3д прототипирование что это такое
Урок 4. Прототипирование
В этом уроке мы с вами разберём основные принципы эффективного прототипирования в дизайн-мышлении. Они помогут вам максимально быстро протестировать сгенерированные ранее идеи, найти их плюсы и минусы.
Содержание:
Начать же этот урок лучше всего с определения центральных понятий.
Прототип и прототипирование
Для начала дадим определение понятию «прототип».
Простыми словами, прототип – это макет решения, который можно собрать из подручных материалов.
Он используется для того, чтобы не тратить время и деньги на создание полноценного продукта, а создать что-то похожее на него и отыскать ошибки, допущенные на этапе проектирования. Собственно говоря, процесс создания прототипа и называется прототипированием, и у него есть свои плюсы и минусы.
Преимущества прототипирования:
Недостатки прототипирования:
Прототипирование является первой стадией Product Evolution Canvas (на русский переводится как «канвас эволюции продукта»), и дальше речь пойдет о нем.
Product Evolution Canvas
Product Evolution Canvas (PEC) – это инструмент для компаний, создающих различные продукты, отлично подходящий для мозговых штурмов. Он состоит из двух компонентов – это:
Временные рамки – это, как понятно из названия, время. А что такое эволюция продукта? Давайте рассмотрим подробнее.
3 этапа эволюции продукта
Эволюция продукта – это весь процесс от создания прототипа до готового товара.
Он делится на три этапа:
Образно говоря, минимально-жизнеспособный продукт – это скейтборд. Основной продукт – велосипед. Полнофункциональный продукт – автомобиль. Скейтборд даёт возможность передвигаться, но не позволяет делать это достаточно быстро. С помощью велосипеда можно ездить довольно быстро и на большие расстояния. А автомобиль перекрывает все потребности, т.к. проезжает расстояния в сотни километров в считанные часы.
Канвас эволюции продукта помогает ответить на вопросы коллег, клиентов и инвесторов о функционале продукта. Например:
Кроме того, Product Evolution Canvas упрощает:
Но чтобы получить от PEC максимальную пользу, с ним нужно научиться работать. Давайте поговорим об этом подробнее.
Как работать с PEC
Работа с PEC предполагает прохождение трех этапов:
На первом этапе спрашивайте себя: «Что делает мой продукт функциональным?»
Канвас можно применять для разработки продуктов и услуг практически в каждой сфере деятельности человека. Нужно выполнить всего лишь четыре простых шага:
А чтобы было понятнее, что все это значит, приведем небольшой практический пример. Представьте, что вы разрабатываете банковское приложение и заполняете канвас. На первом этапе ваш продукт будет обладать лишь самыми необходимыми функциями, без которых невозможно представить банковское приложение – это открытие личного счёта, перевод денег и оплата различных услуг.
На втором этапе вы добавляете счета для индивидуальных предпринимателей, все виды транзакций и возможность оформлять кредиты онлайн. И на третьем – копилки, списки желаний и интеграцию с чат-ботами. Конечно, система выглядит уж очень упрощенно, но суть этот пример передает хорошо.
Прототипировать можно:
В зависимости от того, что мы прототипируем, технологии прототипирования будут различаться.
Моделирование физических объектов
Физические объекты моделируют:
| A | С помощью подручных средств – бумаги, картона, пластилина, скотча, ножниц. |
| B | С помощью «Лего». |
| C | С помощью 3D принтеров. |
| D | С помощью программ для 3D моделирования. |
Давайте подробнее разберём каждую технологию.
Моделирование подручными средствам
При моделировании подручными средствами нужно всего лишь следовать простому алгоритму:
К плюсам данного вида моделирования можно отнести:
Среди минусов есть следующие:
Поэтому при моделировании подручными средствами избегайте перфеционизма, не тратьте много времени на каждый прототип, при создании модели постоянно думайте о том, как люди будут пользоваться продуктом.
