Die Schweiz ist bekannt für Ihre Industrie und Ihre Präzision. Doch wissen wir, was oft für eine Arbeit hinter dieser Präzision steckt? Hier ein Beispiel zum Thema Rapid Prototyping.
Was ist Rapid Prototyping?
Rapid Prototyping bedeutet übersetzt schneller Prototypenbau.
Rapid Prototyping ist also die schnelle Herstellung von Musterbauteilen bzw. von sogenannten Prototypen. Die Entwicklung neuer Produkte ist ein zeitintensiver Prozess. In unserer schnelllebigen Gesellschaft ist es wichtig, Entwicklungs- und Produktionsprozesse zu optimieren und neue Produkte zügig auf den Markt zu bringen. Durch die Entwicklung moderner Verfahren und dank neuer technischer Möglichkeiten können Bauteile und Muster, aber auch Werkstücke und Werkzeuge, die digital auf dem Computer entwickelt und designt wurden, als dreidimensionale Volumenkörper rasch umgesetzt und produziert werden. In der sogenannten additiven Fertigung können auf 3D-Druckern die Objekte im FDM-, SLM- oder EBM-Verfahren beispielsweise aus Metall, Keramik, Kunstharzen oder Kunststoffen hergestellt werden.
Wofür braucht es Rapid Prototyping?
Unter anderem für die Entwicklung neuer Produkte, für den Bau von Anschauungsmodellen oder für die Kontrolle des Designs.
Für Praxis-, Anwendungs- und Anforderungstest von Neuentwicklungen ist es von Vorteil, schnell ein entsprechendes Bauteil, Probestück oder Muster zur Verfügung zu haben. Dabei werden die Prototypen in verschiedenen industriellen Bereichen, aber auch in der Forschung und Entwicklung eingesetzt. Industriell genutzt werden die Objekte, die im Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellt wurden, beispielsweise im Werkzeug-, Maschinen-, Anlagen- oder Gerätebau. Auch im künstlerischen und im Designbereich, bei der Herstellung von Schmuck, Skulpturen, Unikaten oder anderen Kunstobjekten werden Methoden des Rapid Prototyping eingsetzt. Neben der schnelleren Umsetzung, im Vergleich zu den konventionellen Herstellungsmethoden des Modellbaus, bietet das Rapid Prototyping auch finanzielle und ökologische Vorteile.
Welche Verfahren werden fürs Rapid Prototyping eingesetzt?
Digitale 3D-Daten sind die Grundlage für die Produktion von Rapid-Prototyping-Musterteilen. Dazu wird entweder das Objekt im CAD-Verfahren am Computer konstruiert oder ein physisches Modell mit einem 3D-Scanner gescannt und digitalisiert.
Die digitalen Daten können dann mit Hilfe verschiedener Methoden aus unterschiedlichen Werkstoffen realisiert werden:
- Elektronenstrahlschmelzen (EBM):
Im EBM-Verfahren können Modelle aus Metall hergestellt werden. - Fused Deposition Modeling (FDM):
Im FDM-Verfahren können beispielsweise Bauteile aus Polymeren, wie ABS oder PLA, umgesetzt werden. - Stereolithographie (SLA):
Im SLA-Verfahren, dem ersten der generativen Verfahren, werden Prototypen beispielsweise aus Kunstharz hergestellt. - Selektives Laserschmelzen (SLM):
Im SLS-Verfahren können Modelle aus Metall, Kunststoff oder Keramik kreiert werden. - Selektives Lasersintern (SLS):
Im SLS-Verfahren können Prototypen aus thermoplastischen Kunststoffen, Metallen oder Keramik produziert werden.
Selbstverständlich können die Bauteile im Anschluss an die Herstellung noch weiter bearbeitet, entsprechend lackiert, metallisiert oder beschichtet werden.
Rapid Tooling und Rapid Manufacturing
Von Rapid Tooling spricht man, wenn Werkzeuge, die nur als Unikate oder in Kleinserie benötigt werden, mit den Verfahren des Rapid Prototyping hergestellt werden. Rapid Manufacturing bedeutet beispielsweise, dass Fertigteile schnell und flexibel in kleineren Stückzahlen mit Hilfe generativer Fertigungsverfahren produziert werden.
Quellenangaben: