От прототипа до производства: Elite Mold Tech помогает мелкосерийному изготовлению VR-гарнитур для медицинских целей
В здравоохранении VR-гарнитуры превращаются из «технологии будущего» в реальные сценарии диагностики и лечения, демонстрируя значительный потенциал, особенно в реабилитационных тренировках. Они могут не только помогать в лечении проблем психического здоровья, таких как тревожность и посттравматическое стрессовое расстройство, но и играть ключевую роль в нейрореабилитации, лечении боли и восстановлении двигательной функции. Например:
- Имитировать реальные жизненные сценарии для пациентов с инсультом, направляя мелкую моторику и тренировку походки для улучшения нейропластичности.
- Создавать иммерсивную среду для отвлечения пациентов и снижения восприятия боли.
- Использоваться для предоперационной психологической подготовки, помогая уменьшить тревожность и улучшить приверженность пациентов лечению.
С технологическими достижениями спрос на персонализированные и высокостабильные медицинские VR-устройства становится все более заметным. Однако переход от реализации проекта к мелкосерийному производству часто является ключевой проблемой для стартапов и команд НИОКР. Сегодня, используя в качестве примера недавно завершенный проект Elite Mold Tech «индивидуальная медицинская реабилитационная VR-гарнитура», мы расскажем, как профессиональные услуги быстрого прототипирования ЧПУ могут упростить весь процесс от прототипирования до мелкосерийного производства.
1. Обзор проекта: Ориентация на медицинскую реабилитацию, решение проблем «мелкосерийного производства»
1.1 Основная информация о проекте
|
Категория
|
Детали
|
|
Сфера услуг
|
Здравоохранение (психологическая реабилитация)
|
|
Позиционирование продукта
|
Профессиональная VR-гарнитура для психологической и неврологической реабилитации
|
|
Основные требования
|
50 прототипов для проверки + 500 единиц для мелкосерийного производства
|
|
Ключевые технологии
|
Металлообработка ЧПУ, обработка пластмасс, вакуумное литье, быстрое литье алюминия под давлением
|
|
Основные материалы
|
Алюминиевый сплав AL6061, композит ABS+PC
|
|
Обработка поверхности
|
Профессиональная покраска и анодирование
|
|
Время выполнения
|
15 дней для прототипирования + 30 дней для мелкосерийного производства
|
1.2 Проблема клиента
Этот клиент — стартап, специализирующийся в области психического здоровья. Их VR-гарнитура должна соответствовать строгим стандартам медицинских учреждений, обеспечивая структурную стабильность и комфорт при сохранении контроля над затратами для мелкосерийного производства. До начала проекта клиент столкнулся с двумя основными проблемами:
- Балансировка качества прототипа и стоимости: потребовалось 50 прототипов для проверки осуществимости конструкции. Однако конструкция включала большое количество компонентов (6 металлических деталей + 44 пластиковых детали), и неправильный выбор процесса мог легко привести к перерасходу средств или ненадлежащей точности.
- Переход к мелкосерийному производству: После прохождения испытаний прототипов необходимо было быстро увеличить производство 500 единиц. Как избежать высоких затрат на пресс-формы и низкой эффективности производства в рамках ограниченного бюджета, стало решающим.
Elite Mold Tech, имея более чем 10-летний опыт быстрого прототипирования ЧПУ и индивидуальной обработки, предоставила клиенту комплексное решение (от оценки конструкции → прототипирования → проверки сборки → мелкосерийного производства), что в конечном итоге позволило эффективно реализовать проект.
2. Этап проверки прототипа: Точный выбор открывает путь к массовому производству
Основная цель проверки прототипа — выявить проблемы конструкции и проверить технологическую осуществимость. Пренебрежение деталями на этом этапе может привести к рискам доработки на последующем массовом производстве. Мы предоставили клиенту экономичное решение для прототипирования, выполнив три основных шага:
2.1 Шаг 1: Оценка конструкции для предотвращения производственных рисков
После того, как клиент предоставил полные чертежи конструкции, наша инженерная команда провела всесторонний анализ:
- Структурный анализ: Из 50 компонентов металлические детали (например, кронштейн оголовья) обеспечивают поддержку и фиксацию; пластиковые детали (например, компоненты, прилегающие к лицу) должны обеспечивать баланс между легкостью и комфортом; некоторые детали также требуют обработки поверхности для улучшения качества.
