L'intero processo di progettazione di parti in plastica

È possibile concettualizzare, progettare e sviluppare componenti in plastica nel modo più efficiente, ma ci sono diverse fasi (alcune delle quali si sovrappongono l'una con l'altra) che devono essere completate prima di poterlo fare.

Ecco come è progettato il pezzo in termini semplici.

Determinare le esigenze degli utenti finali.
Schizzo del concetto
Scegliere i materiali
Disegnare la parte con i materiali
Scegliere il materiale giusto
Semplificare la produzione
Prototipo
Strumenti e produzione

Il processo di progettazione può coinvolgere diverse attività che si svolgono contemporaneamente, ma che vengono discusse separatamente in fasi diverse.

Definizione dei requisiti dell'utente finale

Una descrizione completa e approfondita delle specifiche e dei criteri di utilizzo finale viene fornita durante l'intero processo di sviluppo del prodotto.
Gli ingegneri e i progettisti creeranno il prodotto sulla base di questi requisiti, che rappresentano la prima fase del processo di costruzione.
Non è possibile utilizzare prodotti non conformi.
Un prodotto dovrebbe essere progettato in base all'uso finale previsto, piuttosto che alla sua qualità.
Quando si definiscono i prodotti solidi, si devono usare termini come "forte" o "chiaro". Poiché non è così semplice, determinare l'aspetto e la resistenza di un prodotto è molto più impegnativo.
Tuttavia, nonostante tutti i possibili usi di un prodotto, il suo utilizzo può essere difficile da misurare se si considera il potenziale uso improprio di quel prodotto. In generale, si applica alla sostituzione di prodotti esistenti con altri nuovi (ad esempio, sulla base di una conversione in metallo), ma non alla produzione di prodotti completamente nuovi.

Può essere difficile prevedere specifiche come queste.
L'obiettivo di questa fase è tipicamente quello di creare prototipi (o modelli) per garantire che la comprensione delle specifiche di utilizzo finale sia completa.
È necessario prendere in considerazione una serie di fattori, tra cui il carico strutturale, l'ambiente, le specifiche dimensionali e i requisiti standard.
Ci sono diversi fattori da considerare e definire quando si tratta di tipi di carico, velocità, tempi e frequenza di carico. Considerare il carico durante il montaggio, il trasporto, lo stoccaggio e l'utilizzo del prodotto. I componenti in plastica sono spesso progettati per garantire che, quando un prodotto viene spedito e immagazzinato, sia imballato correttamente.
Oltre a valutare le situazioni di carico tipiche del pezzo, il produttore deve considerare anche gli scenari peggiori. È fondamentale determinare quale lato del carico sarà più colpito in caso di guasto.
È più probabile che i prodotti progettati male si guastino, mentre quelli che non sono stati presi in considerazione per l'uso improprio si guastano a loro volta. Per i progettisti di prodotti è particolarmente importante assicurarsi che i loro progetti siano affidabili quando un fallimento può causare gravi lesioni.
Poiché le proprietà dei materiali plastici sono estremamente sensibili alle condizioni ambientali, è essenziale specificare le condizioni ambientali previste per l'uso. Oltre all'esposizione alle radiazioni e all'umidità relativa, sono necessari anche un ambiente chimico e una temperatura. Quando si assemblano e si immagazzinano gli articoli, occorre esaminare attentamente le condizioni ambientali da rispettare (forni per l'indurimento di vernici, acidi, adesivi, ecc.). È sconsigliata una temperatura sufficientemente alta per lo scorrimento o la degradazione ossidativa, così come è sconsigliata una temperatura sufficientemente bassa per lo scorrimento.
Anche in questo caso, la chiave per prevenire l'uso improprio è la previsione, la formulazione degli scenari peggiori e la specificazione dei requisiti in anticipo. Le sostanze chimiche contenute nel prodotto e gli eventuali rischi di esposizione ai raggi UV devono essere chiaramente indicati se il prodotto è destinato all'uso esterno.
Le misure dei pezzi in plastica, così come le loro finiture superficiali, sono spesso critiche per ragioni pratiche. I costi di attrezzaggio e di sviluppo sono significativamente influenzati dalle differenze di tolleranza di misura.
In alcune applicazioni, le materie plastiche sono regolamentate da determinati enti. È importante sapere quale agenzia è responsabile di un determinato prodotto.
Se si segue correttamente questa fase, la conformità a questi standard dovrebbe essere semplice. È possibile verificare il grado di un materiale (infiammabilità, qualità alimentare, ecc.) o lo standard di prestazione (schermatura EMI, ad esempio).
Per valutare un prodotto sono spesso necessari prototipi o pre-produzione.
Nella prima fase di sviluppo vengono specificati anche il costo massimo del prodotto e l'intervallo di sostituzione.
L'obiettivo del team di sviluppo del prodotto è quello di sviluppare un prodotto attraente e conveniente (cioè il design più efficiente). Allo stesso modo, devono essere quantificati anche altri vincoli legati al mercato, come le dimensioni, il colore e la forma. Poiché i valori estetici sono difficili da quantificare, i modelli (prototipi senza componenti funzionali) sono un ottimo modo per comunicarli.
Un'azienda deve anche considerare la durata del materiale e il tipo di materiale da utilizzare.
È fondamentale progettare i prodotti e i processi in modo che abbiano i costi più bassi possibili (cioè i progetti più efficienti). I vincoli di mercato, come il colore e le dimensioni, devono sempre essere comunicati ai consumatori.

