Deswegen müssen Prototypen Serienqualität haben

Für die Entwicklung von neuen Produkten und der Planung einer neuen Produktion, kann auf entsprechende Prototypen keinesfalls verzichtet werden. In der Vergangenheit wurden Prototypen allerdings oft als handwerkliche Einzelfertigung hergestellt.

Dank moderner und innovativer Verfahren ist es heutzutage allerdings möglich, die Produktion von Prototypen in Serienqualität industrialisiert zu gestalten. Das Stichwort lautet in diesem Zusammenhang Rapid Prototyping.

Verkürzte Produktionszeit durch das Rapid Prototyping

Werden Prototypen in sehr kurzer Zeit durch unterschiedliche Verfahren der Fertigung hergestellt, wird dies als Rapid Prototyping bezeichnet. Dabei dient ein 3D-CAD-Modell als Grundlage, um ein physisches Modell in kürzester Zeit zu erstellen.

Für Unternehmen ergibt sich daraus der Vorteil, dass die Produktentwicklung wesentlich schneller ablaufen kann. Die sogenannte Additive Fertigung zählt dabei zu den Verfahren des Rapid Prototypings, das am häufigsten genutzt wird. Ebenfalls ist es möglich, im Rahmen des Rapid Prototypings die additive Fertigung mit weiteren Verfahren der Fertigung zu kombinieren, zum Beispiel, um für den Feinguss Wachsmodelle herzustellen.

Fertige Bauteile völlig werkzeuglos herstellen

Grundsätzlich bezeichnet das Rapid Manufacturing die Fertigung von fertigen Bauteilen, bei der das Rapid Prototyping angewendet wird. Daher besteht auch im Zuge des Rapid Manufacturings die Möglichkeit, fertige Bauteile in Serie oder in Kleinserie anhand von 3D-CAD-Daten zu produzieren.

In den meisten Fällen werden dafür additive Fertigungsprozesse angewendet, da bei diesen Bauteilen direkt aus den 3D-CAD-Daten werkzeuglos gefertigt werden können. So sind besonders schnelle und flexible Vorgehensweisen möglich.

Die Bezeichnung Rapid Tooling bezieht sich dagegen auf Rapid Prototyping Verfahren, die im Bereich des Werkzeugbaus angewendet werden und bei denen hauptsächlich mit additiven Fertigungsverfahren operiert wird. Besonders beliebt ist der Einsatz additiver Fertigungsverfahren um Werkzeuge für den Kunststoffspritzguss hertzstellen.

Nutzen Unternehmen diese Verfahren für ihre Zwecke, sind sie in der Lage, die Produktion der Bauteile und die Produktentwicklungszeiten maßgeblich zu beschleunigen und dabei zusätzlich Kosten einzusparen. Darüber hinaus ist eine sehr hohe Genauigkeit des Prototyps gegeben, sodass dieser bereits dem zukünftigen Produkt in höchstem Maße entspricht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass Probleme, die vielleicht erst nach der ersten Produktion der Kleinserie oder der gesamten Serienproduktion sichtbar werden würden, schon in der Phase des Prototyps identifiziert und behoben werden können.

Diese Vorteile bieten die Prozesse des Rapid Prototypings

Durch das Rapid Prototyping wird es möglich, mit dem Einsatz von nur einer einzigen Maschine ein vollständiges Bauteil zu produzieren. Die Produktionszeit kann dadurch um einige Wochen oder sogar Monate verkürzt werden.

Außerdem spielen heutzutage Mass-Customization-Konzepte und individualisierte Produkte eine äußerst wichtige Rolle. Durch Rapid Manufacturing entsteht die Chance, Bauteile flexibel oder zum Teil sogar gleichzeitig für unterschiedliche Varianten von Produkten und unterschiedlichen Stückzahlen herzustellen.

Da im Zuge der additiven Fertigungsverfahren die kompletten Bauteile direkt anhand der 3D-CAD-Daten hergestellt werden, können die Zeiten und die Kosten für die Produktion maßgeblich gesenkt werden.

Anwendungsbeispiele des Rapid Prototypings

Um technische Funktionsbauteile zu realisieren, nutzt das Institut für Hydraulische Strömungsmaschinen der TU Graz aktuell eines der modernsten Rapid Prototyping Verfahren.

Durch die Anwendung des Verfahrens bei der Realisierung von Bauteilen für Pumpen war es im Endeffekt möglich, 50 Prozent Zeit- und sogar 70 Prozent Kostenersparnis zu erzielen. Darüber hinaus war es möglich, die Lieferzeit auf einen Zeitraum von nur fünf Wochen zu reduzieren.