De la conception au prototypage : Elite Mold Tech assiste la fabrication sur mesure en petite série de casques VR pour applications médicales
Dans le domaine de la santé, les casques VR évoluent de la « technologie du futur » vers des scénarios de diagnostic et de traitement réels, démontrant un potentiel significatif, en particulier dans la formation à la réadaptation. Ils peuvent non seulement aider à traiter les problèmes de santé mentale comme l'anxiété et le trouble de stress post-traumatique, mais aussi jouer un rôle clé dans la neuroréadaptation, la gestion de la douleur et la récupération de la fonction motrice. Par exemple :
- Simuler des scénarios de la vie réelle pour les patients victimes d'AVC, en guidant les habiletés motrices fines et l'entraînement à la marche pour favoriser la neuroplasticité.
- Créer des environnements immersifs pour distraire les patients et réduire la perception de la douleur.
- Être utilisés pour la préparation psychologique préopératoire, aidant à atténuer l'anxiété et à améliorer l'observance du patient.
Avec les progrès technologiques, la demande d'appareils VR de qualité médicale personnalisés et très stables devient de plus en plus importante. Cependant, la transition de la mise en œuvre de la conception à la production en petite série est souvent un défi majeur pour les startups et les équipes de R&D. Aujourd'hui, en utilisant le projet récemment achevé par Elite Mold Tech de « casque VR de réadaptation médicale sur mesure » comme exemple, nous allons partager comment les services professionnels de prototypage rapide CNC peuvent rationaliser l'ensemble du processus, du prototypage à la production en petite série.
1. Aperçu du projet : Se concentrer sur la réadaptation médicale, répondre aux points sensibles de la « production en petite série »
1.1 Informations de base du projet
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Catégorie
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Détails
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Secteur de services
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Soins de santé (réadaptation psychologique)
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Positionnement du produit
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Casque VR professionnel pour la réadaptation psychologique et neurologique
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Exigences de base
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50 prototypes pour vérification + 500 unités pour la production en petite série
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Technologies clés
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Usinage de métaux CNC, traitement des plastiques, moulage sous vide, moulage par injection rapide d'aluminium
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Matériaux principaux
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Alliage d'aluminium AL6061, composite ABS+PC
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Traitement de surface
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Peinture et anodisation professionnelles
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Délai de livraison
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15 jours pour le prototypage + 30 jours pour la production en petite série
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1.2 Défi du client
Ce client est une startup spécialisée dans le domaine de la santé mentale. Son casque VR doit répondre aux normes rigoureuses des milieux médicaux, garantissant la stabilité structurelle et le confort tout en maîtrisant les coûts pour la production en petite série. Avant le début du projet, le client a été confronté à deux défis majeurs :
- Équilibrer la qualité et le coût des prototypes: 50 prototypes étaient nécessaires pour vérifier la faisabilité de la conception. Cependant, la conception impliquait un grand nombre de composants (6 pièces métalliques + 44 pièces en plastique), et une sélection de processus inappropriée pouvait facilement entraîner des dépassements de coûts ou une précision inférieure aux normes.
- Passer à la production en petite série: Après que les prototypes ont réussi les tests, la production de 500 unités devait être rapidement augmentée. Comment éviter les coûts de moules élevés et la faible efficacité de la production avec un budget limité est devenu crucial.
Elite Mold Tech, avec plus de 10 ans d'expérience en prototypage rapide CNC et en usinage sur mesure, a fourni au client une solution de bout en bout (de l'évaluation de la conception à la production en petite série en passant par le prototypage et la vérification de l'assemblage), permettant finalement une mise en œuvre efficace du projet.
2. Phase de vérification du prototype : Une sélection précise ouvre la voie à la production de masse
L'objectif principal de la vérification du prototype est d'identifier les problèmes de conception et de vérifier la faisabilité du processus. Négliger les détails à ce stade peut entraîner des risques de reprise lors de la production de masse ultérieure. Nous avons fourni au client une solution de prototypage rentable en trois étapes clés :
2.1 Étape 1 : Évaluation de la conception pour prévenir les risques de fabrication
Après que le client a fourni des dessins de conception complets, notre équipe d'ingénieurs a mené une analyse complète :
- Analyse structurelle: Sur les 50 composants, les pièces métalliques (par exemple, le support du bandeau) assurent le soutien et la fixation ; les pièces en plastique (par exemple, les composants d'adaptation au visage) doivent équilibrer l'allègement et le confort ; certaines pièces nécessitent également un traitement de surface pour améliorer la qualité.
