¿Cómo pasa un nuevo producto por el proceso de creación de prototipos?

Todos los días aparecen nuevos productos en los estantes de las tiendas, pero ¿alguna vez te preguntaste qué fue necesario para colocar lo último y lo mejor en su lugar? Lo más probable es que haya habido una larga evolución del producto antes de que pusieras tu mirada en él. Algunos de los principales puntos de control que debe atravesar un producto antes de llegar al mercado son la fase de diseño, la fase de creación de prototipos y la fase de producción.

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Después de que alguien tiene una buena idea para un nuevo producto, lo siguiente que debe hacer es determinar todos los detalles. Cuanto más completa sea esta etapa de diseño, mejor. Algunas buenas preguntas para hacer incluyen:

• ¿Cuáles son los atributos y características del producto?
• ¿Qué ofrecerá el producto que otros en el mercado no ofrecen?
• ¿Cuál es su función o propósito?
• ¿Es necesario inventar alguna nueva tecnología para fabricar el producto?
• ¿Cuál es la vida útil del producto?
• ¿Cómo y dónde se fabricará, envasará, comercializará y venderá?
• ¿Cuánto costará la fabricación y cuánto estará dispuesta a pagar la gente por el producto?
• ¿Hay algún problema con el producto relacionado con regulaciones gubernamentales, cuestiones ambientales y de seguridad, infracciones de patentes u otros posibles problemas?

Si las respuestas a estas preguntas le dan luz verde, probablemente esté listo para comenzar a pensar en construir un prototipo. Diferentes tipos de prototipos pueden resultar útiles en diferentes etapas del proceso de desarrollo del producto. Por ejemplo, cuando empieces por primera vez, un dibujo podría ser suficiente para tus necesidades de diseño. Sin embargo, después de un tiempo, es posible que esté listo para utilizar un prototipo simple como ayuda visual. Pero no es necesario que sea de tamaño completo ni que pueda resistir operaciones y pruebas rigurosas. Es posible que también desee prototipos físicos más detallados de partes específicas de su producto; tal vez un complicado sistema de engranajes mecánicos, por ejemplo. Probablemente no sería necesario crear un prototipo de una bicicleta completa sólo para observar más de cerca qué tan bien funciona un nuevo sistema de transmisión por cadena.

Durante un tiempo, es posible que tengas que alternar entre ajustar los planes de diseño y crear prototipos preliminares si te das cuenta de que tu producto todavía tiene algunos problemas. Sin embargo, a medida que avanza el proceso, es posible que desees un prototipo que sea una imitación más exacta de lo que será tu producto final. Aquí es cuando se pueden resolver esas cuestiones del diseño final y probar, ajustar y perfeccionar todo.

Ahora que hemos echado un vistazo a lo que pueden abarcar el diseño inicial básico y la creación de prototipos, llevemos nuestro producto un paso más allá y veamos cómo los profesionales consiguen algunos prototipos bastante avanzados.

Contenido

1. Diseño de prototipos
2. Desarrollo de prototipos
3. Pruebas de prototipos

Diseño de prototipos

Una vez que haya respondido las preguntas básicas y haya resuelto todos los problemas obvios, puede comenzar en serio la creación de prototipos serios. El diseño de prototipos más avanzados generalmente implica el uso de software CAD ( diseño asistido por computadora ) 3D para crear un mapa 3D del producto. Si está buscando llevar un producto a producción real, usar software CAD es probablemente el camino que desea seguir para poder verificar cuidadosamente la funcionalidad de su diseño. También es una forma útil de transferir las especificaciones del producto de forma clara y concisa a quien realiza la fabricación real.

