手闆

手闆

驗證産品的工具
通常剛研發或設計完成的産品均需要做手闆,手闆是驗證産品可行性的第一步,是找出設計産品的缺陷、不足、弊端最直接且有效的方式,從而對缺陷進行針對性的改善,直至不能從個别手闆樣中找出不足。至此,通常還需要進行小量的試産進而找出批量裡的不足以改善。設計完成産品一般不能做到很完美,甚至無法使用,直接生産一旦有缺陷将全部報廢,大大浪費人力和物力和時間;而手闆一般情況是少數的樣品,制作周期短,損耗人力物力少,很快地找出産品設計的不足進而改善,為産品定型量産提供充足的依據。
    中文名:手闆 外文名: 所屬品牌: 英文名:plank 拼音:shǒu bǎn

概念

通俗點講,手闆就是在沒有開模具的前提下,根據産品外觀圖紙或結構圖紙先做出的一個或幾個,用來檢查外觀或結構合理性的功能樣闆。手闆在不同的地方亦稱為首闆。

沿革

早期的手闆因為受到各種條件的限制,主要表現在其大部分工作都是用手工完成的,使得做出的手闆工期長而很難嚴格達到外觀和結構圖紙的尺寸要求,因而其檢查外觀或結構合理性的功能也大打折扣。

随着科技的進步,CAD和CAM技術的快速發展,為手闆制造提供了更加好的技術支持,使得手闆的精确成為可能。另一方面,随着社會競争的日益激烈,産品的開發速度日益成為競争的主要矛盾,而手闆制造恰恰能有效地提高産品開發的速度。

正是在這種情況下,手闆制造業便脫穎而出,成為一個相對獨立的行業而蓬勃發展起來。

分類

按制作手段分

手闆按照制作的手段分,可分為手工手闆和數控手闆:

(1)手工手闆:其主要工作量是用手工完成的。

(2)數控手闆:其主要工作量是用數控機床完成的,而根據所用設備的不同,又可分為激光快速成形 (RP, Rapid Prototyping)手闆和加工中心(CNC)手闆。

A: SLA手闆:主要是用激光快速成型技術生産出來的手闆。

B: CNC手闆:主要是用加工中心生産出來的手闆。

RP手闆同CNC手闆相比較各有千秋:

RP手闆的優點主要表現在它的快速性上,但是它主要是通過 堆積技術成型,因而RP手闆一般相對粗糙,而且對産品的壁厚有一定要求,比如說壁厚太薄便不能生産。

CNC手闆的優點體現在它能非常精确的反映圖紙所表達信息,而且CNC手闆表面質量高,尤其在其完成表面噴塗和絲印後,甚至比開模具後生産出來的産品還要光彩照人。 因此,CNC手闆制造愈來愈成為手闆制造業的主流。

按所用材料分

手闆按照制作所用的材料,可分為塑膠手闆、矽膠手闆、金屬手闆、油泥手闆。

(1)塑膠手闆:其原材料為塑膠,主要是一些塑膠産品的手闆,比如電視機、顯示器、電話機等等。

(2)矽膠手闆:其原材料為矽膠,主要是展示産品設計外形的手闆,比如汽車、手機、玩具、工藝品、日用品等等。手闆矽膠是一種主要用于手闆模制作的矽膠制品,手闆矽膠系列矽膠都是一種流動的液體,無論是什麼顔色,其實質量都是不變的,手闆矽膠,所以常用語制作各種矽膠模型,手闆矽膠,硬度合适不太複雜的産品使用。

(3)金屬手闆:其原材料為鋁鎂合金等金屬材料,主要是一些高檔産品的手闆, 比如筆記本電腦、高級單放機、MP3播放機、CD機等等。

(4)油泥手闆:其原料為油泥,俗稱泥雕手闆,主要用于産品外觀設計和開發,在産品開發初期泥雕師傅根據自己的想象力或者圖片來用油泥做模型,然後在根據油泥模型來确定外觀,不過目前油泥手闆被freeform代替了很多。

按其所要實現效果,可分為外觀手闆,結構手闆,功能手闆:

(1)外觀手闆:主要檢測産品的外觀設計,要求外觀精美,顔色準确,對内部的處理要求不高。

(2)結構手闆:主要檢測産品的結構合理性,對于尺寸要求較高,對外觀要求相對較低,國外對這類要求尤為嚴格。

(3)功能手闆:要求實現跟真正的産品一樣完全相同的外觀,結構及功能,可以理解為未上市的成品,是要求最高,難度最大的一類手闆。

材質分類

a、ABS(國産、進口、透明、黑色、超高耐溫等)

b、475膠闆、電木、塑料王等。

c、POM(賽鋼)、PMMA(亞加力)、PC、PP、PA、BT、PVC等。

d、鋁、銅.其他類合金

另手闆在國外一般采用3D打印技術制作,是很成熟的市場,手闆也可以稱之:首辦,手辦,首闆,模型等,英語常稱之:prototype,model.

