Edwin Robledo
Elevate your design and manufacturing processes with Autodesk Fusion
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プロトタイプ（設計情報も含めた 3D モデル）の作成とはどのようなことですか？なぜそれが必要なのですか？始めるにはどうすればよいですか？この記事では、このような質問にお答えしていきます。
新製品を設計すると決めたら、市場に製品を投入するメリットとデメリットを考慮する必要があります。製品の開発に踏み切るのは、新製品がビジネスにとってプラスになると判断した場合のみです。
3D モデリング後の製品開発プロセスにおける最初のステップは、プロトタイプを作成することです。プロトタイプの作成は、最終製品の外観と、製品のパフォーマンスを向上させるために必要な変更を決定する上で重要な役割を果たします。プロトタイプの作成と製品開発の効率化について、詳しく見ていきましょう。
プロトタイプの作成とはどのようなことですか？
製品開発者が最終設計の製造に取りかかる前に、プロトタイプと呼ばれる3D による設計モデルを作成します。プロトタイプは、設計する製品の種類に応じて、PCB モックアップからより大きな製品の 3D プリントのためのものまでさまざまですが、どれもただの立体を作成するわけではなく、設計情報を含めたモデルを作成します。
簡単に言うと、プロトタイプの作成とは、最終製品の初期モデルまたは予備モデルを作成することです。これにより、製品開発者は最終製品の外観を確認し、機能を試験することができます。
なぜプロトタイプの作成が必要なのですか？
最終的に優れた製品をリリースするには、プロトタイプの作成が不可欠です。コストを削減でき、製品開発者や設計者が製品を改善するために無駄な試行錯誤をして時間や労力を浪費するのを防ぐことができます。
プロトタイプの作成は、開発者が製品の初期設計を作成するのに役立ち、最終設計の機能を試験するために使用できます。たとえば、製品開発者は 3D プリンタを使用してプロトタイプを作成し、機能を確認できます。そうすることで形状的な不具合を明らかにし、修正できます。
さらに、プロトタイプの作成により、設計者は機能の異なる複数の予備モデルを作成できます。数多くのプロトタイプを作成して試験し、要件に対して最適なものを選択できます。このように、最終製品を作ったり変更に対応するために費やしていたはずのコストを節約できます。
最終製品の改善にかかるはずだったコストを節約できるだけでなく、プロトタイプを使ってアイデアを形にすることができます。最終製品の 3D モデルがあれば、ビジョンをよりわかりやすく伝えて、最終製品の説明に費やす時間を節約できます。
また、スタートアップ企業等の製品開発者が投資家に資金提供を依頼したり、初期設計をクライアントや幅広い社内チームに対してデザインレビューを行う際にも役立ちます。最終製品の 3D モデルを使用して、製品の外観や機能を示すことで、先に進むための賛同や承認を得られます。
製品開発者は、プロトタイプを使用して消費者からインサイトを得ることもできます。これにより、早い段階で貴重なフィードバックが得られ、設計や機能の改善に取り組むことができます。また、製品の市場価格を高めるのにも役立つ場合があります。
プロトタイプを作成する場合、どのような手順が最適ですか？
プロトタイプの作成には、数日から数ヵ月かかる場合があります。設計する製品によってさまざまです。設計、詳細、プロトタイプの作成方法、チームの規模によって異なります。プロセスをスムーズに進めるには、プロトタイプの作成に習熟している経験豊富なメンバーがチームにいると、より強力です。プロトタイプの作成は決して簡単な仕事ではなく、さまざまな役割をこなせる人を必要とします。理想的には、3D モデリング、3D プリント、シミュレーションなどをそれぞれ理解しているメンバーがいるとよいでしょう。
そしてまずは、製品のプロトタイプを作成する予算を組まなくてはなりません。そうすれば、最終製品のサンプルを作成する際に予算オーバーを防ぐことができます。予算を念頭に置くことで、リソースを慎重に使用できます。
チームの全員が、プロトタイプの作成プロセス全体に精通している必要があります。製品のプロトタイプを作成する目的も把握していなくてはなりません。次に、プロセス全体を合理化するためにチームの行動計画を立てる必要があります。
顧客の好みに合った機能を製品に取り入れなくてはなりません。また、製品のプロトタイプを設計する際には、消費者を念頭に置く必要があります。エンドユーザーを念頭に置くことで、顧客のニーズに合った最適なプロトタイプを開発できます。
チームは、製品のプロトタイプの作成プロセスをスムーズに進められるように、使用するリソースとツールについて理解しておく必要があります。後で製品の試験や改善に時間を使えるように、効率的に作業して時間を節約しなくてはなりません。設計者や技術者がプロトタイプを何度も試し、目指す結果を達成するまで再設計を繰り返すことで、最適なプロトタイプが実現します。
プロトタイプを試す際には、協力会社、見込み顧客、投資家、その他の専門家など、製品の改善を支援してくれるさまざまな人に協力を依頼できます。そのような協力者のフィードバックを通じて、プロトタイプに適切な変更を加え、最適な最終製品を設計できます。
また、プロトタイプの作成工程の手順をすべて記録しておくと役立ちます。あらゆる段階で、プロトタイプの作成記録を残さなくてはなりません。設計、改善、フィードバック、パフォーマンス インジケータなど、すべてを記録します。そうすれば将来、別の製品の別のプロトタイプを作成する際に、作業時間を節約できます。また、以前の反復検討の状態に戻す必要がある場合でも、記録があれば負担を軽減できます。
初めてプロトタイプを作る場合、コストはどれくらいかかりますか？
プロトタイプのコストは、選択したプロトタイプの方法や使用する材料によって異なります。3D プリントは、金属以外であれば材料費を安く抑えることができるので、プロトタイプのコストをかなり節約できます。 また、コストは製品の機能や複雑さによっても異なります。たとえば、複数の加工コストが高くなる形状の部品を含む設計の場合、プロトタイプのコストが高くつくことがあります。
コストを節約するために金属以外の 3D プリントを選択した場合でも、選択した材料によっては予算に影響を与えます。たとえば、樹脂の種類によっては、その物理的な外観や特性のために、他の樹脂よりもコストが高くなるものもあります。予算が決まっている場合は、プロトタイプの作成には安価な種類の樹脂を選ぶとよいでしょう。
製品の機能と設計を改善するために、改良したプロトタイプの複製を複数作成すると、全体的なコストがかさみます。プロトタイプを作成する際は、このような追加のコストを考慮する必要があります。
もっと簡単に言えば、プロトタイプを投資と捉えることです。プロトタイプの作成に費やすコストは、最終製品の改善に役立ちます。最終的に、検証済みの製品が市場に投入されるため、潜在的な利益を最大限に増やすことができます。
製品開発プロセスの最初のステップは、3D モデリングです。プロトタイプをさらに簡単に作成するには、CAD、CAM、CAE、PCB など、すべての機能を搭載したツールを選択することが重要です。そうすれば、チームはプロセス全体を通してコラボレーションを行うことができます。Fusion 360 が、あらゆる規模の設計およびエンジニアリング チームにとって理想的な選択である理由をご覧ください。