In de conceptontwikkeling fase van een product maken we de stap van idee naar concept. Vaak is er al een globaal idee voor een product en welk probleem het product moet oplossen. Soms zijn al eerste schetsen aanwezig als uitgangspunt.
Door samen een reeks van vragen te beantwoorden creëren we een duidelijk beeld welke functies het product moet hebben en wat er voor nodig is om deze functies te vervullen. De uitgangspunten vatten we samen in een pakket van product wensen en eisen.
In deze fase zijn materialen en productietechnieken nog niet gedefinieerd, maar hier maken we wel al bepaalde afwegingen in. Ook kijken we in deze fase naar de markt en de gebruiker, de gebruiksomgeving en de omstandigheden.
Vaak is deze fase behoorlijk breed. Door divergent ideeën en concepten te presenteren we een goed inzicht in de mogelijkheden en de eventuele plussen en minnen bij verschillende richtingen.
In deze fase werken we met name digitaal en op papier en creeëren we schetsen en eerste 3D concepten. Soms kunnen bepaalde ideeën al getoetst worden aan de hand van simpele handgemaakte “mock-up prototypes”.
Wanneer er een productconcept ligt, volgt de ontwerpfase van het product. Op basis van het in de conceptfase opgestelde pakket van eisen en wensen wordt er tijdens het productontwerp één of meerdere ontwerpen van het product in detail uitgewerkt in 3D CAD.
Tijdens dit ontwerpproces wordt op basis van o.a. aantallen, eigenschappen, doelgroep en functie gekeken naar de juiste materialen, assemblage en afwerkingstechnieken, productiemethoden en recyclebaarheid.
Aan het begin van de deze fase kunnen soms nog verschillende wegen naast elkaar bewandeld worden, omdat er op basis van de concepten bijvoorbeeld nog geen doorslaggevende keuze is gemaakt.
Het ontwerpproces is vaak iteratief waarbij op verschillende momenten het ontwerp getoetst wordt aan de hand van digitale modellen en prototypes. Het resultaat van deze fase is door de regel een productontwerp (set) waarmee de klant een productiepartner kan benaderen.
Tijdens het ontwerpen houden we rekening met assemblage-gemak. Wat neerkomt op zo min mogelijk en zo eenvoudig mogelijke handelingen in de uiteindelijke assemblage, waarbij geen specialistisch of zwaar gereedschap nodig is.
Door functie integratie kan het aantal onderdelen en daarmee stappen verminderd worden. Door slim na te denken over de manier van samenstellen of gebruik kunnen foutkansen verminderd of geheel weggenomen worden (bijvoorbeeld door toepassen van Poka Yoke ontwerpregels).
In het ontwerpproces houden we rekening met een robuust productieproject door bijvoorbeeld waar mogelijk toleranties ruim te houden, producten te produceren op meer dan één machine en gebruik te maken van gangbare materialen zonder zeer specialistische verwerkingskennis.
Het rekening houden met gemakkelijke oriëntatie en handling, geven later grote voordelen in het proces naar massaproductie.
Design for recycling / disassembly houdt in zodanig ontwerpen dat een product einde levenscyclus gemakkelijk uit elkaar gehaald kan worden in verschillende materiaalgroepen/typen.
Daarbij werken we zoveel mogelijk met mono materialen die mechanisch verbonden worden in plaats van bijvoorbeeld lijm of lasverbindingen en wordt geprobeerd het gebruik van additieven of coatings te minimaliseren.
Productievoorbereiding houdt het proces in van gereed productontwerp naar daadwerkelijke productie.
Tijdens en opvolgend op de productontwerp fase wordt er gekeken naar de juiste materialen en eigenschappen, met de best passende productietechnieken. In deze fase vragen we offertes op bij potentiële producenten, besteden we aandacht aan assemblage (partners), de verpakking en de logistiek.
Vaak zijn (bijvoorbeeld bij kunststof) voorafgaand aan de productie enkele stappen en product specifieke gereedschappen nodig, zoals het begeleiden van de aanmaak van mallen, eerste productietesten, het opzetten van kwaliteitsdocumenten en het testen en valideren van eerste samples.
Het selecteren en begeleiden van de aanmaak hiervan wordt opgenomen in de productievoorbereiding. Vanuit een sterk netwerk van producenten in binnen en buitenland, in verschillende gebieden van de maakindustrie kunnen we snel een juiste match vinden voor het desbetreffende product.