Con el software CAD puedes hacer muchas cosas diferentes. Los diseños se pueden realizar tanto en 2D como en 3D y, mientras visualiza y modifica las especificaciones de su diseño, puede cambiar fácilmente entre las dos vistas. ¿Su producto tiene muchas piezas? Cada pieza se puede diseñar individualmente y agregar al conjunto general del producto una por una. Cada vez que realiza un ajuste en cualquier parte particular de su producto, no solo alterará las especificaciones de la otra dimensión en consecuencia, sino que también integrará automáticamente ese cambio en el diseño general del prototipo. Las imágenes realistas se pueden detallar con subtítulos, primeros planos y vistas laterales. Puedes probar el aspecto de diferentes materiales como cromo, acero o madera en acabado mate, brillante, texturizado o cepillado: el cielo es el límite. Muchas otras acciones que se realizan comúnmente al diseñar un producto también están automatizadas en las amplias funciones del software. También es útil que el software CAD comúnmente permita a los diseñadores ver todas las piezas en movimiento, simulando cómo funcionarán (o no funcionarán) cuando se construyan y ensamblen.

Una vez que se completa un conjunto de planos CAD en 3D, el siguiente paso en el proceso de creación de prototipos frecuentemente implica el uso de alguna tecnología especial que se está volviendo cada vez más popular entre los innovadores, tanto por su velocidad como por su precisión. En la página siguiente, veremos más de cerca estas máquinas y veremos cómo podrían afectar el paso de un producto por el proceso de creación de prototipos.

Desarrollo de prototipos

Existe una gran variedad de métodos que ahora se pueden utilizar para sacar su producto de los planos y llevarlo a sus manos. Siempre que no esté planeando métodos que requieren mucho tiempo, como construir el producto desde cero, probablemente recurrirá al mundo de la creación rápida de prototipos en busca de una solución.

La creación rápida de prototipos surgió por primera vez a finales de los años 1980 en forma de estereolitografía . La palabra puede parecer complicada, pero la idea es ingeniosamente simple. Lo que no es tan sencillo es determinar el nombre exacto de este grupo de tecnologías. La creación rápida de prototipos es en realidad sólo una categoría dentro de una gama más amplia de aplicaciones. Las máquinas que pueden producir modelos tridimensionales de nuevos conceptos de diseño también tienen otros usos. Estos podrían incluir la creación de múltiples modelos de un producto para pruebas y refinamiento en el mercado, así como para producción personalizada o de tiradas cortas. Debido a la diversidad de tecnologías, productos y usos de esos productos, no existe una estructura terminológica global única.

Sin embargo, si examinamos el campo detenidamente, veremos que lo que todas estas tecnologías tienen en común es que crean algo añadiendo sustrato, no quitándolo. Entonces, un término general básico podría ser fabricación aditiva . Más allá de su manifestación más temprana como estereolitografía, otros términos utilizados a lo largo de los años incluyen fabricación sólida de forma libre , fabricación automatizada , tecnologías rápidas , fabricación en capas , fabricación digital , impresión 3D ... es una gran lista, y hay aún más candidatos por ahí.

A pesar de las variaciones de nombre, lo que todas estas máquinas tienen en común es que unen capas extremadamente finas de material en cada creación tridimensional, capa por capa, hasta tener un prototipo terminado y listo para funcionar. Los dos componentes clave de este sistema son el sustrato que forma las capas y el método que se utiliza para hacer que se adhieran entre sí.

Algunos campos de la fabricación aditiva incluyen:

• Estereolitografía : un rayo láser realiza un recorrido con un patrón sobre la superficie de una tina de resina de fotopolímero líquido. La resina se endurece cuando el láser impacta y el objeto se baja ligeramente para que el láser, generalmente UV, haga otra pasada.

• Sinterización selectiva por láser : este sistema también utiliza un láser, pero funciona fundiendo capas de polvo termoplástico y otros materiales como polímeros.

• Fabricación de objetos laminados : en este método, las láminas de material se enrollan, se cortan en la forma deseada con láser y se adhieren a la capa inferior.

• Impresión 3D : un cabezal de inyección de tinta aplica adhesivo líquido a capas de polvo.

• Fusión por haz de electrones : este método puede fabricar y reparar piezas metálicas densas mediante el uso de un haz de electrones (más potente que un láser) para fundir capas de polvo metálico como piezas de acero, titanio y cromo cobalto.

• Modelado por deposición fundida : hebras de filamentos o gránulos de plástico se calientan mientras pasan a través de una boquilla y se funden en su lugar, donde se endurecen y se adhieren.