Un primo schizzo concettuale

Una volta definiti i requisiti del prodotto, il team di sviluppo collaborerà con i designer industriali per creare i primi schizzi.

Questi schizzi sono spesso rendering 3D, piuttosto che disegni CAD.

Fig. 3.5

Evidenziare e dettagliare le aree del pezzo che richiedono particolare attenzione. È importante stabilire se una particolare dimensione o funzione sono fisse o variabili.

Le funzioni fisse sono quelle in cui il progettista non può esprimere la propria creatività sul design del prodotto (ad esempio, dimensioni stabilite da uno standard). Una funzione variabile viene progettata nella fase appropriata.

La Fig. 3.5 mostra un tipico ugello di un tubo da giardino.

Il compito è quello di progettare un ugello in plastica. È possibile che 10 progettisti progettino l'ugello a nasello partendo dalle stesse specifiche.

Poiché alcune dimensioni sono stabilite dagli standard, non c'è spazio per la creatività o le variazioni. Poiché queste dimensioni sono stabilite dagli standard, ad esempio, le dimensioni interne della filettatura di ingresso rimarranno invariate.

Altre caratteristiche, tuttavia, possono variare notevolmente da un progetto all'altro, tra cui la forma e il modo in cui il prodotto chiude il flusso dell'acqua.

L'ugello della Fig. 3.5 è molto simile a quello in plastica. Molto probabilmente, i progettisti di parti in plastica sono stati fortemente influenzati dai progetti in metallo.

L'altro ugello in plastica, tuttavia, ha un design completamente diverso da quello della Fig.3.5. Questo prodotto ha un'immagine completamente diversa.

In un'applicazione di ricambio come questa, è meglio seguire le specifiche del pezzo esistente.

I progettisti avranno difficoltà a copiare il design esistente una volta constatata la funzionalità dei componenti metallici.

I progettisti che non pensano fuori dagli schemi hanno meno probabilità di essere innovativi e creativi. Questo può portare a riduzioni significative dei costi o della qualità, oltre che a miglioramenti qualitativi.

Inoltre, la mancanza di un'analisi completa dei prodotti della concorrenza può aumentare le possibilità di violazione di disegni e modelli brevettati.

Una volta determinati i requisiti di utilizzo finale di un pezzo, i progettisti possono iniziare a cercare i materiali plastici adatti da utilizzare nel processo di selezione e selezione dei materiali. Le decisioni vengono prese in base alla rispondenza delle caratteristiche fisiche di un determinato materiale plastico a quelle stabilite dall'utente finale.

Il numero di materiali plastici disponibili è mai stato così elevato, offrendo ai progettisti l'opportunità di trovare il materiale ideale per i loro progetti.

Per il processo iniziale di selezione del materiale, è solitamente utile identificare diversi potenziali candidati (ad esempio, 3-6 formulazioni/gradi specifici).

La scelta del materiale ideale può essere difficile a causa della vasta gamma di gradi disponibili. Al momento di prendere una decisione, è bene tenere conto delle proprietà che non possono essere modificate attraverso la progettazione, per individuare il materiale più adatto alle vostre esigenze applicative.

Queste caratteristiche non possono essere modificate: trasparenza, resistenza chimica e temperatura di rammollimento sono requisiti indiscutibili.

Lo stampaggio a iniezione del policarbonato, ad esempio, non è adatto alla produzione di contenitori per la benzina a causa della sua incapacità di resistere agli idrocarburi. Inoltre, a causa della sua natura opaca o traslucida, il polietilene ad alta densità non si presta bene alle applicazioni per finestre.

Purtroppo, in nessuno dei due casi è possibile trovare una soluzione definitiva riprogettando il pezzo.

I materiali	I produttori di materie plastiche spesso scelgono un tipo di plastica standard per un'applicazione simile o in base alle raccomandazioni dei fornitori. Tuttavia, queste resine potrebbero non essere ottimali. Nella scelta della plastica, sono molti i fattori da considerare, tra cui:
	Calore: lo stress creato da condizioni d'uso normali ed estreme e durante i processi di assemblaggio, finitura e spedizione.
	La resistenza chimica è una proprietà che influisce sulle prestazioni del pezzo in caso di contatto con solidi, liquidi o gas.
	Approvazioni delle agenzie: Standard sviluppati dal governo o dal settore privato per proprietà come la resistenza al calore, l'infiammabilità e le prestazioni meccaniche ed elettriche.
	Assemblaggio: Durante il processo di assemblaggio nella fabbrica di plastica, la plastica viene incollata, fissata meccanicamente e saldata.
	Finitura: Capacità del materiale di uscire dallo stampo con i valori estetici desiderati, come lucentezza e levigatezza.
	Prezzo: Il prezzo della resina, i costi di produzione, manutenzione, assemblaggio, smontaggio e altri costi per ridurre la manodopera, le finiture e gli strumenti.
	Accesso: La disponibilità di resina dal punto di vista della quantità necessaria per la produzione del produttore di plastica.
Bozza	Un angolo di sformo facilita la rimozione di un pezzo raffreddato e finito da uno stampo. Gli angoli di sformo sono un componente essenziale dello stampaggio a iniezione. Riducendo al minimo l'attrito durante il processo di rilascio del pezzo, è possibile ottenere una finitura superficiale uniforme e ridurre l'usura dello stampo nella fabbrica di plastica.
Bozza	L'angolo di sformo viene misurato in base alla direzione di trazione. La maggior parte dei progettisti suggerisce angoli di sformo di almeno 0,5° per la cavità e di 1,0° per l'anima per ottenere pezzi con uno sformo sufficiente. L'utensile deve essere progettato con un tiraggio maggiore se si desidera una superficie strutturata e superfici di chiusura in acciaio.
Spessore della parete	Anche lo spessore delle pareti dei pezzi stampati a iniezione è un fattore importante. Un pezzo stampato a iniezione da un fornitore di prodotti in plastica con uno spessore di parete adeguato e uniforme è meno soggetto a problemi strutturali ed estetici.
	La maggior parte delle resine ha uno spessore di parete tipico che va da 0,04 a 0,150. Tuttavia, si consiglia di ottenere le specifiche di spessore per il materiale scelto consultando uno stampatore a iniezione/ingegnere di progettazione e un produttore di materie plastiche.
	Lo spessore delle pareti deve essere analizzato durante il processo di progettazione per garantire che i pezzi non affondino, non si deformino o non diventino funzionali.
Costole	Le nervature, utilizzate per rinforzare le pareti dei pezzi stampati a iniezione senza aumentarne lo spessore, sono un componente prezioso nei pezzi stampati a iniezione. La progettazione delle nervature deve ridurre la lunghezza del flusso dello stampo quando si progettano pezzi complessi e garantire che le nervature siano collegate in modo appropriato per aumentare la resistenza del pezzo.
	Le nervature non dovrebbero superare i 2/3 dello spessore della parete, a seconda del materiale utilizzato. Le nervature più larghe possono creare problemi di affondamento e di progettazione. È normale che il progettista e il produttore di materie plastiche tolgano un po' di tessuto per ridurre il restringimento e mantenere la resistenza.
	Se l'altezza delle nervature supera 3 volte lo spessore della parete, il risultato potrebbe essere un pezzo corto/impossibile da riempire. Il posizionamento, lo spessore e la lunghezza delle nervature sono fattori critici per determinare la fattibilità di un pezzo nelle prime fasi di progettazione.
Cancello	In uno stampo, una porta è un punto in cui la plastica liquida fluisce al suo interno. I pezzi stampati a iniezione hanno almeno una porta, ma spesso sono prodotti con porte multiple. Le posizioni dei canali e dei gate influenzano l'orientamento delle molecole di polimero e il modo in cui il pezzo si restringe durante il raffreddamento. Di conseguenza, la posizione del gate influisce sul design e sulla funzionalità del pezzo.
