Služby rychlého prototypování: Zrychlete proces uvedení výrobku na trh

Jak rychlé výrobní vzorkování zkracuje dobu uvedení na trh o 40–60 %

Výhoda iterativního ověřování: Eliminace přepracování ve vyspělých fázích

Většina tradičních procesů vývoje produktů má tendenci objevit závažné problémy příliš pozdě, obvykle až během testování nebo dokonce v průběhu samotné výroby. To vede k nákladným úpravám výrobních nástrojů a týdnům frustrujících zpoždění. Rychlé prototypování všechno toto mění tím, že umožňuje týmům ověřit své nápady mnohem dříve. Namísto čekání na týdny mohou návrháři skutečně postavit a otestovat funkční modely již během několika dnů a získat tak autentickou zpětnou vazbu od uživatelů ještě před finálním uzavřením návrhů. Pokud firmy tento iterační přístup zavedou, zachytí přibližně 80 procent potenciálních konstrukčních problémů již ve fázi prototypování místo výroby, kde jejich oprava stojí přibližně o 90 procent více než v případě, že jsou odhaleny dříve. Řešení problémů v rané fázi šetří podnikům stovky tisíc korun (či jiných měn) na úpravách výrobních nástrojů a eliminuje ty otravné zpoždění trvající 6 až 8 týdnů. Výsledkem je hladší celkový vývojový proces, který pomáhá produktům dosáhnout trhu rychleji – o 40 až 60 procent ve srovnání s konvenčními metodami.

Skutečný dopad: Startup v oblasti medicínských technologií zkrátil cyklus podání dokumentace do FDA o 50 %

Pro ty, kdo pracují na lékařských přístrojích, procházení všemi regulačními překážkami trvá obvykle nekonečně dlouho. Společnosti využívající rychlé prototypování však tento celý proces značně zkrátí. Vezměme si například malou společnost vyrábějící monitory srdeční činnosti – podařilo se jí zkrátit dobu přípravy dokumentace pro podání žádosti o schválení u Úřadu pro potraviny a léčiva (FDA) na polovinu. Po každé změně návrhu dokázali vyrobit funkční prototypy během tří dnů. To jim umožnilo testovat bezpečnost a uživatelskou přívětivost svého produktu na dvanácti různých verzích během pouhých třiceti dnů – což by s klasickými výrobními technikami bylo nemožné. Když se během testování již v rané fázi objevily problémy, zjistili nedostatky materiálů, které nesplňovaly požadované normy, dlouho před tím, než někdo zvažoval zahájení klinických studií na lidech. Všechna tato příprava zajistila, že když nakonec vše podali Úřadu pro potraviny a léčiva (FDA), byla jejich dokumentace již pevná a plně připravena k inspekci. A co se stalo? Jejich zařízení bylo schváleno mnohem rychleji než obvykle, čímž získaly výhodu v trhu, kde lékaři skutečně potřebují lepší způsoby monitorování srdeční činnosti svých pacientů.

Klíčové výhody rychlého prototypování nad rámec rychlosti

Včasná detekce nedostatků ještě před výrobou nástrojů — ušetření více než 250 000 USD nákladů na přepracování

Výroba fyzických prototypů pomáhá odhalit konstrukční problémy, které se v počítačových modelech, např. v softwaru pro počítačově podporovaný návrh (CAD), prostě neprojeví. Věci jako místa namáhání, deformace způsobené teplem nebo problémy s pohodlím se stávají zřejmými až tehdy, když produkt skutečně dotkneme a otestujeme ještě před výrobou drahocenných forem. Podle nedávné zprávy Ponemon Institute z roku 2023 oprava problémů v rané fázi prototypování šetří přibližně 90 % nákladů ve srovnání se změnami provedenými až po zahájení výroby, které mohou společnostem způsobit průměrné náklady na přepracování přesahující 250 000 USD. Jako příklad lze uvést tým pracující na lékařském zařízení, který během testování zjistil u své 3D tištěné skříně překážky proudění vzduchu. Kdyby tento problém nebyl včas odhalen, zařízení by úplně selhalo při schvalovacích testech FDA. Tým tak ušetřil přibližně 410 000 USD na změnách nástrojů a zachoval plánovaný časový harmonogram projektu místo šestitýdenního zpoždění.

