Prototypes fonctionnels: Tout ce qu'il faut savoir
Les fabricants lancent de nombreux produits sur le marché, mais tous ne sont pas couronnés de succès. Un pourcentage élevé de produits finit par échouer parce qu'ils n'ont jamais été testés avant d'être lancés sur le marché.
C'est pourquoi la création d'un prototype fonctionnel est indispensable avant le lancement de la production finale, et vous le découvrirez en détail ci-dessous. Lisez donc.
Qu'est-ce qu'un prototype fonctionnel ?
Un prototype fonctionnel est un modèle de travail de votre produit qui propose d'imiter les fonctions de base exécutées par le produit. Vous pouvez examiner en détail les principales caractéristiques du prototype et comprendre le fonctionnement de votre produit réel.
Grâce à un prototype fonctionnel, vous pouvez présenter le concept sous la forme d'un échantillon opérationnel et vous pouvez facilement le tester et identifier les points à améliorer.
Elle vous permet de valider le produit avant de passer à la production de masse et contribue à réduire les coûts, le temps et les ressources.
Avantages de l'utilisation de prototypes fonctionnels
Un prototype fonctionnel présente plusieurs avantages, dont certains sont décrits ci-dessous :
- Les prototypes fonctionnels permettent aux utilisateurs de tester le produit et, grâce à leur expérience personnelle, de faire part de leurs commentaires.
- S'il y a des défauts dans la conception, ils peuvent être identifiés rapidement, ce qui permet de réduire les coûts qui pourraient être encourus si le produit était fabriqué sans avoir été testé.
- Lorsque les prototypes sont examinés à un stade précoce du processus de développement, les problèmes sont également corrigés à temps et le temps nécessaire à la mise sur le marché du produit est également réduit.
- Les prototypes fonctionnels permettent d'aborder les problèmes à un stade précoce. Cela permet de rectifier les erreurs à temps plutôt qu'à un stade avancé du développement, ce qui contribue à réduire les coûts.
- Les prototypes fonctionnels sont un moyen d'interagir avec les parties prenantes. Ils leur permettent de comprendre très clairement le concept du produit, sa conception et ses fonctions.
Types de prototypes de fonction
Les trois différents types de prototypes fonctionnels sont les suivants :
Prototype de faisabilité
Un prototype de faisabilité est un prototype initial créé pour vérifier si le concept est réalisable ou non. L'objectif principal d'un prototype de faisabilité est d'aborder les aspects fonctionnels d'un produit, en laissant de côté la conception et l'esthétique.
Les conditions critiques de la faisabilité des prototypes comprennent l'évaluation des performances, les limites de la technologie et la disponibilité des ressources. Il s'agit d'une version de base du produit qui permet d'évaluer les fonctions avant de procéder à d'autres investissements.
Prototype utilisateur haute fidélité
Il s'agit d'un prototype avancé qui est très proche de la conception finale du produit. Il offre un produit final entièrement interactif qui peut permettre aux utilisateurs de le tester en détail et de partager leurs commentaires.
Les prototypes utilisateur haute-fidélité offrent des éléments visuels et une interaction détaillée qui représentent la performance réelle du produit. Ces prototypes visent à valider le choix de la conception, à aider à identifier les problèmes potentiels et à évaluer la satisfaction de l'utilisateur.
Il est identique au produit final et sert également à tester les performances à titre expérimental.
Prototypes de données en direct
Le prototype de données réelles intègre des données réelles dans les systèmes et montre comment le produit fonctionnera dans des applications réelles. Il est surtout utilisé à un stade avancé du développement et permet de valider les aspects techniques et fonctionnels de la conception.
Le prototype peut être connecté au API afin que les développeurs puissent tester ses performances dans le monde réel, dans des conditions variables.
Comment réaliser un prototype fonctionnel
Les étapes de la réalisation d'un prototype fonctionnel sont les suivantes :
- Vous pouvez commencer par effectuer des recherches qui vous permettront de voir si des produits similaires existent dans le secteur et comment ils fonctionnent. Cela vous aidera à déterminer si votre idée est innovante ou non.
- Esquissez d'abord votre concept sur une feuille de papier. Cette esquisse vous aidera à vous faire une idée de la forme de votre idée et vous permettra également d'explorer d'autres options.
