Prototipazione rapida:
Tutto quello che c'è da sapere
In un contesto di ideazione di prodotti ingegneristici, un prototipo è una delle fasi integranti della progettazione, soprattutto nella creazione di un nuovo oggetto. Possiamo dire che è una versione preliminare del prodotto finito e viene utilizzato per:
- Valutare il progetto nella totalità;
- Testare la tecnologia utilizzata;
- Analizzare il funzionamento;
- Fornire le specifiche del risultato finale.
Fino a qualche anno fa realizzare un prototipo non era così “semplice” come lo è oggi, perché costruire un campione di un prodotto funzionale e di qualità spesso richiedeva gli stessi processi impiegati per la produzione finale, rendendolo un passaggio costoso e talvolta proibitivo.
La rivoluzione industriale e le successive innovazioni tecnologiche hanno fatto nascere nuovi modi per creare rapidamente una versione di “prova” dell’oggetto pensato, così da velocizzare anche la valutazione del design, della funzionalità e della risposta del consumatore.
Cos’è la protipazione rapida
Il termine “prototipazione rapida” (RP) è abbastanza recente e consiste nell’abbattimento dei costi e dei tempi di creazione di un prototipo rispetto ai metodi tradizionali. Lo scopo è quello di velocizzare – in termini di tempi e costi – la valutazione funzionale e del design di un prodotto o di una parte di esso.
La prototipazione rapida, proprio per la sua natura di velocità ed economicità può essere utilizzata trasversalmente durante il processo di Industrial Design.
Per esempio, nella creazione del concept – quando viene identificato il design del prodotto – la prototipazione rapida è utile per chiarire la forma e le dimensioni che l’oggetto deve avere.
Il risultato di questo passaggio può non rispecchiare fedelmente tutti i requisiti tecnici poiché il campione viene impiegato per soddisfare le aspettative grafico-visive.
Nella fase di progettazione invece, il prototipo deve essere funzionale perché in questo momento del processo il progettista lo utilizza per rispondere a tre domande:
- Il prodotto funziona correttamente?
- Assolve allo scopo per cui è stato creato?
- Soddisfa le aspettative e le esigenze del consumatore?
In sostanza, il risultato della prototipazione rapida non deve necessariamente sembrare un prodotto finito e può variare a seconda della fase di ideazione e creazione di un prodotto e di ciò che il progettista sta cercando di ottenere in quel determinato momento.
La qualità dei test e la decisione relativa alla realizzazione o meno dell’oggetto dipendono da quanto il prototipo riproduce fedelmente il prodotto finito, in termini di funzionamento, design, costi, competitività del settore e risposta del cliente.
Stampa 3D e prototipazione
Fin da quando è stata introdotta la stampa 3D – il processo di produzione additiva in cui un oggetto fisico viene creato da un progetto digitale stampando sottili strati di materiale e fondendoli insieme – il settore manifatturiero ha ottenuto notevoli vantaggi in termini di produttività, efficienza e abbattimento dei costi e dei tempi di produzione.
Grazie alla stampa 3D è possibile rendere la costruzione di un prototipo più facile, rapida e conveniente. Infatti oggi il 3D printing è il principale metodo con cui vengono realizzati prototipi e modelli di prodotto perché i campioni:
- Sono più veloci da realizzare, economici e accurati;
- Hanno un valore di presentazione migliore rispetto ad altri sistemi di prototipazione;
- Possono essere testati più velocemente in condizioni reali.
La prototipazione rapida può essere paragonata alla classica operazione di stampa, anche se è molto più complessa.
Si suddivide in 4 fasi:
- CREAZIONE DEL FILE: il progettista prepara il file attraverso il disegno CAD o la tecnica del reverse engineering;
- GESTIONE DEL FILE: il progettista deve verificare che non ci siano errori nel file, progettare i supporti, orientare gli oggetti nel modo corretto. Inoltre prepara i materiali e layer per la stampa in 3D del prototipo;
- STAMPA DEL PROTOTIPO: in FDM, SLA o SLS a seconda della tecnologia che si decide di utilizzare;
- POST-PRODUZIONE: finitura ed elaborazione del pezzo.
Vantaggi della prototipazione rapida
Lo sviluppo di nuovi prodotti e l’innovazione tecnologica sono due elementi vitali nel successo di un’azienda. Le organizzazioni che vogliono rimanere competitive hanno la necessità di rispondere in maniera attiva e veloce alla domanda del mercato.
Se i consumatori richiedono un nuovo prodotto, l’impresa deve svilupparlo e introdurlo il più velocemente possibile, prima che ci pensi qualcun altro.
In quest’ottica la prototipazione rapida diventa un elemento cruciale nello sviluppo di nuovi prodotti perché consente di:
- Convalidare il progetto o il concept nella fase iniziale: forma, adattamento e funzionalità;
- Verificare il prodotto finito rispetto ai requisiti tecnici e agli obiettivi aziendali;
- Testare le funzionalità in base agli obiettivi che si vogliono raggiungere;
- Finalizzare le specifiche del prodotto;
- Ottenere dei feedback anticipatamente ed eventualmente aggiustare il tiro.
Come abbiamo visto, utilizzare la prototipazione rapida porta una serie di vantaggi dal punto di vista dei tempi e dei costi complessivi nell’intero processo di ideazione e sviluppo di un nuovo prodotto.
Un altro vantaggio è quello di riduzione del rischio: prima dell’introduzione della prototipazione rapida la complessità del processo produttivo di un prototipo era limitante per gli inventori che non avevano la possibilità di realizzare versioni di prova della loro idea perché soggetti a budget molto ristretti. Il rischio di immettere prodotti testati solo in parte o soggetti a possibili migliorie era molto elevato.
Adesso man mano che si procede con l’ideazione dell’oggetto, si possono correggere anticipatamente, o meglio prima della fase di commercializzare, alcune parti del progetto per renderlo più funzionale o funzionante. In questo modo il rischio di creare prodotti che sul mercato potrebbero essere un flop si riduce notevolmente.
Un aspetto interessante della prototipazione rapida è quello del coinvolgimento degli stakeholders in tutte le fasi dell’Industrial Design: dall’ideazione, al design, fino alla realizzazione del prototipo finito.
Durante le nostre consulenze in ambito di progettazione ci confrontiamo e interagiamo con il cliente in ogni momento, rendendolo partecipe di quello che stiamo facendo.