Wie funktioniert Rapid Prototyping?

Bei Rapid Prototyping wird aus Konstruktionsdaten rasch ein erstes Muster gefertigt. Durch den Umstand, dass schnell ein Muster physisch zu sehen ist, kann die Qualität vom späteren Endprodukt deutlich verbessert werden, als ausschließlich über Simulationen zu arbeiten. Die Prototypen lassen sich mittels 3D Druck Service kostengünstig in Kleinserien oder in größerer Stückzahl herstellen.

Funktionsweise

Es gibt unterschiedliche Technologien, wie aus den Konstruktionsplänen Modelle hergestellt werden können. Moderne Technologien unterscheiden in der Regel zwischen spanenden und spanlosen Verfahren. Bei spannenden Technologien wird von einem Block durch verschiedene Bearbeitungen wie Fräsen, Drehen oder Schleifen das Modell herausgearbeitet. Es gibt auch die Möglichkeit, mittels Laserschnitt bestimmte Formen aus einem Block zu schneiden. Der Rohstoff selbst kann wiederum aus unterschiedlichen Materialien wie Holz, Metall oder Kunststoff sein. 

Bei spanlosen Verfahren wird das Modell aus einem flüssigen Material aufgebaut. Diese Verfahren sind mittlerweile auch unter dem Begriff 3D Druck bekannt. 3D Drucker werden zwar immer günstiger, sind jedoch für Kleinserien und einer gelegentliche Nutzung zu teuer in der Anschaffung, weshalb viele Unternehmen auf Lohnfertigung zurückgreifen. Der Vorteil beim 3D Druck ist, dass die Modelle selbst wiederum verwendet werden können, um daraus etwa Gießformen zu machen.

Unterschiedliche Varianten beim Prototyping

Beim 3D Druck Service wird vorwiegend ein System verwendet, das sich Schmelzschichtung nennt. Dabei wird ein geschmolzenes Material, wie ein spezieller Kunststoff, Schicht für Schicht aufgetragen, bis das Modell fertig ist. Der Vorteil dabei ist, dass die Konstruktionspläne oft ohne Probleme übernommen werden können. 

Bei der Stereolithographie hingegen wird ein flüssiges Kunstharz verwendet, das mittels ultravioletter Strahlung aushärtet. Der Vorteil ist, dass dies eine der schnellsten und kostengünstigsten Varianten beim Rapid Prototyping ist.

Eine Möglichkeit beim Prototyping ist auch das Lasersintern. Diese Methode wird für Prototypen aus Metall oder Kunststoff genutzt. Das Modell wird in einem Pulverbett ebenfalls schichtweise aufgebaut. Das Pulver wird dabei erhitzt und sintert anschließend. Der Nachteil bei dieser Methode ist, dass die Prototypen nicht so robust sind, wie bei anderen Verfahren. Zudem müssen die Prototypen häufig nachbearbeitet werden, weil etwa die Oberfläche noch rau ist.

Einscannen von Modellen

Nicht nur auf Basis von Konstruktionszeichnungen können 3D Modelle erstellt werden, sondern auch ein bestehendes Modell ist vervielfältigbar. Dazu wird ein Modell mittels 3D Scan Service digitalisiert. Der Vorteil beim 3D Scan ist, dass das Modell tatsächlich im Verhältnis 1:1 auf den Bildschirm übertragen werden kann und im Anschluss auch wieder mit unterschiedlichen Verfahren vervielfältigt wird.

Ist das Modell digitalisiert, ist es zudem möglich, das Objekt auch auf dem Bildschirm zu bearbeiten. Das hat den Vorteil, dass aus einem Modell mehrere Varianten mit dem 3D Druck Service erstellt werden können. Zudem bleibt das ursprüngliche Modell erhalten. Das ursprüngliche Modell kann aber auch die Basis für weitere Varianten sein, die aus Vervielfältigungen mit anschließender Nachbearbeitung erstellt werden.

Vorteile

Mit dem 3D Druck Service können innerhalb kurzer Zeit kostengünstig viele Modelle erstellt werden. Diese können, durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien, teilweise sogar in der Praxis getestet werden. Das Rapid Prototyping hat aber noch zahlreiche weitere Vorteile, denn es ist auch ideal, um Kunden oder Investoren erste Objekte zu präsentieren. Dies ist oft einfacher als lediglich Zeichnungen zu zeigen, da die Kunden dann bereits ein Objekt in Händen halten und sich das Endprodukt besser vorstellen können.

Ein großer Vorteil vom Rapid Prototyping ist, dass Fehler früher bemerkt werden. Ist ein Objekt bereits physisch vorhanden, können seine Eigenschaften besser getestet werden. Das führt dazu, dass das Endprodukt qualitativ besser ist.