Was ist Rapid Prototyping?
Mithilfe des 3D Drucks lassen sich schon früh in der Entwicklung unkompliziert und sehr schnell einzelne Prototypen herstellen. Diesen Vorgang bezeichnet man in der Fertigungstechnik als Rapid Prototyping. So lassen sich bereits vor dem Start einer Serienfertigung einzelne Objekte fertigen oder vervielfältigen - zum Beispiel durch 3D Scannen eines Produktmusters. Genutzt wird das Verfahren überwiegend in der Automobilindustrie, aber auch im Maschinenbau.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Rapid Prototyping bezeichnet die schnelle Herstellung eines Musters, eines Bauteil-Modells oder einer Baugruppe anhand von CAD-Dateien.
Die Kosten von Rapid Prototyping lassen sich leider nicht so allgemein beschreiben, da diese von einer ganzen Reihe von Faktoren abhängen, darunter Materialverbrauch, Drucklaufzeit oder etwaige Vor- und Nachbearbeitungszeit.
Rapid Prototyping lässt sich mit sehr verschiedenen 3D Druckverfahren umsetzen, darunter insbesondere Selektives Lasersintern (SLS-Druck), MultiJet Fusion, Stereolithografie (SLA-Druck), oder Fused Deposition Modeling (FDM-Druck).
Als Prototypenbau bezeichnet man im Kontext industrieller Fertigung generell das Vorab-Exemplar einer (geplanten) Serienfertigung. Vor allem in der Automobilindustrie spielen Prototypen im Fertigungsverfahren eine große Rolle.
Traditionell kosten Vorab-Modelle mehr als die später per Serienfertigung produzierten Teile. Abhilfe schafft der 3D Druck von 3D Activation: Dieser ermöglicht eine schnelle Herstellung des Prototypen. Abhängig von Größe, Qualität und Druckverfahren dauert es nur wenige Tage, bis Sie Ihren Prototypen in den Händen halten. Dank unseres 3D Druck Express Services lässt sich der Vorgang häufig noch beschleunigen. Ebenso ermöglicht Rapid Prototyping per 3D Druck die kostengünstige Herstellung von Prototypen. Durch diese beiden Effekte lassen sich Vorab-Modelle häufiger produzieren und sorgen so für ein besseres Ergebnis der Serienfertigung.
Rapid Prototyping bietet viele Vorteile: Das geplante Modell lässt sich von allen Seiten begutachten und unterschiedliche Materialien können für den Druck genutzt und anschließend getestet werden. So lassen sich Probleme wie eventuelle Konstruktionsfehler oder Schwachstellen des Prototypen frühzeitig erkennen und beheben. Fallen diese Schwächen erst später auf, würde dies in vielen Fällen zu enormen Kosten führen.
Durch die vergleichsweise geringen Kosten und die schnelle Fertigung ist es auch unproblematisch, mehrere Modelle gleichzeitig herzustellen. So lassen sich verschiedene Entwürfe und Materialien physisch vergleichen.
Bei vielen Fertigungsverfahren, wie beispielsweise Schleifen oder Fräsen, fällt viel Abfall an und es herrscht ein hoher Materialverbrauch. Durch die additive Fertigung lässt sich der Ausschuss minimieren, wodurch zusätzlich Kosten eingespart werden.
Rapid Prototyping ist mit verschiedenen 3D Druck Verfahren möglich, wobei jedes spezifische Vor- aber auch Nachteile aufweist. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welches das geeignete Verfahren für Ihren Anwendungsfall ist, kontaktieren Sie uns einfach - wir beraten Sie gerne!
Selektives Lasersintern (SLS) Rapid Prototyping ist sehr vielseitig einsetzbar. Das Material, in der Regel Kunstoff oder Metall, wird gesintert bzw. geschmolzen, bis der Prototyp fertig gestellt ist. 100 % wasserdichte Gegenstände sind möglich. Wird Metall gesintert, ist das Modell robust und hitzebeständig und eignet sich somit gut für Funktionsmodelle, mit denen mechanische Tests durchgeführt werden sollen.
Das Material, i.d.R. PA-Kunststoff, liegt in Pulverform vor und wird verschmolzen. MJF eignet sich ebenfalls gut für funktionale Modelle. Vollfarbige Ausdrucke sind möglich, wodurch dieses Verfahren häufig für Anschauungsmodelle verwendet wird. Außerdem lassen sich selbst kleine Bauteile detailgetreu drucken.
Beim SLA-Verfahren wird Epoxy (Kunstharz) Schicht für Schicht ausgehärtet. Es lassen sich detaillierte und glatte Oberflächen drucken - ebenso sind Details darstellbar. SLA zeichnet sich durch sehr hohe Genauigkeit aus. material/epoxy-kunststoff-sla-stereolithographie/Transparente Ausdrucke sind möglich.
Beim FDM-Verfahren wird geschmolzener Kunststoff schichtweise aufgebaut. Die Vorteile sind eine sehr hohe Festigkeit und ein schneller Druckvorgang. Außerdem eignet es sich auch für große Prototypen, da unsere Drucker über einen großer Bauraum verfügen.
Rapid Prototyping und 3D-Druck
Unter dem Begriff Rapid Prototyping versteht man die schnelle Herstellung von Prototypen, meist auf Basis von Konstruktionsdaten. Auf Basis der so hergestellten Prototypen entwickeln die Verantwortlichen das geplante Modell weiter, bevor sie schließlich mit der Serienproduktion beginnen. Gerade in den Bereichen Maschinenbau, Fördertechnik oder Bauindustrie ist die schnelle Entwicklung und Fertigung von Prototypen wichtig.
Der 3D-Druck bietet eine ideale Möglichkeit für schnelles Prototyping auf zeitnahe und kostengünstige Weise.
Die enge Verbindung von 3D-Druck und Rapid Prototyping
Daher war die industrielle Nachfrage nach Rapid Prototyping schon immer eine der Hauptantriebskräfte für die Entwicklung des 3D-Drucks, sodass die Entwicklung des 3D-Drucks von Anfang an eng mit der Entwicklung des Rapid Prototyping verbunden war.
Diese Verzahnung führte zeitweise sogar dazu, dass manche Zeitgenossen dazu neigten, 3D-Druck und Rapid Prototyping mehr oder weniger gleichzusetzen. Das ist zwar keineswegs richtig, aber ein aufschlussreiches Missverständnis.
Die wichtigsten Vorteile des 3D-Drucks Rapid Prototyping
Der entscheidende Vorteil des 3D-Drucks für das Rapid Prototyping besteht darin, dass der Zeitaufwand im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wie CNC-Fräsen oder Vakuumgießen erheblich reduziert wird. Gerade weil zwischen Prototyp und endgültiger Serienfertigung fast immer Änderungen vorgenommen werden, erscheint es wichtiger, bei jedem Änderungsschritt nicht zu viel Zeit im Produktionsprozess zu verschwenden.
Aufgrund dieser beiden Faktoren kann sogar davon ausgegangen werden, dass Rapid Prototyping erst seit der Einführung der 3D-Drucktechnologie in großem Umfang wirtschaftlich wird.
Rapid Prototyping vs. Rapid Tooling
Aufgrund der konzeptionellen Nähe ist auch das Rapid Tooling zu nennen. Der Begriff beschreibt die schnelle Herstellung von Werkzeugen oder Werkzeugeinsätzen. Die hier verwendeten Verfahren, darunter auch der 3D-Druck, entsprechen im Wesentlichen denen im Rapid Prototyping, weshalb die beiden Begriffe teilweise nur lose getrennt werden.
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