- Оценка рисков: Мы обнаружили критические проблемы:
- Некоторые пластиковые детали имели неравномерную толщину стенок (самая тонкая всего 0,8 мм), и прямая обработка ЧПУ могла легко вызвать деформацию.
- Допуск сборки для металлических и пластиковых деталей составляет ±0,05 мм, что требует предварительного планирования точности обработки.
На основе этого анализа мы предоставили клиенту три Рекомендации по проектированию для производства (DFM) (например, оптимизация толщины пластиковых стенок до 1,2 мм, регулировка угла интерфейса металлической сборки), чтобы с самого начала уменьшить последующие производственные проблемы.
2.2 Шаг 2: Выбор материала и процесса – баланс между стоимостью, точностью и эффективностью
Пресс-формы производственного класса не требуются на этапе прототипирования, поэтому выбор процесса требует большей гибкости. Мы разработали отдельные планы для металлических и пластиковых деталей:
Металлические детали (всего 6)
- Рекомендация по материалу: Алюминиевый сплав AL6061 (экономичный, простой в обработке, соответствует требованиям к прочности и легкости медицинского оборудования).
- Выбор процесса: Прецизионная обработка ЧПУ + анодирование. Эта комбинация не только повышает твердость поверхности и устойчивость к царапинам, но и позволяет получить настраиваемую матовую отделку — подходящую для медицинских сценариев, поскольку она предотвращает блики, которые могут повлиять на качество просмотра VR.
Пластиковые детали (всего 44)
Обработка ЧПУ 50 комплектов (всего 2200 пластиковых деталей) заняла бы более 20 дней и была бы дорогостоящей. Мы рекомендовали вакуумное литье (с использованием смоляного материала со свойствами, аналогичными ABS) для следующих преимуществ:
- Низкая стоимость пресс-формы: силиконовая пресс-форма стоит всего 1/5 от стоимости металлической пресс-формы и может производить 15-20 деталей на пресс-форму.
- Высокая эффективность: 50 комплектов пластиковых деталей можно изготовить всего за 7 дней.
- Точные размеры: точность размеров достигает ±0,1 мм, полностью соответствуя требованиям сборки.
2.3 Шаг 3: Проверка сборки для упреждающего решения «проблем с пригодностью»
После завершения обработки деталей мы не перешли непосредственно к обработке поверхности — вместо этого мы провели предварительное тестирование сборки (важная деталь на этапе прототипирования):
- Наши инженеры собрали необработанные металлические и пластиковые детали в соответствии со стандартами сборки заказчика, проверив плотность допусков (например, плавное вращение кронштейна оголовья и регулировочной ручки, соответствие сборки лицевой части голове).
- Было обнаружено две проблемы сборки:
- Чрезмерный зазор 0,15 мм между металлическим кронштейном и пластиковым разъемом.
- Пластиковый зажим, который был слабым и подверженным поломке.
- Мы быстро скорректировали параметры обработки:
- Повысили точность обработки ЧПУ металлических деталей до ±0,03 мм.
- Добавили ребра жесткости к пластиковым зажимам.
После повторного производства и дальнейшей проверки все детали подошли правильно. Наконец, после обработки поверхности (анодирование для металлических деталей, профессиональная покраска для пластиковых деталей) 50 прототипов были доставлены заказчику в течение 15 дней. Тестирование показало 100% соответствие функциональности и оценку эстетического удовлетворения 9,5/10.
3. Этап мелкосерийного производства: Гибкая обработка, снижение затрат и повышение эффективности
Заказчик высоко оценил качество прототипа. После оптимизации конструкции был начат мелкосерийный выпуск 500 комплектов. Основное внимание на этом этапе было уделено модернизации процесса прототипирования для удовлетворения требований мелкосерийного производства — обеспечению контроля затрат и эффективности производства, чтобы избежать задержек с выходом на рынок.