- Créer un modèle 3D à l'aide de différents logiciels, qui peuvent avoir des formats multiples, tels que STP, CAD, IGS, etc.
- Vous devrez prendre contact avec les ingénieurs et les développeurs pour la fabrication de prototypes, car elle nécessite des compétences et du matériel.
- Dès que votre prototype est prêt, vous pouvez le tester et l'améliorer si nécessaire.
Méthodes de création de prototypes fonctionnels
Il existe différentes méthodes permettant de créer des prototypes fonctionnels, et certaines d'entre elles sont abordées ici :
Usinage CNC
L'usinage CNC consiste à créer des composants de haute précision qui peuvent être utilisés pour des prototypes de haute précision. Le processus consiste à enlever de la matière de la pièce en fonction de la conception.
Les outils de coupe se déplacent en fonction des conditions de conception et traitent un grand nombre de matériaux différents, notamment les plastiques, les métaux et d'autres types de matériaux.
Impression 3D
Ce processus permet d'obtenir une conception détaillée très rapidement et avec une grande flexibilité. Le processus consiste à déposer le matériau couche par couche et à créer les prototypes. Il convient à la production de faibles volumes et offre une excellente finition de la surface.
Coulée sous vide
Le processus de coulée sous vide permet de créer des composants en plastique à l'aide de moules en silicone. Il s'agit d'une méthode très appropriée pour la fabrication de prototypes, car elle permet de travailler avec de petits lots et offre une excellente surface finie.
Il s'agit d'un processus très rapide et abordable de fabrication d'un prototype fonctionnel.
Quels sont les matériaux utilisés pour créer des prototypes fonctionnels ?
Différents types de matériaux sont utilisés pour créer des prototypes fonctionnels car ils sont polyvalents :
Métaux
Une large gamme de métaux peut être utilisée pour la fabrication de prototypes fonctionnels. Certains de ces métaux couramment utilisés sont les suivants :
- L'aluminium est résistant à la corrosion et léger, ce qui le rend adapté à la création de prototypes de composants mécaniques et structurels.
- L'acier inoxydable est un matériau très solide et résistant à la corrosion. Il est principalement choisi pour sa durabilité pour différents composants.
- Le titane résiste aux températures élevées, est solide et léger ; il est donc largement utilisé dans l'aérospatiale et les prototypes médicaux.
- Le laiton est très facile à usiner et offre une excellente conductivité électrique, ce qui le rend approprié pour les composants électriques.
Plastiques
Il existe différents types de plastiques qui sont également utilisés pour la fabrication de prototypes fonctionnels :
- L'ABS est très couramment utilisé pour la fabrication de composants par usinage CNC et impression 3D. Il est connu pour son excellente flexibilité et sa résistance.
- Le PLA est un plastique qui fonctionne bien dans les applications à faible contrainte et qui est principalement utilisé pour la fabrication de composants biodégradables par impression 3D.
- Le polyéthylène est utilisé dans l'usinage CNC, offrant ténacité et résistance chimique et contribuant à la production de composants résistants à l'usure.
- Le nylon offre une grande durabilité, c'est pourquoi les composants tels que les bagues et les pièces structurelles sont fabriqués par usinage CNC.
Composites
Différents types de composites sont utilisés pour la fabrication de prototypes fonctionnels, comme indiqué ci-dessous :
- La fibre de carbone est un matériau très performant et très léger. Elle est utilisée dans des applications telles que les composants automobiles, sportifs et aérospatiaux.
- La fibre de verre est à la fois légère et résistante, et offre un rapport poids/résistance pour les prototypes fonctionnels.
Défis et considérations pour le prototypage fonctionnel
Le prototypage fonctionnel pose certains problèmes, qui sont décrits ci-dessous :
- Les parties prenantes confondent parfois le prototype fonctionnel avec le produit final, qui ne correspond pas toujours à leurs attentes.
- Si des révisions approfondies sont nécessaires, la découverte de ces problèmes au cours des essais peut entraîner des coûts importants.
- Il est très difficile d'équilibrer la simplicité et la complexité, et c'est crucial en même temps.
Conclusion
Les prototypes fonctionnels jouent un rôle essentiel dans le processus de développement et doivent donc être pris en compte avant la fabrication des pièces finales.
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