	Il cancello deve essere posizionato alla fine di un pezzo lungo e stretto, se questo deve essere dritto. Si consiglia di posizionare il cancello al centro di parti che devono essere perfettamente rotonde.
	Con il contributo del team di produttori di materie plastiche, sarete in grado di prendere decisioni ottimali per quanto riguarda il posizionamento dei gate e i punti di iniezione.
Perno di espulsione	I perni di espulsione dello stampo (situati sul lato B/core dello stampo) sono utilizzati per rilasciare le parti in plastica da uno stampo dopo lo stampaggio. La progettazione e il posizionamento dei perni di espulsione devono essere presi in considerazione dai produttori di materie plastiche il più presto possibile durante il processo. Questo anche se di solito si tratta di una preoccupazione relativamente minore nelle prime fasi di progettazione. Indentature e segni possono derivare da un posizionamento scorretto dei perni di espulsione, per cui il loro corretto posizionamento deve essere preso in considerazione nelle prime fasi.
Perno di espulsione	I perni di espulsione si trovano in genere nella parte inferiore delle pareti laterali, a seconda del disegno, della struttura, della profondità e del tipo di materiale. Rivedendo il progetto, si può confermare che il posizionamento iniziale dei perni di espulsione era corretto. Inoltre, potreste apportare ulteriori modifiche per migliorare i risultati di produzione.
Lavello	I segni di affondamento possono comparire sulla parte in plastica stampata a iniezione durante lo stampaggio a iniezione quando il materiale si ritira maggiormente nelle aree più spesse, come le nervature e le bugne. In questo caso, il segno di affondamento è causato dal fatto che le aree più spesse si raffreddano più lentamente di quelle sottili e le diverse velocità di raffreddamento portano a una depressione sulla parete adiacente.
	I segni di affondamento si formano a causa di diversi fattori, tra cui il metodo di lavorazione, la geometria del pezzo, la selezione del materiale e la progettazione dell'utensile. La geometria e la scelta del materiale del pezzo potrebbero non poter essere modificate in base alle sue specifiche, ma esistono diverse opzioni per eliminare le aree di affondamento.
	L'affondamento può essere influenzato dalla progettazione dell'utensile (ad esempio, il design del canale di raffreddamento, il tipo e la dimensione della porta), a seconda del pezzo e della sua applicazione. Anche la manipolazione delle condizioni di processo (ad esempio, pressione di impaccamento, tempo, fase di impaccamento e condizioni) può ridurre l'affondamento. Inoltre, piccole modifiche all'utensile (ad esempio, schiumatura o assistenza al gas) possono ridurre l'immersione. È consigliabile consultare il proprio stampatore a iniezione e il produttore di materie plastiche in merito al metodo più efficace per ridurre l'immersione nei pezzi stampati a iniezione.
Linee di separazione	Per i pezzi più complessi e/o le forme complesse, è importante notare dove si trova la linea di divisione.
	La condivisione del progetto con lo stampatore a iniezione può influenzare notevolmente la produzione e la funzionalità del prodotto finito, poiché progettisti e stampatori tendono a valutare i pezzi in modo diverso. La sfida delle linee di divisione può essere affrontata in diversi modi.
	È importante essere consapevoli dell'importanza della linea di divisione quando si progetta il concetto iniziale, ma non ci si deve limitare a questo. È possibile individuare altre possibili posizioni utilizzando il software CAD e l'analisi del flusso dello stampo. Quando si lavora con uno stampatore a iniezione, si tiene conto dell'uso finale del pezzo e si aiuta a determinare la posizione delle linee di divisione.
Caratteristiche speciali	È essenziale progettare i pezzi in plastica in modo che gli stampi possano aprirli ed espellerli senza difficoltà. Gli stampi a iniezione rilasciano i pezzi separando i due lati in direzioni opposte. In alcuni casi può essere necessaria un'azione laterale, quando caratteristiche particolari come fori, sottosquadri o spalle impediscono il rilascio.
	Il carotaggio viene tirato in direzione opposta alla separazione dello stampo come azione laterale. In alcuni casi, i costi possono aumentare a causa di questa flessibilità nella progettazione dei pezzi.
	Quando progettate e sviluppate un prodotto, per voi (produttori di materie plastiche) è essenziale avere al vostro fianco lo stampatore a iniezione e l'ingegnere giusti. Lavorando con loro si possono evitare molti problemi. Integrando questi elementi nel processo di progettazione del prodotto e collaborando con un ingegnere specializzato in materie plastiche che abbia esperienza con questi materiali, l'obiettivo sarà quello di immettere il prodotto sul mercato nel modo più rapido ed economico possibile.

