. Họ có thể thiết kế trong một khu vực cảm ứng mềm hoặc một tổ hợp phức tạp hơn, và chúng tôi có thể tạo mẫu nhanh chóng và tương đối rẻ. Điều đó mang lại cho họ sự tự do để thử các thiết kế mới và cách tiếp cận mới, đồng thời khiến họ có nhiều khả năng quay lại với chúng tôi hơn ”.

Đối với SPX, điều đó có nghĩa là họ có một nguyên mẫu chức năng hoạt động trong vài ngày thay vì vài tuần và tổng hóa đơn là khoảng 2.800 đô la. $ 13,000 tiết kiệm được chỉ trên một nguyên mẫu của một sản phẩm. Ấn tượng đấy.

Hãy nghĩ đến khoản tiết kiệm mà điều này chuyển thành khi đặt vào bối cảnh của hàng chục nghìn sản phẩm được tạo mẫu trong một năm.

Bây giờ người ta có thể nói rằng tất cả đều tốt và tốt khi chúng ta đang xử lý các nguyên mẫu có thể được in 3D và được làm bằng vật liệu mà máy in 3D có thể sử dụng. Nhưng không phải lúc nào cũng vậy.

Tất nhiên, bạn có khả năng cầm một mẫu thử nghiệm để hiểu rõ hơn về giao diện và cảm nhận.

Nhưng nó không thực sự đưa ra bất kỳ dấu hiệu nào về việc liệu nguyên mẫu có đủ mạnh cho ứng dụng mà nó được thiết kế cho – đặc biệt là khi sản phẩm cuối cùng sẽ được làm từ chất liệu không thể in 3D.

Đó chắc chắn là một điểm đáng lưu ý.

Thật vậy, có những sản phẩm và vật liệu không thể được in 3D và đó chính xác là những gì đã xảy ra tại Đại học Công nghệ và Kinh tế Budapest, khi Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Polyme của họ được giao nhiệm vụ thiết kế một chiếc quạt điện đa năng có thể cung cấp khả năng làm mát nâng cao, với mức độ tiếng ồn giảm đáng kể.

Khuôn ép in 3D

Hình ảnh qua Stratasys

Vấn đề không phải là vấn đề thiết kế phức tạp, mà là vật liệu sẽ được sử dụng cho thành phẩm không thể in 3D và vì quạt phải vượt qua các bài kiểm tra an toàn được thực hiện trong điều kiện tải khắc nghiệt như nhiệt độ cao, nhiều giờ hoạt động và hơn thế nữa. Vì vậy, họ phải đưa ra một giải pháp.

Một cách hiển nhiên là sử dụng khuôn ép truyền thống.

Tuy nhiên, các phương pháp sản xuất khuôn ép thông thường thường rất tốn kém và mất quá nhiều thời gian để sản xuất. Thay vào đó, giải pháp của họ là một thiết kế in 3D tùy chỉnh. Lúc đầu, các sinh viên sử dụng phương pháp in 3D “truyền thống” với chất dẻo bình thường để tạo ra ba kiểu dáng quạt khác nhau để thử nghiệm ban đầu.

Sau khi thử nghiệm ban đầu, thiết kế tốt nhất đã được chọn và một khuôn được in 3D để có thể tạo ra chiếc quạt theo đúng thiết kế. Kết quả cuối cùng là quạt đã vượt qua tất cả các bài kiểm tra an toàn bắt buộc, đồng thời có thể tăng hiệu suất làm mát lên 20% và giảm độ ồn xuống 7dB.

Các nguyên tắc và vòng lặp phản hồi giống nhau có thể được áp dụng cho hầu như bất kỳ sản phẩm nào, trong bất kỳ danh mục nào, trong các công ty thuộc bất kỳ quy mô nào. Công nghệ có sẵn ngày nay không chỉ biến việc tạo mẫu nhanh chóng thành hiện thực, mà còn là hiện thực có thể đạt được đối với tất cả mọi người.

Vì vậy, bạn không cần phải Microsoft hoặc Bảng chữ cái (Google) hoặc Xiaomi (nếu bạn chưa biết chúng, bạn sẽ sớm có) để có thể in ra và chơi với các nguyên mẫu của bất kỳ sản phẩm hoặc tiện ích nào mà bạn đã tìm ra.

Bạn có thể chỉ là một người với một vấn đề đơn giản (chẳng hạn như không có giá đỡ phù hợp với phablet của anh ấy), một số kỹ năng vẽ cơ bản và với một chút trợ giúp từ bạn bè, có một giải pháp nguyên mẫu cho vấn đề của bạn trong vòng vài ngày. Và ai biết được, nếu một nhóm người đủ lớn xác định cùng một vấn đề, dự án nhỏ của bạn có thể biến thành một cơ hội kinh doanh thực sự.

---

Thông tin về các Tác giả

Ott Niggulis là một đầu bếp / nhân viên y tế / nhà văn tự do, người tập trung vào tiếp thị và CRO. Tiếp thị là một trò chơi số và anh ấy yêu những con số. Theo dõi anh ấy trên Twitter.