Prototype maken: Essentieel voor productontwikkeling

Waarom is een prototype belangrijk?

Een prototype maken is een belangrijke stap in de ontwikkeling van een product.

Het helpt je om:

• Ontwerpen te testen: Je kunt controleren of je product functioneert zoals verwacht.
• Feedback te verzamelen: Laat teamleden, klanten of leveranciers feedback geven.
• Risico’s te minimaliseren: Voorkom dure fouten tijdens de massaproductie.

Wist je dat? Bedrijven die prototypes gebruiken, kunnen hun productiekosten tot wel 30% verlagen door vroegtijdig fouten op te sporen.

Voorbeeld: Stel je voor dat je bezig bent met een nieuwe kunststof behuizing voor een elektronisch apparaat. Door het eerst als prototype te 3D-printen, ontdek je bijvoorbeeld dat het te weinig ruimte biedt voor interne componenten. Dit bespaart je duizenden euro’s aan productieaanpassingen achteraf.

Wat houdt prototyping in?

Prototyping betekent dat je een vroege versie van een product maakt. Dit model geeft je de kans om het ontwerp, de functionaliteit en de mogelijkheden voor massaproductie te testen.

Een prototype biedt:

• Visuele duidelijkheid: Het maakt een abstract idee tastbaar.
• Communicatiehulp: Je kunt jouw visie beter overbrengen aan belanghebbenden.
• Testmogelijkheid: Ontdek snel wat werkt en wat verbeterd moet worden.

Weetje: Een goed prototype maken kan de doorlooptijd van een product halveren, omdat je vroeg problemen aanpakt.

Welke prototyping technieken zijn er?

Bij kunststofproducten voor spuitgieten wordt vaak gebruikgemaakt van 3D-printen. Hiermee zet je een concept om in een tastbaar prototype. Dit helpt om het ontwerp te testen en aan te passen voordat het in productie gaat. Er zijn verschillende technieken, elk met hun eigen voordelen:

SLS Prototyping (Selective Laser Sintering)

• Hoe werkt het?: Een laser smelt polymeerpoeder laag voor laag samen.
• Voordelen: Hoge nauwkeurigheid en sterke mechanische eigenschappen.
• Geschikt voor: Functionele onderdelen en complexe vormen.

Wist je dat? SLS wordt veel gebruikt in de luchtvaartindustrie vanwege de sterke, nauwkeurige onderdelen.

FDM Prototyping (Fused Deposition Modeling)

• Hoe werkt het?: Thermoplastische materialen worden laag voor laag gesmolten.
• Voordelen: Betaalbare en duurzame materialen, ideaal voor snelle prototypes.
• Geschikt voor: Grovere prototypes waarbij snelheid en kosten belangrijk zijn.

Feit: FDM is wereldwijd de meest gebruikte 3D-printtechniek vanwege de kostenbesparing.

SLA Prototyping (Stereolithografie)

• Hoe werkt het?: Een UV-laser hardt vloeibare hars laag voor laag uit.
• Voordelen: Zeer gladde afwerking en hoge precisie.
• Geschikt voor: Esthetische prototypes waar detail belangrijk is, zoals behuizingen.

Wat moet je vooraf weten?

Voordat je aan de slag gaat met een prototype maken, zijn er een paar zaken die je in gedachten moet houden:

1. De juiste methode kiezen: Elke techniek heeft zijn sterke en zwakke punten. Kies de techniek die het beste past bij je product en doelstellingen.
2. Het doel van je prototype bepalen: Wil je de functionaliteit testen of juist de vorm valideren? Dit bepaalt welke techniek je gebruikt.
3. Itereren is essentieel: Een prototype is zelden perfect in één keer. Plan meerdere iteraties om je ontwerp te optimaliseren.
4. Kosten overwegen: Prototyping kan kosten besparen op de lange termijn, maar zorg dat je een realistische schatting maakt van de kosten per techniek. CNC-frezen en vacuümgieten zijn vaak duurder, maar kunnen waardevol zijn voor functionele prototypes die dicht bij het uiteindelijke product liggen.

Veelgestelde vragen en klantbezwaren

Hier beantwoorden we enkele veelvoorkomende vragen en zorgen die klanten hebben over een prototype maken.

Wat zijn de kosten van een prototype maken?

De kosten van een prototype maken hangen sterk af van de gekozen techniek, het ontwerp en de materialen. Hieronder vind je een realistische schatting van de kosten per techniek:

Kosten per techniek voor prototype maken:

FDM 3D-printen: Een van de meest betaalbare technieken, geschikt voor snelle en eenvoudige prototypes. De kosten liggen tussen €5 en €20 per stuk, afhankelijk van de complexiteit en de grootte

SLA en SLS 3D-printen: Voor meer gedetailleerde prototypes met een hogere nauwkeurigheid, variëren de kosten tussen €15 en €50 per stuk. Dit maakt deze technieken ideaal voor visuele en functionele tests met meer verfijning.