Queste caratteristiche possono essere utilizzate per accelerare il processo di selezione dei materiali plastici, eliminando intere famiglie di materiali con caratteristiche simili. In questo modo si elimina la necessità di molti potenziali candidati materiali plastici.

La scelta del materiale può essere complicata dalla presenza di rivestimenti, additivi e tecnologia di co-iniezione. I rivestimenti possono influire sulla resistenza chimica, sulla durezza e sulla resistenza all'abrasione, conferendo ai pezzi una finitura attraente.

La scelta del materiale deve sempre tenere conto dell'applicazione prevista; l'utilizzo di materiali inadatti come rivestimenti può complicare ulteriormente le cose.

La compoundazione, detta anche fusione, è una tecnica che consente di modificare le proprietà dei materiali plastici.

I polimeri possono essere progettati per migliorare le loro proprietà meccaniche, a condizione che venga rispettata la temperatura di applicazione appropriata.

I progettisti tengono tipicamente conto del modulo di un materiale quando lo scelgono per applicazioni di sostituzione del metallo.

I metalli rappresentano una sfida a causa della loro tenacità e rigidità; la maggior parte delle plastiche rigide, invece, tende a essere piuttosto fragile (ad esempio, molti tipi di vetro rinforzato che presentano sia rigidità che fragilità).

I polimeri tecnici con livelli di rinforzo inferiori o non rinforzati hanno spesso prestazioni migliori rispetto alle loro controparti rinforzate.

I valori di modulo bassi possono portare a un rapido scorrimento, ma la geometria del pezzo può ancora essere modificata (rendendo le nervature più profonde per adattarle).

Selezione del materiale all'inizio

In questo caso, le applicazioni possono trarre vantaggio dal confronto e dall'apprendimento di vari materiali candidati. Ogni materiale ha proprietà e geometrie diverse.

I progettisti possono prendere in considerazione applicazioni che comportano carichi statici o esposizione a solventi organici in polietilene ad alta densità, nylon 6/6 e polipropilene.

I progettisti tengono conto dei vantaggi di ciascun materiale quando lo scelgono. Ogni pezzo deve essere progettato meticolosamente prima di poter prendere una decisione definitiva sulla scelta del materiale. Inoltre, la quantità di energia consumata e i tempi di produzione di ciascun pezzo variano di conseguenza.

Il nylon 6/6 è più costoso per unità di peso o di volume rispetto al nylon 6, ma i vantaggi della riduzione dello spessore del materiale e dei tempi di ciclo più brevi possono parzialmente compensare questo costo unitario più elevato.

Fig. 3.6

La Figura 3.6 mostra geometrie di due parti con valori di rigidezza identici. Le sezioni hanno valori esatti di moduli e momenti d'inerzia (dove è possibile scegliere qualsiasi dimensione) adattati alle differenze di materiale.

Sebbene l'esempio fornito abbia una geometria semplice, altre caratteristiche geometriche potrebbero influire sulle prestazioni e sull'assemblaggio di un dispositivo, a seconda delle specifiche del materiale.

In questa fase, i progettisti non hanno bisogno di selezionare un materiale primario per la progettazione del prodotto. Tuttavia, i materiali flessibili possono essere utilizzati se si presenta un problema imprevisto più avanti nel processo di sviluppo, ad esempio durante la prototipazione e la produzione.

Purtroppo, sembra improbabile che uno di questi candidati possa svolgere il lavoro in modo adeguato.

I materiali presi in considerazione presentano ciascuno vantaggi e svantaggi. I progettisti possono avere un materiale preferito in base all'esperienza, che può essere utile quando si lavora con materiali familiari; tuttavia, altre opzioni possono essere più adatte.