- Évaluation des risques: Nous avons découvert des problèmes critiques :
- Certaines pièces en plastique avaient une épaisseur de paroi inégale (la plus fine à seulement 0,8 mm), et l'usinage CNC direct pouvait facilement provoquer une déformation.
- La tolérance d'assemblage pour les pièces métalliques et plastiques est de ±0,05 mm, ce qui nécessite une planification préalable de la précision d'usinage.
Sur la base de cette analyse, nous avons fourni au client trois Recommandations de conception pour la fabricabilité (DFM) (par exemple, optimisation de l'épaisseur de la paroi en plastique à 1,2 mm, ajustement de l'angle de l'interface d'assemblage métallique) pour réduire les difficultés de fabrication ultérieures dès le départ.
2.2 Étape 2 : Sélection des matériaux et des procédés – Équilibrer le coût, la précision et l'efficacité
Les moules de qualité production ne sont pas nécessaires pendant la phase de prototypage, la sélection des procédés nécessite donc une plus grande flexibilité. Nous avons développé des plans distincts pour les pièces métalliques et plastiques :
Pièces métalliques (6 au total)
- Recommandation de matériau: Alliage d'aluminium AL6061 (rentable, facile à usiner, répond aux exigences de résistance et de légèreté des équipements médicaux).
- Sélection des procédés: Usinage de précision CNC + anodisation. Cette combinaison améliore non seulement la dureté de surface et la résistance aux rayures, mais permet également une finition mate personnalisable, adaptée aux scénarios médicaux, car elle empêche l'éblouissement qui peut affecter l'expérience visuelle VR.
Pièces en plastique (44 au total)
L'usinage CNC de 50 ensembles (2 200 pièces en plastique au total) prendrait plus de 20 jours et serait coûteux. Nous avons recommandé le moulage sous vide (en utilisant un matériau en résine avec des propriétés similaires à l'ABS) pour les avantages suivants :
- Faible coût des moules : Un moule en silicone ne coûte que 1/5 d'un moule en métal et peut produire 15 à 20 pièces par moule.
- Haute efficacité : 50 ensembles de pièces en plastique peuvent être complétés en seulement 7 jours.
- Dimensions précises : La précision dimensionnelle atteint ±0,1 mm, répondant pleinement aux exigences d'assemblage.
2.3 Étape 3 : Vérification de l'assemblage pour anticiper les « problèmes d'ajustement »
Après avoir terminé le traitement des pièces, nous n'avons pas procédé directement au traitement de surface, mais nous avons effectué des tests de pré-assemblage (un détail crucial dans la phase de prototypage) :
- Nos ingénieurs ont assemblé les pièces métalliques et plastiques non traitées selon les normes d'assemblage du client, en vérifiant les tolérances serrées (par exemple, la rotation en douceur du support du bandeau et du bouton de réglage, l'ajustement de l'ensemble de la pièce faciale à la tête).
- Deux problèmes d'assemblage ont été découverts :
- Un écart excessif de 0,15 mm entre le support métallique et le connecteur en plastique.
- Un clip en plastique faible et sujet à la casse.
- Nous avons rapidement ajusté les paramètres de traitement :
- Augmentation de la précision d'usinage CNC des pièces métalliques à ±0,03 mm.
- Ajout de nervures de renfort aux clips en plastique.
Après une nouvelle production et une nouvelle vérification, toutes les pièces se sont correctement ajustées. Enfin, après le traitement de surface (anodisation pour les pièces métalliques, peinture professionnelle pour les pièces en plastique), 50 prototypes ont été livrés au client en 15 jours. Les tests ont montré une conformité fonctionnelle à 100 % et une note de satisfaction esthétique de 9,5/10.
3. Phase de production en petite série : Traitement flexible, réduction des coûts et amélioration de l'efficacité
Le client a vivement félicité la qualité du prototype. Après avoir optimisé la conception, une série de production en petite série de 500 ensembles a été lancée. L'objectif principal de cette phase était d'améliorer le processus de prototypage pour répondre aux exigences de la petite série, en assurant la maîtrise des coûts et l'efficacité de la production afin d'éviter les retards de lancement sur le marché.