Het zoeken van de juiste productiepartner kan een flinke zoektocht zijn en roept vaak in eerste instantie meer vragen op als dat er antwoorden komen. Door de ervaring in verschillende gebieden van de maakindustrie kan Symbiosis hierin helpen en de eerste gesprekken voeren of hierin ondersteunen.
In specifieke gevallen kan productie direct onder de verantwoordelijkheid van Symbiosis gebeuren. Dit kan interessant zijn als het bijvoorbeeld gaat om relatief lage aantallen, korte benodigde doorlooptijden (rapid manufacturing), specialistische technieken of eenmalige series.
Per geval kan bekeken worden of hier opties voor zijn.
In het beschreven proces van concept tot productie kunnen verschillende ondersteunende diensten aangeboden worden, zoals: prototyping, simulaties, reverse engineering en assemblage inrichting.
Prototypes kunnen zeer nuttig zijn om een indruk te krijgen van functionaliteit, gebruiksgemak, egonomie, assemblage en sterkte. Prototypes worden vervaardigd middels o.a. handmodellen, met 3D printing of via CNC.
3D printing biedt zeer veel flexibiliteit en snelheid, prototyping via CNC geeft de mogelijkheid om de uiteindelijke materiaaleigenschappen te evenaren.
3d Printen is bij uitstek geschikt om zonder enige investering vooraf in minimale tijd over een fysiek model te beschikken. De modellen zijn nauwkeurig en kunnen door de juiste afwerking ook als zichtmodel gebruikt worden. Afhankelijk van de techniek zijn de modellen relatief goedkoop.
De techniek leent zich uitermate goed voor kunststof prototypes, maar kan ook gebruikt worden voor metalen, siliconen en zelfs keramieke delen.
Door een moedermodel te printen en hier vervolgens afgietingen van te maken kunnen ook kleine series gemaakt worden.
Het bewerken van halffabricaten tot prototype modellen is een interessante optie om de materiaaleigenschappen van het eindproduct te benaderen of identiek te maken. Hiermee kunnen in een vroeg stadium bijvoorbeeld functionele tests en validatie gedaan worden.
Met CNC frezen kunnen zeer nauwkeurige 3D modellen gemaakt worden, maar er kan ook gedacht worden aan buigen/zetten, water/laserstraal snijden of graveren.
Handmatig gemaakte modellen kunnen relatief simpele delen zijn die met conventioneel gereedschap te maken zijn, maar kunnen ook hele organische vormen hebben welke zich digitaal zeer moeilijk laten modelleren. Het afwerken van veel verschillende prototypes is vaak ook handwerk, zoals het schuren/polijsten, lakken, bedrukken of van andere coatings voorzien.
Vaak worden verschillende prototyping technieken gebruikt binnen één totaalmodel.
Door middel van simulaties kunnen tijdens het ontwerpproces bepaalde zaken gevalideerd worden zonder dat er al fysieke producten zijn.
Soms kan een simulatie een prototype vervangen (of andersom) maar in veel gevallen vullen ze elkaar aan voor extra zekerheid. Bij dergelijke simulaties kan gedacht worden aan bijvoorbeeld:
Sterkte/FEM-simulaties kunnen veel vertellen over de mechanische eigenschappen van een product. Kan het product een bepaalde last dragen, een bepaalde impact weerstaan of blijven functioneren bij een bepaalde temperatuur?
Door het gedetailleerd specificeren van de input van de simulatie kunnen veel praktijk situaties nagebootst en beoordeeld worden. Ook de interactie tussen verschillende onderdelen kunnen beoordeeld en berekend worden.
Vloeisimulaties zijn met name gericht op kunststof spuitgiet productie. Een vloeisimulatie veel zeggen over het gedrag van de gesmolten kunststof tijdens en na het productie proces.
De benodigde drukken, temperaturen en het gedrag van het afkoelend deel kan gesimuleerd worden en aan de hand van deze informatie kan hierop gestuurd worden bij het ontwerpen van de productiegereedschappen. Door de hoge kosten van dergelijke gereedschappen kan een simulatie veel onnodige kosten voor correcties besparen.
Door digitaal een product te passen in een tegendeel of een gebruiksomgeving kan bekeken worden of dit zonder problemen gaat. Hierbij kan ook gewerkt worden met 3D scans van tegendelen waar geen CAD model van is.
Het monteren, plaatsen of de beweging van onderdelen kan onderzocht worden om verrassingen te voorkomen. Zo kan ook gewerkt worden met uiterste tolerantiegrenzen om inzicht te krijgen in speling of ruimte.