Cómo la creación rápida de prototipos está revolucionando el mercado de diagnóstico
Como aprendimos al comienzo de la pandemia de la COVID-19, el panorama del mercado de diagnósticos puede cambiar de la noche a la mañana. La creación de nuevos dispositivos de diagnóstico requiere mucho tiempo, paciencia, esfuerzo y recursos, pero para seguir siendo competitivo en el mercado, un desarrollador debe moverse rápidamente a través de un largo proceso de creación de prototipos para garantizar que el dispositivo siga siendo relevante, cumpla con los requisitos reglamentarios y satisfaga las necesidades del usuario final cuando se lance. “Los prototipos son piezas físicas o ensamblajes que se acercan más a la final con cada iteración. Comenzando con maquetas conceptuales y construyendo hacia un prototipo funcional, cada prototipo sucesivo es un paso hacia un diseño final completamente diseñado”.
El desarrollo de productos requiere varios ciclos de creación de prototipos para crear, revisar y refinar un resultado que cumpla con las especificaciones del usuario final. Incluso con la creación rápida de prototipos, muchos aspectos pueden obstaculizar el progreso o aumentar los costos de desarrollo. Afortunadamente, varias tecnologías permiten a los desarrolladores de productos llevar más del proceso de creación de prototipos internamente y disminuir el tiempo y el dinero necesarios para superar las etapas iniciales de optimización.
Impresión 3D y fabricación aditiva
El uso de proveedores externos puede dar como resultado largos plazos de entrega y mayores costos debido a las colas y el envío. A través de la reciente aparición de las impresoras 3D, los ingenieros ahora pueden producir rápidamente prototipos de plástico o metal internamente, sin la necesidad de subcontratar o comprar herramientas costosas para cada iteración. En este proceso aditivo, el material se coloca capa por capa para traducir los datos 3D en un objeto físico. Todo el proceso puede tomar de minutos a horas, dependiendo de la complejidad del proyecto, lo que permite evaluar múltiples iteraciones en un solo día. La impresión 3D no solo acelera el flujo de trabajo y elimina los cuellos de botella, sino que también produce prototipos reproducibles de alta calidad que son lo suficientemente buenos para el producto final.
Por esta razón, muchas empresas, incluida GE, están utilizando la impresión 3D para la fabricación, un proceso conocido como fabricación aditiva. Este proceso se está volviendo cada vez más popular a medida que avanza la tecnología y los precios de los equipos bajan. Mediante el uso de la impresión 3D tanto para la producción como para la fabricación de prototipos, los ingenieros pueden elegir sus materiales a lo largo de todo el proceso de creación de prototipos, asegurando que los prototipos funcionales cumplan con los requisitos de la industria para la aplicación deseada.
Sin embargo, no todos los usos son adecuados para la impresión 3D. Los materiales utilizados para dispositivos médicos generalmente deben ser biocompatibles porque a menudo entran en contacto con el cuerpo humano. Y la tensión superficial de las piezas impresas en 3D puede ser diferente de la pieza de producción moldeada final, de modo que la impresión 3D no es una opción viable. Esto significa que hay una lista limitada de plásticos o metales adecuados para este uso, y estos materiales también pueden tener un método de fabricación preferido. En este caso, las alternativas durante la creación rápida de prototipos deben tener características similares al material final. Cualidades como la resistencia, elasticidad, durabilidad y resistencia a la temperatura, la humedad y el impacto son esenciales para incorporar durante los ciclos de creación rápida de prototipos lo antes posible.
Protoboards
Las tecnologías de creación rápida de prototipos, como las protoboards, también pueden disminuir el precio de cada prototipo y eliminar el requisito inicial de un costoso costo del equipo e incluso reducir el tiempo de desarrollo general. Las protoboards, también conocidas como placas de pruebas sin soldadura, son placas de plástico delgadas que se utilizan para sostener componentes electrónicos que están conectados entre sí. Los componentes se conectan a la placa, creando patrones de circuito que se pueden reorganizar sin dañar los componentes. A diferencia de la placa de circuito impreso, las protoboards no requieren soldadura, por lo que el costoso software CAD o el equipo de soldadura son innecesarios hasta la etapa de prototipo funcional. Estas herramientas no son ideales para productos comerciales o circuitos complicados, pero son útiles para la mayoría de los usos y son reutilizables para diferentes proyectos.
Los desarrolladores deben supervisar el rendimiento de los prototipos durante todo el proceso de diseño para garantizar que el producto final cumpla con las especificaciones del usuario final. La caracterización de pruebas es una especificación de rendimiento de referencia utilizada como punto de referencia durante la creación rápida de prototipos, y desempeña un papel vital para mantener el programa de desarrollo en marcha. Las especificaciones ayudan a los desarrolladores a verificar que los cambios realizados en un nuevo prototipo no afectaron negativamente al rendimiento.
Cupones de prueba
Los cupones de prueba evalúan una característica aislada y específica de alto riesgo del producto final, evaluando las capacidades, dimensiones o diseño de la característica que afectan el rendimiento final. Encontrar formas de ensamblar los componentes juntos para probarlos en la protoboard es un aspecto crítico para lograr prototipos comprobables. Creados utilizando métodos de creación de prototipos, los cupones de prueba se ensamblan utilizando métodos de ensamblaje rápido y se prueban en protoboards, lo que garantiza tanto la velocidad como la calidad de los cupones. Estas herramientas integradas se centran en la resistencia, la soldadura, la corrosión, la conectividad eléctrica o la fabricación. Por ejemplo, los cupones de prueba pueden evaluar la calidad de un proceso de fabricación de placas de cableado impresas. En este caso, el cupón de prueba representa las condiciones reales del tablero para el revestimiento, el grabado y la laminación. Un cupón se encuentra en cada extremo para verificar la calidad de fabricación en todo el panel. Incluso se pueden incorporar múltiples cupones para probar diferentes variables.
Conclusión
Si bien la pandemia ha puesto de relieve cómo herramientas como las protoboards y las impresoras 3D han permitido a los desarrolladores llevar más del trabajo de desarrollo inicial internamente, el avance de estas tecnologías realmente ha revolucionado la industria en el futuro. Al incorporar cupones de prueba en los prototipos y caracterizar el rendimiento y las especificaciones de materiales desde el principio, los desarrolladores también han podido simplificar el proceso de transferencia de fabricación. La creación rápida de prototipos se ha vuelto invaluable para el desarrollo de dispositivos de diagnóstico al hacer que el proceso sea más rentable y eficiente.