3.1 Pièces métalliques : Adhérer à l'usinage CNC, rejeter les coûts inefficaces
Généralement, la coulée sous pression est le procédé préféré pour la production de masse de plus de 500 pièces en alliage d'aluminium. Cependant, ce projet ne nécessitait que 200 pièces métalliques. L'utilisation de moules de coulée sous pression coûterait entre 30 000 et 50 000 yuans, ce qui, réparti sur 200 pièces, augmenterait considérablement le coût par pièce.
Par conséquent, nous avons recommandé de continuer avec l'usinage CNC et d'améliorer l'efficacité grâce à deux optimisations :
- Optimisation du trajet d'usinage: A consolidé les processus d'usinage pour plusieurs pièces métalliques, réduisant les changements d'outils et augmentant la production quotidienne par machine de 30 %.
- Approvisionnement en vrac des matières premières: A signé un accord d'approvisionnement en petite série avec le fournisseur d'alliage d'aluminium, réduisant les coûts des matières premières de 15 %.
En fin de compte, le coût par pièce était 20 % inférieur à celui d'une solution de coulée sous pression.
3.2 Pièces en plastique : Moulage par injection rapide de moules en aluminium pour préparer la future production de masse
La production de 500 ensembles de pièces en plastique (44 unités/ensemble) totalise 22 000 unités. Bien que le moulage sous vide soit rentable, il a une durée de vie limitée des moules (chaque moule en silicone peut produire un maximum de 20 pièces), ce qui nécessite 1 100 moules. Ce n'est pas seulement inefficace, mais cela risque également d'entraîner des dimensions de pièces incohérentes en raison des variations des moules.
Compte tenu du budget limité du client et des besoins potentiels d'expansion de la production future, nous avons recommandé le procédé de moulage par injection rapide de moules en aluminium pour trois avantages principaux :
- Avantage de coût: Le coût de production d'un moule en aluminium rapide ne représente que 1/3 de celui d'un moule en acier traditionnel (environ 15 000 yuans par ensemble), et sa durée de vie peut atteindre 10 000 à 20 000 pièces, ce qui répond pleinement aux besoins de production de 22 000 pièces.
- Amélioration de l'efficacité: A intégré quatre pièces en plastique structurellement similaires (par exemple, de petits accessoires pour l'assemblage facial) dans un seul moule en aluminium, permettant de produire quatre pièces différentes en un seul processus de moulage par injection, ce qui a multiplié par quatre l'efficacité de la production.
- Qualité stable: Le processus de moulage par injection offre une plus grande cohérence dimensionnelle des pièces (tolérance de ±0,08 mm). La résistance du matériau ABS+PC est supérieure de 25 % à celle de la résine moulée sous vide, ce qui le rend plus adapté aux exigences d'utilisation à long terme des équipements médicaux.
3.3 Résultat final
Toutes les pièces pour 500 casques VR ont été produites, assemblées et contrôlées qualité en 30 jours. Après la livraison au client, les produits ont réussi les tests cliniques médicaux, jetant les bases du lancement commercial ultérieur.
Résumé du projet : Elite Mold Tech, votre partenaire de la conception à la production
De 50 prototypes à la production en petite série de 500 ensembles, Elite Mold Tech donne toujours la priorité aux besoins des clients. Grâce à une sélection de procédés professionnels et à la maîtrise des coûts, nous aidons les clients à surmonter trois défis majeurs :
- Mise en œuvre de la conception: L'intervention précoce dans l'évaluation de la conception et la fourniture de recommandations de conception pour la fabricabilité (DFM) évitent le problème de la conception « belle mais non manufacturable ».
- Maîtrise des coûts:
- A remplacé l'usinage CNC par le moulage sous vide dans la phase de prototypage, réduisant les coûts des pièces en plastique de 30 %.
- A remplacé les moules en acier traditionnels par des moules en aluminium rapides en production de masse, réduisant les coûts des moules de 60 %.
- Garantie d'efficacité: Cycles de livraison strictement contrôlés (15 jours pour les prototypes, 30 jours pour la production de masse), soit une réduction de 20 % par rapport à la moyenne du secteur.
Que vous soyez une startup médicale ou une équipe de R&D nécessitant un traitement personnalisé, Elite Mold Tech s'appuie sur des technologies de base (usinage de métaux CNC, traitement des plastiques, moulage sous vide, moules en aluminium rapides) pour vous fournir des solutions de bout en bout, de la conception au post-traitement. Pour plus de solutions de traitement personnalisées, veuillez nous contacter :
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