Wie können Sie die Produktentwicklungskosten für Ihr Unternehmen senken?

Schon die Handwerker und Erfinder der Antike erkannten den Wert des Prototypenbau und Produktentwicklung im Rahmen der Entwicklung neuer Produkte. Bevor sie die notwendigen Anpassungen vornahmen, um die eigentlichen Erzeugnisse gemäß den Bauplänen herzustellen, entwickelten sie grobe, aber voll funktionsfähige Nachbildungen ihrer Konzepte.

So früh und so eindeutig wie möglich im Projektverlauf müssen die Merkmale und Funktionen festgelegt werden. Während der Prototypen- oder Produktentwicklungsphase wird geprüft, ob das potenzielle Produkt alle festgelegten Eigenschaften und Merkmale aufweist. In dieser entscheidenden Phase können die Aspekte jedoch noch weiter optimiert werden, als ursprünglich geplant. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass die Entwickler aus verschiedenen Gründen – darunter die Herstellbarkeit und finanzielle Einschränkungen – beschließen, auf bestimmte Merkmale zu verzichten.

Auch wenn die endgültige Version eines Produkts geringfügig vom ursprünglichen Konzept abweichen mag, muss sie dennoch den Bedürfnissen ihrer Zielgruppe entsprechen. Die weit verbreitete Nutzung von CAD-Tools (Computer-Aided Design) durch CAD-Dienstleistern Fachleute, Ingenieure und Fertigungsspezialisten eingesetzt werden, hat die Produktentwicklung in der heutigen Hardware- und Forschungs- und Entwicklungsbranche vereinfacht.

01Welche Prototyping-Technik und in welchem Umfang?

Dafür gibt es keine einfache Lösung. Die Kosten werden von mehreren Faktoren bestimmt, wobei die Produktentwicklungsmethode einer der wichtigsten ist. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, darunter:

• Weißes Modell: Eine einfache, nicht funktionsfähige visuelle Darstellung eines Entwurfs aus Modelliermasse oder als festes Konstrukt. Der Prototypenbau kann weniger als einen Tag in Anspruch nehmen. Das additive Fertigungsverfahren des 3D-Drucks wird genutzt, um Prototypen mit minimaler Funktionalität, feinen Details und Texturen herzustellen.
• Eine präzisere 3D-Drucktechnik, bei der ein UV-Laser und UV-härtendes Harz zum Einsatz kommen, ist die Stereolithografie (SLA). Aufgrund der schmalen Fokusbreite des Lasers im Vergleich zur größeren Düsengröße beim FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) ist eine präzise Prototypenfertigung möglich.
• SLS-Maschinen verwenden pulverförmige Materialien, die mithilfe von Lasern unterschiedlicher Leistung geschmolzen, verschmolzen oder gesintert werden. Diese Maschinen gehören zu den teureren Varianten der 3D-Drucktechnologie. Mit diesem Verfahren lassen sich präzise Prototypen mit komplexer Geometrie und miteinander verbundenen Bauteilen herstellen.
• Die Mikrobearbeitung ist ein subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem CNC- und EDM-Maschinen (Elektroerosionsbearbeitung) zum Einsatz kommen. Zur Herstellung des Prototyps wird ein einzelnes Stück aus robustem Material, beispielsweise Metall, verwendet.
• Vakuumguss: Anhand von Prototypen werden Silikonformen hergestellt. Mit diesen Formen werden dann identische Teile gefertigt. Das Endergebnis sind Bauteile in Fertigungsqualität. Zudem besteht die Möglichkeit des Metallgusses.
• Beispiele für Prototypenwerkzeuge sind Urethan-, Weich- oder Serien-Spritzgusswerkzeuge. Mit Prototypenwerkzeugen werden Kunststoffteile mit Hartwerkzeugen hergestellt, während Weichkunststoff besser für erste Muster geeignet ist und die Serienfertigung sich für endgültige Prototypen mit engeren Toleranzen eignet.

Im Gegensatz zum subtraktiven Prototyping, bei dem Material hinzugefügt wird, wird beim additiven Prototyping Material abgetragen. Beide Verfahren können in der Produktion eingesetzt werden. Es gibt zudem eine hybride Strategie, die beide Ansätze nutzt, wie beispielsweise beim Polieren eines 3D-gedruckten Objekts. Sowohl die additiven als auch die subtraktiven Verfahren sind kostengünstig, jedoch nur für die Prototypenfertigung in begrenzten Stückzahlen, insbesondere wenn das Produkt spezifische Komponenten erfordert, die schwer herzustellen oder in Serie zu produzieren sind.

02Warum sollten Hardware-Prototypen gebaut werden?

Durch den Bau von Prototypen erhält das Design- und Entwicklungsteam zusätzliche Einblicke in die Funktionalität des Produkts, bevor dieses an die Fertigungslinie für elektrische Geräte (oder auch für jede andere Art von Produkten) übergeben wird. Das Team gewinnt wichtige Erkenntnisse und erhält ein besseres Verständnis für potenzielle Probleme sowie für die Vor- und Nachteile des Produkts im täglichen Gebrauch – unabhängig davon, ob der Prototyp erfolgreich ist oder wie erwartet funktioniert. Sind weitere Verbesserungen erforderlich, kann das Team entsprechende Vorschläge unterbreiten, um das Ausfallrisiko weiter zu senken.

