Die schnelle Prototypisierung oder Rapid Prototyping

Mit schneller Prototypisierung ist die schnelle Herstellung von Modellen und Prototypen gemeint, die von CAD-Modellen ausgehend 3D-Objekte erstellt. Dabei werden andere Techniken als Spritzgussverfahren verwendet.

Rapid-Prototyping-Hop-Explosion-Prototypen-Examples.jpg

Beispiel für schnelle 3D-Prototypisierung: Hop Blast Prototypen

Die Entwicklung von Rapid-Prototyping-Techniken

Traditionell wurden industrielle Prototypen mit Spritzgussverfahren erstellt. Dafür muss eine Gussform geschaffen werden, in welche das Material eingespritzt wird, um den Prototypen herzustellen. Das Herstellen dieser Gussformen ist sehr kostenaufwendig und erfordert das Herstellen von großen Serienläufen, um kosteneffizient zu sein. Außerdem war diese Methode der Prototypisierung für viele unternehmerische Projekte mit geringem Startkapital finanziell unerreichbar, nahm mehr Zeit in Anspruch und war nicht reaktionsschnell, was Änderungen am Modell betraf.

Der 3D-Druck oder die Additive Fertigung ermöglicht es Ihnen, Projekte zu schaffen, die mit den traditionellen Prototypisierungs-Techniken nie möglich gewesen wären. Der unbestreitbare Vorteil der schnellen Prototypisierung sind die Kostenverringerung und die Fertigungszeit, sowie die Fähigkeit, komplexe Baugruppen herzustellen. Darüber hinaus bietet die schnelle Prototypisierung neue Möglichkeiten, da Sie mit diesem Verfahren Teile ohne Gussformen herstellen können.

Um den 3D-Druck mit Spritzgussverfahren zu vergleichen, können Sie einen Blick in unser eBook: 3D-Druck vs. Spritzguss werfen.

Die verschiedenen Methoden in der schnellen 3D-Prototypisierung

Der 3D-Druck (auch als Additive Fertigung bekannt) wird oft in der Prototypisierung (auch Prototyping) eingesetzt. Diese Technik der schnellen Prototypisierung führt zu einem besseren Preis-/ Leistungsverhältnis und zu einer schnelleren Herstellung von Bauteilen als herkömmliche Prototypisierungstechniken.

Die Stereolithographie war eines der ersten Rapid-Prototyping-Verfahren. Danach wurden neue Technologien und Verfahren entwickelt. Wenn wir aber über eine schnelle Prototypisierung mit 3D-Techniken sprechen, beziehen wir uns auf verschiedene Arten der 3D-Drucktechnologien wie Fused Deposition Modeling (FDM oder Schmelzschichtung), selektives Lasersintern, Selective Deposition Lamination (SDL), Binder Jetting, Triple Injection (Polyjet), Digital Light Processing (DLP), Elektronenstrahlschmelzen (EBM).


Das 3D-Modell-Datei wird im STL-Format exportiert und in dünne 2D-Scheiben zerlegt, welche in aufeinanderfolgenden Schichten abgelegt werden, um das Endobjekt zu bilden. Diese Technik war der Vorläufer des 3D-Drucks, aber die Ergebnisse dieser Technik sind schwächer.

Diese Rapid-Prototyping-Technik führt zu Ergebnissen mit geringerer Qualität als die SLS-Technologie, ist aber schneller und kann bei Einzelpersonen zu Hause oder in einem Unternehmen zu einem bezahlbaren Preis durchgeführt werden. In diesem Verfahren wird kein Pulver verwendet, sondern ein Kunststofffaden, der in der Extrusionsdüse erhitzt und geschmolzen wird. Sobald das Polymer abgelagert wird, wird es bei seiner Abkühlung fest und bleibt auf der unteren Schicht kleben.

Dieses 3D-Rapid-Prototyping-Verfahren verwendet Pulver aus verschiedenen Komponenten, wie Polymere und Metalle, als Ausgangsmaterial. Dieses Pulver wird in einer dünnen Schicht abgelagert und dann von einem Laserstrahl geschmolzen, um das Pulver zu binden und das Endobjekt zu formen. Das Objekt wird dann gesintert, damit es funktionsfähig wird.

Diese Technik nutzt das Schichtprinzip, aber auf eine andere Art und Weise. Ein Laserstrahl schneidet eine Form in ein Blatt Papier, so wie ein Muster. Dann wird eine neue Schicht Papier hinzugefügt und zurechtgeschnitten. Das Endobjekt kann viel größer sein als bei der SLS-Technik. Das Endprodukt sieht aus wie Holz.

Die Binder-Jetting-Technik erzeugt 3D-Drucke, in welchen ein Bindemittel auf dünne Pulverschichten gegeben wird. Dabei können mehrfarbige 3D-Drucke hergestellt werden. Es wird kein Laser verwendet, um das Material zu binden; stattdessen wird das farbige Bindemittel dazu benutzt, gefärbte Schichten zu erzeugen.

Diese Technik ist die modernste Version der Polyjet-Technologie, da Sie dabei drei verschiedene Materialien in 3D drucken können, was Ihnen ermöglicht, verschiedene Farben zu mischen.

Diese 3D-Drucktechnik verwendet einen Projektor, um Photopolymere zu verfestigen. Dieses Verfahren ähnelt dem SLA-Verfahren sehr, der Unterschied liegt dabei, dass bei diesem Verfahren eine Lampe anstatt eines UV-Laserstrahls benutzt wird. Objekte, die mit dieser Technologie gedruckt werden, haben glattere Oberflächen, im Gegensatz zu anderen Methoden wie FDM / FFF. Im Vergleich zu SLA ist DLP schneller (und günstiger).

Diese schnelle Drucktechnik verwendet einen Elektronenstrahl, um ein Metallpulver Schicht für Schicht zu schmelzen. Die Eigenschaften des Materials sind so gut oder besser als Teile, die mit Gussverfahren hergestellt werden.


Wenn Sie Beispiele für Rapid-Prototyping-Maschinen sehen möchten, sehen Sie sich doch unsere Seite über 3D-Druck-Technologien an.

Anwendungsbereiche für schnelle Prototypisierung oder Rapid Prototyping

Die schnelle Prototypisierung in 3D ermöglicht Ihnen, Kleinserien Ihres Projektes fertigen zu lassen. Die Erfolgsgeschichte von Hopblast ist ein perfektes Beispiel dafür.

Sie ermöglicht Ihnen auch, so oft wie nötig an einem Produkt zu arbeiten, ohne die Kosten zu erhöhen. Die schnelle Prototypisierung wird häufig in der Automobil-, Luftfahrt- und Bauindustrie genutzt.

Wollen Sie einen Prototypen erstellen?






×