Лего-моделирование
Моделипрование с помощью «Лего» выполняется не менее просто:
Для получения наилучшего результата советуем вам прочитать книгу Тима Брауна «Дизайн-мышление в бизнесе», где рассказывается о том, как компания IDEO создавала из конструктора прототипы устройств для введения в кровь инсулиновых инъекций. Каждый раз создавая прототип, представляйте, что вы рассказываете историю.
Моделирование с использованием 3D печати
Для создания 3D моделей используются следующие технологии:
FDM (Fused Deposition Modeling). Материал выдавливается слой за слоем на поверхность. Эта технология применяется в биомедицине, кулинарии и промышленном производстве.
3D-печать – это достаточно сложная технология, поэтому для ее применения лучше всего привлекать квалифицированных специалистов.
Моделирование с использованием программ
То же самое моделирование, что и в случае с 3D, только здесь не надо «марать» руки, ведь весь процесс происходит на экране компьютера. Вот список 10 лучших бесплатных программ, которые помогут вам прототипировать, не выходя из зоны комфорта:
Руководство пользователя для каждой из программ можно найти в свободном доступе в Интернете.
Прототипирование сайтов и интерфейсов программ и приложений
Прототипирование сайта, главным образом, означает проектирование его интерфейса. Оно помогает облегчить задачу программистам, дизайнерам и верстальщикам. Поэтому мы объединили эти два пункта в один.
Например, когда вы заходите на любой сайт, то, скорее всего, ожидаете, что справа или сбоку будет меню и название проекта. Чуть-чуть правее или левее центра – контент (статьи, фотографии, видео). А снизу – надпись «Все права защищены» и правовые документы.
Если же вы зайдёте и увидите совсем другую картину (к примеру, меню будет расположено где-то снизу, контентная часть будет слишком узкой и т.п.), вероятно, вы просто уйдёте на другой сайт – более привычный.
Однако не нужно потакать пользователям во всём, ведь сайт должен решать и ваши задачи. К примеру, человек задал в поиске такой вопрос: «С чего начать саморазвитие?» Увидел ссылку на наш сайт и перешёл на него. Задача человека – получить информацию. Наша задача – не только помочь ему, но и реализовать собственные цели, в том числе и финансовые.
Если мы просто расскажем пользователю о саморазвитии, он прочитает и уйдёт. Чтобы такого не происходило, мы во всех статьях делаем ссылки на тематические материалы, бесплатные курсы и платные тренинги. При этом мы не пишем призывы каждые три абзаца, не мешаем пользователю найти ответ на вопрос и удовлетворить любопытство, не ставим никаких скриптов, которые не дают человеку уйти с сайта, если ему что-то не понравилось.
Как создать прототип
Прототип можно создать в любой программе, где можно рисовать. Если вы новичок, используйте Photoshop, Paint, Adobe Illustrator или даже Google Docs. Профессионалам рекомендуем программу Axure. И вот что нужно сделать дальше (в упрощенной форме):
| 1 | Отрисовать основные элементы шапки – форму поиска, логотип, кнопку обратной связи, описание проекта, кнопку действия («заказать услугу», «купить курс», «совершить звонок»), а если сайт информационный, то либо кнопку «Блог», либо меню с рубриками. |
| 2 | Нарисовать контентную часть и сайдбар (то, что находится сбоку). Как будет располагаться текст, кнопки социальных сетей, комментарии и т.д. |
| 3 | Обрисовать подвал сайта – дополнительные ссылки, значок копирайта и прочее. |
Стиль сайта должен прослеживаться на всех его страницах. Не должно быть так, чтобы на главной странице преобладал минимализм (чёрно-белый дизайн и полное отсутствие лишнего), а в статьях – «рог изобилия», когда кажется, что попал совсем в другую реальность. Элементы нужно делать симметричными по размерам и расположению.
Не заставляйте человека ощущать себя неуютно, т.е. если пользователи мобильных устройств привыкли, что при нажатии на значок «гамбургера» (три горизонтальных черты) открывается меню, не надо выдумывать что-то новое. Если люди привыкли, что курсор мыши меняется на указательный палец, когда на блок можно нажать, делайте на своём сайте (или в приложении) точно так же.