Purtroppo, le decisioni basate esclusivamente sul costo dei materiali o della produzione spesso trascurano le prestazioni o altri vantaggi.

I candidati devono essere valutati in base ai costi di lavorazione, alle prestazioni nell'uso finale e alle caratteristiche generali di produzione.

I progettisti possono scegliere i materiali più appropriati valutando attentamente le loro proprietà e caratteristiche, utilizzando un sistema di classificazione quasi oggettivo.

Sebbene le singole valutazioni numeriche di una casa possano talvolta essere soggettive, credo che si basino su dati numerici reali.

Dopo aver preso in considerazione tutti i fattori, verrà utilizzato un processo semi-quantitativo per selezionare i migliori candidati materiali in base all'equilibrio.

Una volta scelti il progetto iniziale e il materiale, è necessario apportare modifiche per la produzione. L'esperienza degli ingegneri di processo e degli ingegneri degli utensili è preziosa in questo caso.

La stampabilità è essenziale nella progettazione dei pezzi. I progettisti devono considerare come le diverse fasi del processo di stampaggio a iniezione influenzino la geometria dei pezzi.

Ogni fase dello stampaggio a iniezione, dal riempimento dello stampo all'imballaggio, fino al raffreddamento e all'espulsione, ha i suoi requisiti specifici.

In pratica, il pezzo dovrebbe essere modificato con angoli di sformo per facilitare l'espulsione e il flusso del pezzo (e ridurre le concentrazioni di stress), raggi per migliorare il flusso e texture superficiale per migliorare l'aspetto visivo a causa della frantumazione del materiale dei segni di affondamento sul lato della parete delle nervature.

Queste sono solo alcune delle potenziali modifiche che potrebbero essere necessarie dal punto di vista della produzione.

Una volta apportate le modifiche, è importante valutarne l'effetto sulle prestazioni del pezzo per l'uso finale. Modifiche progettuali come l'aggiunta di angoli di sformo alle nervature possono avere un impatto significativo sulle deflessioni massime o sulle sollecitazioni causate dal carico di servizio.

La Figura 3.9 fornisce una lista di controllo per la progettazione del pezzo che può essere utilizzata durante la pianificazione o i controlli finali per garantire che tutti gli aspetti della produzione e dell'assemblaggio siano stati presi in considerazione.

In questa fase, di solito viene creato un prototipo del progetto finale del pezzo per verificarne la fattibilità di produzione e le prestazioni.

La prototipazione è essenziale perché tutti i processi (ad esempio le simulazioni di stampaggio o il lavoro di progettazione delle prestazioni) che sono stati fatti fino a questo punto sono puramente teorici.

I pezzi in plastica stampati richiedono un'attenzione particolare, poiché molti problemi legati alla produzione, come l'aspetto e la resistenza delle linee di saldatura, la deformazione, i segni di affondamento, ecc. non possono essere previsti in anticipo.

La prototipazione di pezzi a partire dal materiale di produzione desiderato è essenziale per ottenere risultati realistici. Ciò può comportare la costruzione di uno strumento (o unità) a cavità singola per i componenti più piccoli o di strumenti morbidi (di solito semplificati) per gli articoli più grandi.

La prototipazione può essere costosa e richiedere molto tempo. Tuttavia, è più efficace rilevare i problemi di produzione o di prestazioni nell'uso finale con una singola cavità o un utensile morbido piuttosto che con più cavità di utensili duri, per evitare una grossa rilavorazione in seguito.

Per ridurre le spese di rilavorazione degli utensili, è necessario attenersi alle pratiche di sicurezza dell'acciaio.

Lo stampaggio a iniezione a basso volume (la maggior parte è inferiore a 100 pezzi) è prezioso per testare le funzioni ingegneristiche e i processi di produzione. Ma esiste un altro tipo di prototipazione, molto più veloce: la prototipazione rapida. Questi modelli possono essere creati rapidamente (in poche ore o addirittura in pochi giorni) e servono come modelli preziosi per la comunicazione e per le funzionalità limitate molto prima della costruzione dell'utensile vero e proprio.

Dopo aver valutato e modificato i pezzi e gli utensili prototipo, si possono costruire utensili di pre-produzione o di produzione.

È frequente iniziare il lavoro di base sugli strumenti prima della scadenza per risparmiare tempo. Dopo che questi strumenti sono stati costruiti e testati, si può iniziare la produzione.