加工工藝

手闆制作方式有手工制作手闆和數控手闆。在早期,沒有相應的設備,數控技術落後,手闆制作主要靠手工完成,材料、工藝都有很大的局限性。很少有純手工手闆了。數控手闆精度較高,自動化程度高,做出來的手闆能體現批量生産産品的效果,後期輔以細節部分手工打磨等工序,所以當前手闆制作多數是用數控加工的方法。

模型制作

(1)檢驗外觀設計

手闆不僅是可視的,而且是可觸摸的,他可以很直觀的以實物的形式把設計師的創意反映出來,避免了“畫出來好看而做出來不好看” 的弊端。因此手闆制作在新品開發,産品外形推敲的過程中是必不可少的。

(2)檢驗結構設計

因為手闆是可裝配的,所以它可直觀的反映出結構的合理與否, 安裝的難易程度。便于及早發現問題,解決問題。

(3)避免直接開模具的風險性

由于模具制造的費用一般很高,比較大的模具價值數十萬乃至幾百萬,如果在開模具的過程中發現結構不合理或其他問題,其損失可想而知。 而手闆制作則能避免這種損失,減少開模風險。

(4)使産品面世時間大大提前

由于手闆制作的超前性,你可以在模具開發出來之前利用手闆作産品的宣傳,甚至前期的銷售、生産準備工作,及早占領市場。

加工方法

數控手闆按加工方法分為激光快速成型(SLA/SLS)和CNC加工兩種,兩者各有其專門的加工材料。

1、激光快速成型(SLA/SLS)

激光快速成型由原材料的不同分為SLA和SLS兩種。

SLA是采用立體雕刻(Stereolithography)原理的一種工藝,又稱光敏樹脂選擇性固化,是最早出現的一種快速成型技術。過程是:在樹脂槽中盛滿液态光敏樹脂,它在紫外激光束的照射下會快速固化。成型過程開始時,可升降的工作台處于液面下一個截面層厚的高度,聚焦後的激光束,在計算機的控制下,按照截面輪廓的要求,沿液面進行掃描,使被掃描區域的樹脂固化,從而得到該截面輪廓的樹脂薄片。然後,工作台下降一層薄片的高度,以固化的樹脂薄片就被一層新的液态樹脂所覆蓋,以便進行第二層激光掃描固化,新固化的一層牢粘結在前一層上,如此重複,直到整個産品成型完畢。最後進行清洗、去處支撐、二次固化以及表面光潔處理等。

光敏樹脂選擇性固化快速成型技術适合于制作中小形工件,能直接得到樹脂或類似工程塑料的産品。SLA快速原型的手闆表面質量較好、系統分辨率高、成型精度較高。

SLS的加工方法與SLA技術相似,但用粉末原料取代了液态光聚合物,并以一定的掃描速度和能量作用于粉末材料。在成形過程中,激光參數以及粉末的特性和燒結氣氛是影響燒結成形質量的重要因素。SLS快速原型能生産最硬的手闆,而且可以采用多種原料,例如絕大多數工程用塑料、蠟、金屬、陶瓷等,零件的構建速度高,無需對零件進行後矯正,無需設計和構造支撐。

2、CNC快速成型

CNC在機械加工業用處廣泛,技術相對成熟,用于手闆加工。效果以及精度也非常好,首先考慮的手闆加工手段。

生産管理

管理特點

手闆在中國得到了快速發展,生産所需機器設備都已十分先進,大多數的手闆生産企業管理還停留在手工管理上,從接單-下單-編程-CNC加工-手工後處理-品檢-出貨 ,每一個定單都是一張紙走全程。一套定單所涉及到的數據并不能在一張紙上表達清楚。機器設備并沒有和先進的管理方式接合到一起去,由于手闆産品都是非标産品,生産過程中的材料浪費,效率低下已經不适合手闆企業在同行業中的競争。

管理方式

個别手闆企業的經營者已發現,手闆企業創大必須有好的管理方式:ISO的實施、高素質的員工隊伍、先進的加工制造設備再加上先進的管理解決方案,從客戶管理、業務管理、項目管理、跟單管理、編程管理、CNC管理、刀具管理、Sla管理、品質管理、倉庫管理、客戶反饋管理、财務管理等全方位管理,精細化到每一個零件,每一個加工刀路,跟單人員可以實時跟進生産時度,市面上已經專門針對手闆行業生産特點開發出的管理軟件,在行業内部已經得到推廣,為中小手闆企業的發展起到了很大的推廣作用。

手闆行業是最适合系統管理的行業,可以把企業内電腦的整體優勢發揮出來,為整個管理流程起到直正的作用。提高手闆企業的管理方式已勢在必行,以在行業競争中立于不敗之地。

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