CNC-frezen: Voor functionele prototypes van hogere precisie, variëren de kosten van €30 tot €100 per stuk. CNC-frezen is bijzonder geschikt voor mechanisch robuuste prototypes, vaak in metaal of hoogwaardige kunststoffen.

Vacuümgieten: Deze techniek is ideaal voor kleine series van functionele prototypes. De kosten variëren van €30 tot €100 per stuk, afhankelijk van het materiaal en de complexiteit van de mal.

Voorbeeld:
We hebben samengewerkt met een klant die een klein product in massaproductie wilde brengen. Door te kiezen voor vacuümgieten, konden ze snel 50 functionele prototypes produceren tegen een prijs van ongeveer €40 per stuk. Dit was een veel voordeligere optie dan meteen voor spuitgieten kiezen. Ze konden het ontwerp uitgebreid testen en verfijnen zonder direct hoge productiekosten.

Met deze prijzen is prototyping toegankelijk en betaalbaar, vooral wanneer het helpt om kostbare fouten in latere productiefases te voorkomen.

Hoe nauwkeurig is een 3D-geprint prototype?

De nauwkeurigheid van een 3D-geprint prototype hangt af van de gebruikte techniek en het materiaal. Hier is een overzicht van de precisie per techniek:

• FDM (Fused Deposition Modeling): FDM is minder nauwkeurig dan andere methoden vanwege de laagdikte die zichtbaar kan zijn op het prototype. Het is echter een uitstekende keuze voor snelle, functionele prototypes. De nauwkeurigheid ligt meestal tussen 0,1 en 0,3 mm, afhankelijk van het ontwerp.

• SLA (Stereolithografie): SLA biedt een veel hogere nauwkeurigheid, met een resolutie van 0,05 tot 0,1 mm. Het is ideaal voor onderdelen met fijne details en een gladde afwerking, perfect voor visuele prototypes of onderdelen waar uiterlijke details van groot belang zijn.

• SLS (Selective Laser Sintering): SLS biedt vergelijkbare precisie als SLA, met een nauwkeurigheid van 0,1 tot 0,2 mm, maar is vooral geschikt voor functionele onderdelen met complexe geometrieën. De prototypes zijn vaak sterk en duurzaam, wat ze perfect maakt voor mechanische tests.

Praktische toepassing prototype maken:
Als je een prototype nodig hebt voor visuele evaluatie of als marketingmodel, zijn SLA en SLS uitstekende keuzes vanwege hun hoge precisie en afwerking. FDM is daarentegen een goede keuze voor functionele prototypes die snel en betaalbaar moeten worden geproduceerd.

Voorbeeld: We werkten met een klant die een nieuw behuizingsontwerp wilde testen. Door te kiezen voor SLA konden ze binnen enkele dagen een gedetailleerd prototype met een gladde afwerking presenteren aan hun stakeholders. Hierdoor kregen ze waardevolle feedback op zowel het ontwerp als de functionaliteit van het product, zonder dure aanpassingen in latere fases.

Kan ik een prototype gebruiken voor functionele tests?

Ja, dat kan! Veel 3D-printtechnieken zijn zeer geschikt voor het maken van functionele prototypes die je kunt testen in echte omstandigheden. Hier zijn enkele van de beste technieken voor functionele tests:

• SLS (Selective Laser Sintering): SLS is ideaal voor het maken van functionele onderdelen die sterk en duurzaam moeten zijn. De geprinte onderdelen zijn mechanisch robuust en bestand tegen slijtage, waardoor ze goed te testen zijn in realistische scenario’s. Denk aan onderdelen zoals tandwielen of behuizingen die veel mechanische belasting kunnen weerstaan.

• MJF (Multi Jet Fusion): Net als SLS produceert MJF sterke, functionele onderdelen, vaak gemaakt van materialen zoals nylon. MJF biedt een hoge mate van detail en functionaliteit, waardoor je het prototype kunt testen op prestaties, duurzaamheid en mechanische eigenschappen.

• CNC-frezen: CNC gefreesde prototypes, vooral wanneer ze gemaakt zijn van metaal of hoogwaardige kunststoffen, zijn ook uitstekend geschikt voor functionele tests. Deze methode is vaak robuuster dan 3D-printen en kan worden gebruikt voor onderdelen die zware belasting of extreme omstandigheden moeten doorstaan.