Bei der Produktentwicklung mithilfe von CAD mag das Ergebnis auf dem Computerbildschirm attraktiv erscheinen. Es lässt sich jedoch nicht vorhersagen, ob das Produkt unter realen Einsatzbedingungen funktionieren wird, bis das digitale Konzept in ein physisches Produkt umgesetzt wurde. Die Produktentwicklungskosten umfassen sowohl „Prototypen“ als auch „Endprodukt“-Versionen, doch diese Phase ist notwendig. Es ist besser, Konstruktionsfehler vor der Produktion zu entdecken, als nach der Markteinführung des Produkts von vorne beginnen zu müssen.

03Kosten für die Hardware-Prototypenentwicklung

Auch hier handelt es sich um eine Frage, auf die es zahlreiche mögliche Antworten gibt. Wenn Sie an ein bestimmtes Produkt denken, erhalten Sie präzise Antworten. Die gute Nachricht ist, dass Unterhaltungselektronik im Vergleich zu Industrie- und Medizinprodukten grundsätzlich kostengünstiger ist und sich schneller als Prototyp realisieren lässt.

Da jedes Produkt hinsichtlich des Produktionsbudgets mit gewissen Schwierigkeiten verbunden ist, können die Preise für die Prototypenentwicklung erheblich variieren. Ein professionell gefertigter Hardware-Prototyp eines Unterhaltungselektronikprodukts kostet, vereinfacht ausgedrückt, zwischen 300 und bis zu 100.000 US-Dollar.

04Wie hoch ist der Stundensatz für die Produktentwicklung?

Die meisten Prototypenhersteller würden den Schwierigkeitsgrad berücksichtigen, bevor sie ihre Preise auf Projektbasis festlegen. Nur sehr wenige würden einen Stundensatz zur Schätzung der Gesamtkosten heranziehen. Der ideale Stundensatz für ein Konstruktionsbüro in den USA liegt zwischen 50 und 200 US-Dollar. Neben Mitarbeitern, die administrative Unterstützung leisten, beschäftigt das Unternehmen häufig Ingenieure aus den Bereichen Software, Elektronik und Maschinenbau.

05Sollten Sie Einzelpersonen oder ein Designbüro beauftragen?

Je nachdem, wen Sie mit der Herstellung des Prototyps beauftragen, kann es zu erheblichen Unterschieden hinsichtlich der Fertigstellungszeit, der Kosten und der Qualität kommen.

Wenn Sie sich mit der Produktentwicklung noch nicht auskennen, beauftragen Sie ein Unternehmen für Hardwareentwicklung. Sie verfügen nicht über ein Netzwerk von Branchenexperten, und der Aufbau eines Teams würde viel Zeit in Anspruch nehmen. Wenn Kosten keine Rolle spielen, können die Kosten für Prototypen von Unterhaltungselektronik in den fünfstelligen Bereich steigen. Im Laufe des gesamten Prozesses können zahlreiche Iterationen erforderlich sein.

Wenn eine zügige Fertigstellung erforderlich ist, können die Fachkräfte eines Planungsbüros die Aufgabe in der Regel schneller erledigen. Ein etabliertes Unternehmen verfügt höchstwahrscheinlich neben seinem eigenen Kompetenzpool auch über Verbindungen zu zuverlässigen Zulieferern.

Wenn Software im Mittelpunkt steht, können sich Hardware-Prototypen auch auf das äußere Gehäuse eines Produkts beziehen. Es empfiehlt sich, ein Designunternehmen mit der Herstellung des physischen Prototyps zu beauftragen, wenn Ihr Kerngeschäft in der Entwicklung von Software besteht, damit Sie sich auf Ihr Kerngeschäft konzentrieren können.

Hier finden Sie eine Auswahl von Unternehmen in den Vereinigten Staaten und Kanada, die vom in Washington, D.C., ansässigen Marktforschungsunternehmen Clutch aufgelistet wurden, damit Sie sich ein gutes Bild davon machen können, wie viel ein Hardware-Entwicklungsunternehmen für Prototypenbau-Dienstleistungen berechnet.

Wie kann Monarch Innovation Ihnen helfen?

Die unabhängigen Experten von Monarch Innovation verfügen über die erforderlichen Kompetenzen und Kontakte, um Sie bei folgenden Aufgaben zu unterstützen: 3D-Modellierung und Ihnen die Dienstleistungen in den Bereichen Fertigung, Rapid Prototyping und 3D-Druck zu vermitteln, die Sie benötigen, um Ihr Produkt auf den Markt zu bringen. Wenn Sie sich an uns wenden hilft Ihnen, Zeit zu sparen! Bringen Sie Ihr Projekt zu Ihrem bevorzugten Hersteller. Holen Sie sich ein Angebot oder sehen Sie sich die Funktionsweise an.