Zarovnání zainteresovaných stran prostřednictvím nízkopřesných vizuálních prototypů

Levné, hmatatelné prototypy, jako jsou například pěnové modely nebo silikonové makety, pomáhají zajistit shodu všech účastníků, když musí spolu komunikovat inženýři, investoři, lékaři a skuteční uživatelé. Podle některých výzkumů z časopisu MIT Design Management Review z roku 2022 týmy, které do schůzek se zainteresovanými stranami přinášejí fyzické prototypy, snižují nedorozumění týkající se požadavků přibližně o tři čtvrtiny a zrychlují proces schvalování zhruba o 30 procent. Jako příklad lze uvést jednu společnost v oboru spotřební elektroniky, která si ušetřila přibližně 12 týdnů frustrující práce na přepracování pouze díky tomu, že pomocí těchto silikonových prototypů otestovala umístění tlačítek a pohodlí zařízení při držení v ruce. Získání reálné zpětné vazby od lidí, kteří produkt skutečně drželi v rukou, zvýšilo jejich hodnocení tržního úspěchu o ohromných 40 %.

Kromě zrychlení časových plánů tyto výhody snižují rizika vývoje tím, že přeměňují abstraktní požadavky na hmatatelné, testovatelné artefakty – čímž se snižují náklady a zároveň se posiluje připravenost na splnění regulačních požadavků a důvěra trhu.

Přiřazení metod rychlého prototypování k vaší fázi uvedení na trh

Porovnání metod FDM, SLA a SLS: věrnost, materiály a časový rámec od důkazu koncepce (POC) až po předvýrobu

Výběr správného přístupu rychlého prototypování závisí na shodě mezi tím, co daná technologie dokáže, a aktuální fází vývoje produktu. Fused Deposition Modeling, nebo-li zkráceně FDM, umožňuje nejrychlejší výrobu počátečních konceptuálních modelů z levných materiálů jako je PLA. Je skvělý pro ověření, zda si díly správně sedí do sebe v raných fázích vývoje, ale viditelné vrstvy mezi jednotlivými tisky budou na povrchu patrné. Stereolitografie, známá jako SLA, vyrábí díly s úžasnými detaily až na úrovni mikronů pomocí speciálních světlocitlivých pryskyřic. To ji činí ideální pro posouzení vzhledu a vzájemné kompatibility dílů před finalizací návrhu, i když tyto díly vyžadují dodatečnou dobu expozice pod UV světlem po dokončení tisku. Pak existuje Selective Laser Sintering (SLS), která vyrábí pevné díly z nylonu nebo dokonce kovu bez nutnosti podpůrných struktur během tisku. To umožňuje vytvářet velmi složité tvary a provádět reálné zkoušky namáhání ještě před spuštěním výroby, i když tento proces trvá déle kvůli nutnosti kroků slinování.

Rozsah dostupných materiálů závisí na úrovni podrobností, která je vyžadována. Technologie FDM dobře funguje se standardními plastovými materiály pro hrubé prototypy. Tiskárny SLA zpracovávají různé typy pryskyřic, které mohou být pružné, průhledné nebo dokonce bezpečné pro lékařské aplikace. Technologie SLS jde ještě dále a umožňuje zpracování odolných polyamidů a kompozitních materiálů, které skutečně vydrží reálné zátěžové testy. Pokud jde o časové rámce, i zde probíhá postup podobně. Stroje FDM obvykle vyrábí díly během několika hodin – ideální řešení pro rychlé náhledy na nové nápady. SLA trvá déle, obvykle dokončuje tisk přes noc, pokud si designeři přejí něco více dokonalejšího. Tisk metodou SLS trvá několik dní, ale vytváří díly dostatečně pevné pro vážné testování ještě před zahájením výroby. U většiny projektů má smysl na počátku fáze tvůrčího myšlení začít s technologií FDM. Po přechodu k fázi, kdy jsou důležitější podrobnosti, přejděte na SLA a poté na SLS, jakmile se stane kritickým skutečný výkon dílu. Tento přístup pomáhá posunout výrobek jednotlivými fázemi vývoje, aniž by byly plýtvány zdroje na nepotřebné kroky na cestě.