Praktische toepassing prototype maken:
Als je een prototype nodig hebt voor functionele tests, zoals mechanische belasting of temperatuurschommelingen, zijn SLS en MJF goede keuzes. Deze technieken leveren stevige onderdelen die je in realistische omstandigheden kunt testen.

Voorbeeld: Een klant van ons wilde een mechanisch onderdeel testen dat in een zware industriële omgeving zou worden gebruikt. Door te kiezen voor SLS, konden ze een prototype maken dat bestand was tegen de verwachte belasting en het kon gebruiken om de duurzaamheid in hun machines te testen. Zo wisten ze zeker dat het eindproduct voldeed aan hun eisen voordat ze het in massaproductie lieten maken.

Hoe lang duurt het om een prototype te maken?

De tijd die nodig is om een prototype te maken, hangt af van de gekozen techniek, de complexiteit van het ontwerp en de benodigde nabewerking. Hier is een overzicht van de gemiddelde productietijden per techniek:

• FDM 3D-printen: Dit is een van de snelste technieken. Eenvoudige FDM-prototypes kunnen vaak binnen 1 tot 2 dagen worden geproduceerd. Dit maakt FDM ideaal voor snelle iteraties en eenvoudige prototypes.

• SLA en SLS 3D-printen: Deze technieken nemen iets meer tijd vanwege de hogere nauwkeurigheid en benodigde nabewerking. Reken op een doorlooptijd van 2 tot 5 dagen voor het voltooien van een prototype maken, afhankelijk van de grootte en details van het ontwerp.

• CNC-frezen: CNC-prototypes kunnen complexer zijn om te produceren, vooral als ze uit metaal of hoogwaardige kunststoffen bestaan. Afhankelijk van de complexiteit van het ontwerp en de gewenste afwerking, kan CNC-frezen 3 tot 7 dagen in beslag nemen.

• Vacuümgieten: De totale tijd voor vacuümgieten bestaat uit het maken van een mal en het gieten van de prototypes. Dit proces duurt doorgaans 5 tot 10 dagen, afhankelijk van de complexiteit van het malontwerp en het aantal onderdelen dat wordt geproduceerd.

Praktische toepassing:
Als je een snelle iteratie of een eenvoudig prototype nodig hebt, is FDM 3D-printen de snelste optie. Voor complexere en gedetailleerde prototypes kun je rekenen op een iets langere doorlooptijd, vooral bij SLA, SLS of CNC-frezen.

Voorbeeld: Een klant had snel een functioneel prototype nodig voor een pitch. Door gebruik te maken van FDM-printen hadden ze binnen 48 uur een werkend model in handen, wat hen de tijd gaf om hun presentatie verder te perfectioneren en hun stakeholders te overtuigen.

Kan een prototype direct worden omgezet in een productiemodel?

Niet altijd, maar in veel gevallen kan een prototype maken als basis dienen voor het uiteindelijke productiemodel, hoewel er vaak nog enkele aanpassingen nodig zijn. Dit hangt af van de techniek waarmee het prototype is gemaakt en de vereisten voor massaproductie.

Waar moet je op letten bij het omzetten van een prototype naar een productiemodel?

• Materiaalverschillen: Prototypes worden vaak gemaakt met materialen die geschikt zijn voor 3D-printen of CNC-frezen, maar voor massaproductie zoals spuitgieten kunnen andere materialen nodig zijn. Dit kan invloed hebben op de mechanische eigenschappen of afwerking van het product.

• Productietechnieken: 3D-printen en CNC-frezen zijn geschikt voor prototyping, maar spuitgieten is gebruikelijker voor massaproductie. De overgang van een geprint of gefreesd prototype naar een spuitgietmodel vereist vaak ontwerpaanpassingen, zoals het toevoegen van trekhoeken of het aanpassen van wanddiktes om het productieproces efficiënter te maken.

• Toleranties en afmetingen: Een prototype maken kan afwijken in termen van nauwkeurigheid en tolerantie. Voor massaproductie moeten vaak strakkere toleranties worden gehanteerd om consistente productkwaliteit te garanderen. Dit betekent dat het ontwerp mogelijk moet worden aangepast voor productie op grote schaal.

Voorbeeld:
Een klant ontwikkelde een kunststof onderdeel met behulp van SLS 3D-printen. Het prototype werd gebruikt om het ontwerp te valideren en de functionaliteit te testen. Toen ze klaar waren voor massaproductie, werden kleine aanpassingen gemaakt om het ontwerp geschikt te maken voor spuitgieten, zoals het verbeteren van de trekhoeken en het aanpassen van de wanddikte. Hierdoor konden ze zonder problemen overgaan naar massaproductie.

Kan ik prototypingtechnieken gebruiken om al een kleine serie te produceren om de markt te verkennen?