И еще несколько советов о том, чего нужно избегать при создании сайтов и приложений:
Подробнее читайте в материале, подготовленном крупнейшим маркетинговым агентством России Texterra. Там очень хорошо и понятно изложено, что стоит внедрить на своём сайте/приложении, а что – убрать. Однако не старайтесь всё время следовать нашим советам: экспериментируйте и пробуйте выяснить самостоятельно, что хотят видеть потенциальные клиенты на вашем сайте или в приложении.
Прототипирование опыта
Прототипирование опыта – это тип прототипирование, которое представляет собой воссоздание ситуаций для тестирования решений. Чтобы смоделировать опыт, нужно правильно подобрать место и создать обстоятельства, при которых человеку может понадобиться ваш продукт или услуга. С помощью прототипирования опыта можно разыгрывать целые ситуации, объёмные опыты и нахождение в пространствах, где трудно обойтись одним предметом.
Прототипирование опыта проводится так:
Технология 3d прототипирования. Что это такое?
Прототипирование – это процесс 3D-печати, в ходе которого создаются качественные трехмерные макеты. Существует целый ряд технологий, которые ведутся с применением 3D-принтеров. Каждая из них имеет свои особенности.
1. Стереолиторграфия (SLA). Эта технология предполагает использование жидкого фотополимера, куда добавляется специальный реагент. Эта смесь подвергается полимеризации под воздействием ультрафиолетового лазера. Построение слоев выполняется последовательно, при этом не обойтись без использования подвижной подложки с отверстиями. Особенность технологии в сложности: во-первых, требуется правильно подготовить фотополимер, во-вторых, полная полимеризация занимает много времени. Положительные моменты технологии в следующем:
Из минусов можно отметить ограниченность в выборе материалов, небольшую скорость печати и невозможность создавать цветные детали.
2. Выборочное лазерное спекание (SLS). 3D-прототипирование на основе данной технологии предполагает, что деталь создается послойно на основе порошка. Сначала материал равномерно распределяется в горизонтальной плоскости, после чего отдельные участки спекаются лазерным лучом. В качестве исходного материала целесообразно использование металла, пластика, керамики, стекла или литейного воска. Порошок наносится на поверхность рабочего стола специальным валиком. Порошок предварительно нагревается, чтобы снизить мощность лазера, который будет спекать участки детали. Большинство трехмерных моделей, полученных по технологии SLS, требует финишной отделки, например, полировки. Установки для печати таким методом дают возможность создавать большие объекты. Вариантами технологии SLS являются селективное лазерное спекание (SLM) и электронно-лучевое плавление (EBM). К преимуществам технологии относятся:
Из минусов можно отметить необходимость мощного лазера, герметичную камеру, невысокое максимальное разрешение и подготовительные работы по нагреванию порошка.
3. Многоструйное моделирование (MJM). Принтеры для этой технологии создаются компанией 3D Systems. Быстрое прототипирование ведется по принципу обычной струйной печати: материал подается через сопла маленького диаметра, которые расположены непосредственно на печатающей головке. Расходный материал сначала нагревается до температуры плавления, затем подается в экструдер, после чего выполняется его послойное нанесение и последующее застывание. Формирование слоев выполняется горизонтально, затем вертикально смещается при переходе к следующему слою. MJM-принтеры работают на основе различных видов пластиков, фотополимеров, специального воска. Возможно и комбинирование материалов. При использовании фотополимеров потребуется отвердение детали – для этого на нее оказывается воздействие ультрафиолетом. К плюсам данной технологии можно отнести:
Что касается минусов, то это, во-первых, ограниченный выбор материалов, а во-вторых, использование поддержки для деталей со сложными выступающими элементами.
4. Ламинирование (LOM). Метод послойного склеивания пленок предполагает раскрой тонких листов материала лазерным лучом или специальным лезвием, после чего детали соединяются между собой. 3D-модели могут создаваться из различных материалов – от пластика до керамики и металла. Например, цветной принтер Mcor IRIS ведет печать на основе бумаги формата А4, которая окрашивается в определенный цвет. После печати готовые листы заносятся в 3D-принтер, где на них делается прорезь по границам конкретного изображения. Затем полученные элементы склеиваются между собой. Третий этап – это удаление отходов, которых в этой технологии немало. Преимущества печати таким способом следующие:
Из минусов можно отметить ограниченный выбор материалов, зависимость толщины слоя от толщины используемых расходников, а также большое количество отходов и необходимость в финишной обработке деталей.
