浄水器:概念実証プロトタイプの構築

水フィルターは、機械的障壁、化学プロセス、または生物学的プロセスを使用して、水の不純物を除去または削減します。

テレビ番組で、英国の冒険家ベア グリルスが、野生の水中の有害な不純物を除去するフィルターとして木炭を使用したことがあるのを見たことがあるかもしれません。木炭を使用することは、機械的なバリアと生物学的プロセスを組み合わせたものであると言えます.

新しい水フィルターの作成

今日の社会では、水フィルターは非常に一般的な製品であり、市場はかなり飽和しています.他の非常に多くの浄水器の中で際立っている新しい浄水器を作成することは、おそらく非常に困難です。

たとえば、イーロン マスクとテスラの場合、今日、テスラについて考えるとき、それは絶対的なサクセス ストーリーです。テスラの成功もあり、イーロン マスクは世界一の富豪になりました。テスラが誕生する前に、すでに多くの燃料駆動車が市場に出回っていました。ほとんどの消費者は、得られるものに満足していました。自動車は成熟した製品ですが、電気自動車はそうではありません。事実を見て、彼が泣きそうになった「60 Minutes」のイーロン マスクのインタビューを見ると、新製品を作ることがいかに難しいかがわかります。イーロンと同じくらい頭が良くて楽観的ですが、テスラが握りしめようとしていた時もありました。しかし、予想に反して、テスラとイーロン マスクは、イーロンのアイドルが彼を信じていなかったとしても、成功を収めました。

私が言おうとしているのは、おそらく新しい製品を作ることは決して簡単ではないということです.製造業と同じように、常に障害に満ちており、多くの努力が必要です。優れたアイデア、図面、プロセスに加えて、イーロン マスクのようなインスピレーションを与える人物が、私たちの内なる自己をやる気にさせる必要があります.

プロトタイプ メーカーとして、「スマート テクノロジー」が近年大流行していることがわかりました。新しい浄水器を作成したい場合は、スマート浄水器を開発してみてください。

プラスチック部品や金属部品に関係なく、アイデアを証明するコンセプト プロトタイプを作成できます。パイロット生産や大量生産を開始する前に、実用的な提案も提供します。

ケース スタディ - 浄水器のプロトタイプの作成

お客様から、約 10 ガロンの水を入れることができる水フィルターの作成について問い合わせがありました。コンポーネントのほとんどは、生産時には透明なポリカーボネートである必要がありますが、プロトタイプの材料は透明なプラスチックである可能性があります。顧客は試作品をできるだけ安く作りたいと考えています。さらに、プロトタイプを作成する主な目的は、浄水器が機能するかどうかをテストすることであり、その美学はそれほど重要ではありません。

資料について

透明なプロトタイプに利用できる材料は、無色のポリカーボネート、CNC 機械加工に使用される無色のアクリル、真空鋳造に使用される無色のポリウレタン、ステレオリソグラフィー（3D 印刷）に使用される無色の感光性樹脂です。

考察

無色のPC / PMMAは通常、美的要件が高い場合、または自動車レンズ、特にPMMA部品などの部品を光学的にテストする必要がある場合に使用され、表面粗さはRa 0.025-0.05μmである可能性があります。しかし、部品が CNC マシンには大きすぎる場合、この部品を分割して接着する必要があります。 UV接着剤で接着された透明なPC / PMMA部品は部品の美学にほとんど影響を与えていませんが、水を保持する必要がある部品に関しては、接着部分の強度が十分でない可能性があります.水分をしっかりと保持する部分に耐えるには、その部分をモノリシックにする方が良い.

水フィルターの試作品の場合：真空鋳造または 3D プリント

真空注型に使用される無色のポリウレタンも、透明なパーツを作るのに理想的な方法です。真空成型の透明パーツはほぼ光学的に透明にできます。自動車用レンズの製造にも、この材料とプロセスを多く使用しています。真空注型はシリコーン成形とも呼ばれます。 1回の真空注型工程でシリコン型を約15回再利用できるため、2回目から15回目までは金型代がかかりません。したがって、数量が 2 個以上 100 個未満の場合は、多くの場合、真空鋳造が最も費用対効果の高い方法です。顧客は試作品が 1 つしか必要なく、できるだけ安くしたいと考えているため、ここでは真空鋳造は最善の方法ではありません。

明確なプロトタイプを作成するもう 1 つの方法は、ステレオリソグラフィー（3D プリント）です。材料は感光性樹脂のみ。一般的に言えば、3D プリントはかなり大きな部品を作ることができます。この場合、3D プリントを使用する場合、コンポーネントをいくつかのパーツに分割して接着する必要はありません。ほとんどのコンポーネントを分割して接着する必要があり、CNC エンドミルが到達できない領域がいくつかある CNC 機械加工方法とは異なり、コンポーネントはモノリシックとして印刷できます。 3Dプリントによるクリアパーツは、ポリウレタンパーツやPC/PMMAパーツに比べて透明度が低く、制作過程でクリアパーツ内部に気泡が発生する場合がございます。計算の結果、3D プリント方法が最も安価であることがわかりました。お客様は最終的にこの方法を選択しました。

浄水器の部品を 3D プリントで作成した後、お客様が組み立てたところ、期待どおりに機能しました。顧客は浄水器の量産を検討しています。