手板制作（Prototyping）是产品开发中的关键步骤，用于将设计概念转化为实物模型，验证外观、结构、功能等。以下是手板制作的详细流程和方法，结合不同工艺的特点和应用场景：

一、手板制作的核心步骤

需求分析

明确手板的用途（验证外观、结构、功能或装配）。

确定材料、尺寸、精度、数量等要求。

例如：电池收纳盒手板需测试尺寸是否合适、电池能否稳固放置、卡扣是否有效。

设计建模

使用3D建模软件（如SolidWorks、ProE、Fusion 360等）设计手板模型。

细化细节：如电池槽、卡扣、通风孔、标识等。

导出STL、STEP等格式文件，用于后续加工。

选择制作工艺

根据需求、材料、数量和预算选择适合的工艺：

3D打印：适合复杂形状、快速制作、小批量。

CNC加工：适合高精度、高强度材料（如金属、工程塑料）。

硅胶复模：适合基于现有模型的小批量生产。

手工制作：适合简易模型或概念验证。

制作与后处理

3D打印：设置切片参数（层高、填充密度等），打印模型。

CNC加工：编程后加工，注意刀具选择和转速控制。

后处理：去除支撑、打磨、抛光、喷涂等。

表面处理与印花

喷涂颜色、丝印Logo、激光雕刻标识等。

例如：电池收纳盒表面印刷品牌标志、电量标识或安全提示。

测试与验证

检查尺寸精度、装配是否顺畅、功能是否正常。

模拟实际使用场景（如装取电池、跌落测试等）。

根据测试结果优化设计，迭代制作。

二、常见手板制作工艺

1. 3D打印

优点：

速度快，成本低，适合复杂几何形状。

无需模具，支持个性化定制。

材料：PLA、ABS、树脂、尼龙等。

适用场景：

外观验证、结构测试、小批量功能性原型。

例如：电池收纳盒的快速制作。

注意事项：

避免层纹明显，调整层高和填充参数。

去除支撑结构时勿损坏模型。

2. CNC加工

优点：

精度高，表面质量好，适合高强度材料。

可加工金属（如铝合金、不锈钢）和工程塑料。

材料：铝、钢、POM、亚克力等。

适用场景：

精密零件、装配测试、功能性验证。

例如：机械结构手板、电子外壳。

注意事项：

编程需精确，避免过切或欠切。

选择合适的刀具和冷却液。

3. 硅胶复模

优点：

基于现有模型复制，成本低，适合小批量。

材料可选聚氨酯、环氧树脂等。

适用场景：

在3D打印或CNC加工模型基础上复制多个手板。

例如：相同设计的电池收纳盒多件制作。

注意事项：

硅胶模具需精细制作，避免缺陷。

控制材料的固化时间和温度。

4. 手工制作

优点：

灵活低成本，适合简单结构或紧急需求。

材料：泡沫板、卡纸、木材、黏土等。

适用场景：

概念验证、临时展示模型。

例如：简易电子产品外壳的手板。

三、手板制作实例：电池收纳盒

设计：

使用SolidWorks设计电池收纳盒模型，设置电池槽尺寸、卡扣、通风孔。

导出STL文件。

3D打印：

选择PLA材料，设置层高0.2mm、填充密度20%。

打印完成后去除支撑结构。

后处理：

打磨表面，去除层纹。

喷涂哑光黑色漆，增强质感。

印花：

使用丝网印刷在盒盖印刷品牌Logo和电池正负极标识。

激光雕刻“Made in China”字样。

测试：

装入电池，测试卡扣是否稳固，装取是否顺畅。

检查密封性（如需防水）。

四、手板制作的关键注意事项

精度控制：

根据用途选择合适工艺（如CNC加工精度高，3D打印层高影响精度）。

使用量具（卡尺、千分尺）检测关键尺寸。

材料选择：

根据用途选择材料（如耐高温、透明、柔韧等）。

考虑材料与印花/涂层的兼容性。

表面处理：

打磨、抛光提升外观和触感。

喷涂保护漆增强耐磨性。

成本与时间平衡：

3D打印适合快速验证，CNC加工适合高精度需求。

批量制作可选择硅胶复模降低成本。

五、总结

手板制作是产品设计到量产的必经环节，通过选择合适的工艺（3D打印、CNC加工等）和精细的后处理（打磨、印花等），可以高效验证设计并优化产品。对于电池收纳盒等小型产品，3D打印是最快速且低成本的选择，而CNC加工则适合高精度或金属材质的需求。