Dependiendo del procedimiento utilizado, puede ser necesario soporte para salientes o socavados en el diseño de una pieza. Si es necesario, esto se puede lograr mediante diseño manual o mediante técnica automática, y cualquier estructura de soporte generalmente se cepilla, disuelve o funde después. Otros pasos de posproducción pueden incluir curar (u hornear) un prototipo con luz intensa y aplicar un acabado o un endurecedor.

A pesar de los beneficios de la creación rápida de prototipos, existen algunos inconvenientes. Si bien no se necesitan semanas y meses para construir un prototipo, aún se necesita una cantidad considerable de tiempo para colocar todas esas pequeñas capas. Esperar horas, incluso unos días, para obtener prototipos es la norma. El proceso y el equipo también pueden ser muy costosos, y los modelos más grandes cuestan varios cientos de miles de dólares. Sin embargo, hay disponibles muchas máquinas más pequeñas y asequibles, y algunas empresas cobran por hora por crear prototipos con especificaciones enviadas por los diseñadores.

Ahora que tenemos nuestro prototipo, ¿qué se supone que debemos hacer con él?

Pruebas de prototipos

Entonces, ¿qué tienen los prototipos que los hacen tan críticos para el desarrollo de productos? Dado que los prototipos son, por definición, los primeros de su tipo, se utilizan en el diseño de productos para realizar pruebas, pruebas y más pruebas. Tomémonos un minuto para descubrir cómo funciona generalmente la prueba de un prototipo y los beneficios de tomarse el tiempo para hacerlo.

El mayor beneficio probablemente sea el resultado final. Los prototipos se pueden probar para detectar aspectos como defectos de diseño y facilidad de uso, dos cosas que son fundamentales para que su producto sea un éxito. Debe asegurarse de que todo funcione como debería y de que sus clientes también puedan descubrir cómo hacerlo funcionar.

Una de las razones de esto es que el tiempo es un factor muy importante en el desarrollo de productos. La gran idea de un diseñador también podría estar cocinándose en la cabeza de un competidor en el mismo momento. Tener el primer producto que llega al mercado tiene una serie de beneficios, siempre que sea un buen producto. Los consumidores pagarán más por él, desarrollarán una mayor lealtad a su marca y usted ganará mucho más dinero. Esta es otra forma en que la creación rápida de prototipos puede suponer un gran impulso: el tiempo que ahorra en el proceso de creación de prototipos realmente puede acelerar el cronograma de desarrollo de su producto.

Otra cosa a tener en cuenta acerca de los prototipos es que también pueden ser útiles si desea comenzar a presentar su idea a inversores, directivos de nivel superior y otras partes interesadas antes de tener un producto terminado. Tener a mano un prototipo que funcione realmente puede ser mucho más persuasivo que algo escrito en una hoja de papel.

Las pruebas de seguridad también son importantes. Desea asegurarse de que el producto no sea intrínsecamente peligroso o peligroso si se usa incorrectamente. Si existe algún riesgo asociado con el producto, debe determinar qué tan altas son las probabilidades y qué tan grave sería el resultado. ¿Se puede evitar o disminuir el riesgo? ¿Con qué advertencias necesitarás etiquetar el producto? ¿Las advertencias e instrucciones deben ser accesibles para usuarios de distintos niveles e idiomas? Toda esta es información que puedes aprender estudiando tu prototipo, tu plan de negocio y el mercado. Antes de que su producto se dirija a la línea de montaje, es fundamental saber que todo se desarrollará sin problemas. Si se encuentra en los Estados Unidos, es importante visitar el sitio web de la Comisión de Seguridad de Productos de Consumo de los Estados Unidos para conocer las pautas y regulaciones aplicables. Si no estás en los Estados Unidos, no te preocupes: probablemente tengas algo similar donde vives y no debería ser demasiado difícil de encontrar.

Una vez que el prototipo ha demostrado su eficacia, se envía a la línea de montaje para su producción. Consulte la página siguiente para obtener muchos más enlaces, como los de páginas útiles sobre la protección legal de su nuevo producto.

Mucha más información

Fuentes

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