5. Послойное наплавление (FDM). Эта технология предполагает создание трехмерных деталей послойно, при этом каждый слой предполагает нагревание расходного материала, который выдавливается через сопло с отверстием определенного диаметра. Аще всего для печати используются пластики, но возможно применение металла и даже шоколада. Данный метод прототипирования отличается невысокой скоростью работы, небольшой разрешающей способностью, проблемами с фиксацией элементов на рабочей поверхности. С другой стороны, FDM пользуется популярностью благодаря небольшой стоимости расходных материалов, что для 3D-печати очень весомое преимущество. Чаще всего для печати используется долговечный, ударопрочный, эластичный, стойкий к щелочам и другим агрессивным средам пластик ABS. Второй популярный материал – PLA: полилактид, способный разлагаться, поскольку в его основе лежит молочная кислота.
Таким образом, технологий прототипирования с применением 3D-принтера существует огромное множество, и каждая из них имеет свои особенности. В зависимости от них, а также особенностей используемых расходных материалов будет варьироваться и возможная сфера применения той или иной трехмерной детали.
Что такое 3d прототипирование изделий: материалы и применение технологии
Перед тем как начать производство нового изделия, многие компании предпочитают предварительно проводить его тестирование. Применение новейших технологий помогает сократить расходы на выполнение этой задачи при минимальных временных затратах. Чаще всего для этого используют 3D прототипирование – что это такое и как это работает подробно рассмотрим далее.
Изготовление модели представляет собой комплексный процесс, при котором происходит создание технического образца продукта. Его можно продемонстрировать целевой аудитории для оценки функциональности, свойств, а также других характеристик перед запуском в массовое производство. Еще образ используется для создания обратной литейной формы.
Виды прототипов
Существует классификация, которая определяется по сфере применения объекта:
Разработка мастер-моделей помогает во всех направлениях жизни человека, позволяя исправлять недочеты при разработке различных товаров до начала их производства.
Технологии быстрого прототипирования (ТБП)
Раньше образец создавался долго, вручную, на основе чертежей. С появлением различных современных средств временные затраты сократились и стало возможным быстро и качественно сделать муляж любого уровня сложности.
ТБП включают несколько этапов. Специалисты используют для этого компьютерное ПО. Основные платформы для создания трехмерных деталей:
При помощи одного из таких приложений создают математическую модель изделия и сохраняют в удобном формате из представленных ниже:
Когда макет создан, его отпечатывают на 3D-принтере, который представляет собой устройство, способное выводить трехмерные данные объемной геометрии. То есть, на обычном принтере, где происходит печать на бумаге (условно назовем его 2D), в результате получается плоское изображение, а этот аппарат выдает физический объект, созданный на основе заданных параметров. В основе его работы находится принцип послойного наращивания.
Разработка прототипов изделий осуществляется с помощью разных технологий:
Эти способы отличны видами исходных материалов и методом нанесения слоев.
Чаще всего применяют:
Если первый метод используется для создания металлических образцов, то второй применяется для медицинских, ювелирных изделий и другой продукции.
Этапы прототипирования 3Д моделей
Этот процесс состоит из такой последовательности:
Создание технического образца обычно нужно при проведении выставки или перед запуском новой серии изделий.
Требования к нему довольно высокие, исходя из них, он должен обладать определенными свойствами:
Для создания образца используют всевозможные графики, рисунки, эскизы, чертежи и обязательно техническую документацию. Чаще всего, это макет одноразового использования.
Методы промышленного прототипирования и других его разновидностей
Существует 2 основных способа, при помощи которых создается объемная модель:
Появление новых технологий подарило людям разных профессий большие возможности в разных областях.
Сферы применения трехмерного прототипирования
3d printing – уникальная система, которая может быть успешно задействована в различных отраслях промышленности и разработках. Ее используют в:
Например, прототипирование в хирургии сокращает время на изучение анатомических особенностей пациентов перед проведением операции. Доктора могут в отдельных случаях оценить количество потери крови, а также рассмотреть методы, которые помогут его сократить и обезопасить больного от заражения.
Использование ТБП в геоинформационных видах систем, печать 3Д увеличивает скорость проведения точных ландшафтных рельефов, проектов зданий, строений, планов местности.
Историки воссоздают с помощью этой технологии облик древних городов и поселений, а также других артефактов.
Основы прототипирования деталей и изделий понятны и доступны для понимания, поэтому это средство создания мастер-моделей становится все более популярным.
Выбираем ПО для создания трехмерных моделей
Разработка макетов для 3Д печати начинается с использования компьютерной программы. При покупке учитывайте, что не все из них прямо связаны с 3D printing, и возможно придется совместить пакеты или дополнить базовый софт модулями и надстройками.
Компания ЗВСОФТ предлагает продукты для проектирования formZ и ZWCAD. Каждый из них имеет широкий набор возможностей и обладает высокими показателями эффективности. САПР является аналогом AutoCAD, SketchUP, BricsCAD Shape и 3D MAX. Версии этого ПО бывают с разными комплектациями и надстройками, что-то можно получить бесплатно, а часть из них покупается отдельно. В целом приобретение подходит для любого финансового положения – от владельцев крупного бизнеса до персонального использования дома.
При выборе инструментов, с помощью которых будет производиться моделирование, отдайте предпочтение тому, основными возможностями которого будут:
Рассмотрим ПО, которое предлагает пользователям компания ЗВСОФТ.
ZWCAD 2018 Professional. Это профессиональный САПР. Он выпускается с локальной и сетевой лизензицензиями. Вместе с функциями версии «Стандарт» предоставляется возможность трехмерного моделирования, редактирования в процессе работы с разных точек доступа, интеграции с прочими приложениями и экспорт\импорт в файлы многих расширений; эта разработка позволяет самостоятельно проектировать свои приложения для автоматизации выполнения работ проектировщиков, конструкторов. Среди дополнительных функций следует выделить возможность просматривать 3Д модель в перспективе, а также рендеринг не только полной сцены, но и ее частей.
ZW3D. Включает три версии: Standard, Lite, Professional. У каждого пользователя есть возможность выбрать подходящий вариант относительно своего уровня профессионализма и степени трудности задач. Универсальная CAD/CAM система разработана для 3Д моделирования, производства реверсивного инжиниринга и выполнения других видов работ, относящихся к созданию мастер-модели. В программе можно задавать материалы для прототипирования с целью анализа по толщине, коррекции дизайна, например, листового металла и много других полезных функций.
form•Z Pro. Программное обеспечение, которое идеально подходит для проектировщиков и дизайнеров мебели, интерьеров, домов, внутренних помещений и других объектов разного уровня сложности. Это мощный инструмент для создания твердотельных и поверхностных моделей в 3Д формате. Софт включает трансляторы IGES и Step, сетевой рендеринг, качественную визуализацию и другие полезные опции. Особенностью программы является структурированное моделирование для обработки органических уникальных форм. Объекты строятся на базе сетки, которая автоматически может растягиваться, сжиматься, при этом оставаясь параметрическими. Это упрощает контроль поверхности и ее дальнейшую корректировку.
form•Z free – для домашнего и коммерческого пользователя. В качестве обучающего варианта пользователи выбирают этот продукт. Он бесплатен, но с его помощью создают 3d модели, которые могут быть напечатаны на 3Д-принтере. ПО содержит много инструментов для работы, но не поддерживает плагин рендеринга. Интерфейс понятен на уровне интуиции, состоит из окон, панели инструментов, палитры и простого меню. Выбор деталей и построения автоматизирован, что предполагает облегчение задачи пользователю.
Для успешного прототипирования подбирайте удобные и мощные инструменты, чтобы выполнять сложнейшие задачи и развиваться в этой творческой, сложной работе. Делайте грамотный выбор и совершенствуйтесь.