Ja, prototypingtechnieken zijn uitstekend geschikt voor het produceren van kleine series, ook wel low-volume production genoemd. Dit biedt een geweldige manier om de markt te verkennen zonder meteen te investeren in dure massaproductie. Veel bedrijven gebruiken prototypingmethoden om kleine oplages te produceren die gebruikt kunnen worden voor klantfeedback, testmarkten of zelfs beperkte product lanceringen.

Maar als ik een prototype gebruik voor een eerste opstartserie, is mijn kostprijs per stuk te hoog!

Het is waar dat de kosten per stuk in kleine series meestal hoger zijn dan in massaproductie, vooral als je gebruikmaakt van prototypingtechnieken zoals 3D-printen of vacuümgieten. Toch biedt dit in de beginfase vaak meer voordelen dan nadelen.

Waarom zijn de kosten per stuk hoger?

• Geen schaalvoordelen: In massaproductie verlaag je de kosten door grote aantallen tegelijk te produceren, maar bij kleine series profiteer je niet van die schaalvoordelen.
• Opstartkosten voor prototypes: Het maken van mallen of het opzetten van een CNC-freesmachine kan relatief kostbaar zijn voor slechts een klein aantal producten.
• Gebruik van duurdere technieken: Prototypingmethoden zoals 3D-printen en CNC-frezen zijn sneller en flexibeler, maar hebben hogere kosten per onderdeel dan spuitgieten bij grote volumes.

Voordelen van een kleine serie ondanks de hogere kosten:

• Lagere initiële investering: Hoewel de kosten per stuk hoger zijn, zijn de totale opstartkosten voor een kleine serie aanzienlijk lager dan de investering in massaproductie. Je vermijdt de hoge kosten van stalen spuitgietmatrijzen, die duizenden euro’s kunnen kosten.
  
• Test de markt met minder risico: Door kleine series te produceren, kun je het product testen in de markt voordat je grote hoeveelheden produceert. Dit verkleint het risico van onverkochte voorraad of designfouten die moeilijk te herstellen zijn in een later stadium.
  
• Snelle aanpassingen: Als je na de eerste serie merkt dat je product nog verbeterd moet worden, kun je snel aanpassingen maken zonder grote financiële verliezen. Dit is een stuk lastiger en duurder als je al in massaproductie zit.
  
• Flexibiliteit in materiaalkeuze: Met technieken zoals vacuümgieten of 3D-printen kun je verschillende materialen testen zonder meteen vast te zitten aan de beperkingen van één specifieke materiaalsoort die in massaproductie wordt gebruikt.

Hoe kun je de kosten toch beheersbaar maken?

• Kies de juiste techniek voor het juiste aantal: Voor een kleine opstartserie kun je technieken zoals vacuümgieten of low-volume spuitgieten gebruiken om de productiekosten per stuk te verlagen zonder direct naar massaproductie te gaan.
• Optimaliseer je ontwerp voor productie: Door vanaf het begin na te denken over hoe je ontwerp schaalbaar is, kun je prototypes maken die later makkelijker omgezet kunnen worden in massaproductie, waardoor je kosten per stuk uiteindelijk dalen.
  
  Voorbeeld:
  Een klant had een hoger kostprijs per stuk bij hun eerste serie van 100 producten via vacuümgieten. Hoewel de kosten per stuk hoger waren dan massaproductie, konden ze het product testen bij hun doelgroep zonder de grote financiële verplichtingen van massaproductie. Na positieve feedback en enkele kleine aanpassingen gingen ze later over op spuitgieten, wat uiteindelijk hun kosten per stuk verlaagde.

Besef het volgende: Besparen door te investeren in de opstartfase!
Hoewel de kosten per stuk in een eerste opstartserie hoger zijn, wegen de voordelen van flexibiliteit, lagere opstartkosten, en het verkennen van de markt zonder groot risico vaak op tegen de nadelen. Door slim te kiezen voor de juiste technieken en kleine oplages te gebruiken om de markt te testen, kun je later eenvoudiger overschakelen naar massaproductie tegen lagere kosten.

Conclusie

Prototype maken is een onmisbare stap in productontwikkeling. Het helpt je fouten vroegtijdig op te sporen, waardevolle feedback te verzamelen en risico’s te verminderen. Door de juiste techniek en strategie te kiezen, ontwikkel je een product dat perfect aansluit bij de wensen van je klant.

Wil je weten wat het kost om jouw product te ontwikkelen? Bereken het binnen 2 minuten gratis en vrijblijvend!

Bereken je prijs nu, matrijzenbouw en kunststof spuitgieten die jou kunnen helpen om jouw ideeën tot leven te brengen. Neem contact met ons op om te ontdekken hoe we jou kunnen ondersteunen in jouw volgende spuitgietproject!