3.1 Металлические детали: Соблюдение обработки ЧПУ, отказ от неэффективных затрат
Как правило, литье под давлением является предпочтительным процессом для массового производства более 500 деталей из алюминиевого сплава. Однако для этого проекта потребовалось всего 200 металлических деталей. Использование пресс-форм для литья под давлением обошлось бы в 30 000–50 000 юаней, что — при распределении на 200 деталей — значительно увеличило бы стоимость одной детали.
Поэтому мы рекомендовали продолжить обработку ЧПУ и повысить эффективность за счет двух оптимизаций:
- Оптимизация траектории обработки: Объединила процессы обработки нескольких металлических деталей, сократив количество смен инструмента и увеличив ежедневную производительность на станок на 30%.
- Оптовая закупка сырья: Подписала соглашение о мелкосерийных закупках с поставщиком алюминиевого сплава, снизив затраты на сырье на 15%.
В конечном итоге стоимость одной детали была на 20% ниже чем у решения для литья под давлением.
3.2 Пластиковые детали: Быстрое литье под давлением в алюминиевые формы для подготовки к будущему массовому производству
Производство 500 комплектов пластиковых деталей (44 единицы/комплект) составляет в общей сложности 22 000 единиц. Хотя вакуумное литье является экономичным, оно имеет ограниченный срок службы пресс-формы (каждая силиконовая пресс-форма может производить максимум 20 деталей) — требуется 1100 пресс-форм. Это не только неэффективно, но и создает риск несоответствия размеров деталей из-за вариаций пресс-форм.
Учитывая ограниченный бюджет клиента и потенциальную потребность в расширении производства в будущем, мы рекомендовали процесс быстрого литья под давлением в алюминиевые формы для трех основных преимуществ:
- Преимущество в стоимости: Стоимость производства быстрой алюминиевой пресс-формы составляет всего 1/3 от стоимости традиционной стальной пресс-формы (примерно 15 000 юаней за комплект), а срок ее службы может достигать 10 000–20 000 штук — полностью удовлетворяя производственные потребности в 22 000 деталей.
- Повышение эффективности: Объединила четыре конструктивно похожие пластиковые детали (например, небольшие аксессуары для сборки лица) в одну алюминиевую форму, что позволяет производить четыре разные детали в одном процессе литья под давлением — увеличивая эффективность производства в четыре раза.
- Стабильное качество: Процесс литья под давлением обеспечивает большую согласованность размеров деталей (допуск ±0,08 мм). Прочность материала ABS+PC на 25% выше, чем у литой под вакуумом смолы, что делает его более подходящим для долгосрочных требований к использованию медицинского оборудования.
3.3 Окончательный результат
Все детали для 500 VR-гарнитур были произведены, собраны и проверены на качество в течение 30 дней. После доставки заказчику продукция успешно прошла медицинские испытания, заложив основу для последующего выхода на рынок.
Краткое описание проекта: Elite Mold Tech, ваш партнер от прототипа до производства
От 50 прототипов до мелкосерийного производства 500 комплектов, Elite Mold Tech всегда ставит во главу угла потребности клиентов. Благодаря профессиональному выбору процессов и контролю затрат мы помогаем клиентам преодолеть три основные проблемы:
- Реализация проекта: Раннее вмешательство в оценку конструкции и предоставление рекомендаций по проектированию для производства (DFM) позволяет избежать проблемы «красиво, но непроизводительно».
- Контроль затрат:
- Заменила обработку ЧПУ вакуумным литьем на этапе прототипирования, снизив затраты на пластиковые детали на 30%.
- Заменила традиционные стальные пресс-формы быстрыми алюминиевыми пресс-формами при массовом производстве, снизив затраты на пресс-формы на 60%.
- Гарантия эффективности: Строго контролировала циклы доставки (15 дней для прототипов, 30 дней для массового производства) — снижение на 20% по сравнению со средним показателем по отрасли.
Независимо от того, являетесь ли вы медицинским стартапом или командой НИОКР, требующей индивидуальной обработки, Elite Mold Tech использует основные технологии (металлообработка ЧПУ, обработка пластмасс, вакуумное литье, быстрые алюминиевые формы), чтобы предоставить вам комплексные решения от проектирования до постобработки. Для получения дополнительных индивидуальных решений по обработке свяжитесь с нами:
- WhatsApp: +86 19860504405
Elite Mold Tech, быстро воплотите свои инновационные проекты в жизнь!
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
