Rapid Prototyping

Additive Fertigung von Prototypen

Rapid Prototyping beschreibt die schnelle und werkzeuglose Herstellung von Prototypen, oft synonym mit 3D-Druck und additiver Fertigung verwendet.

Unterschiede in der Prototypenherstellung

Die Prototypherstellung untergliedern wir je nach angestrebten Zielen in 2 Hauptkategorien:

  • autorenew

    Prototypen für die konventionelle Fertigung

    Hier dient der Prototyp zur Entwicklung von Produkten, die später nicht mittels additiver Verfahren wie Spritzguss, Thermoformen oder Zerspanung, sondern auf traditionelle Weise hergestellt werden.

  • build

    Prototypen für die additive Fertigung

    In diesem Fall findet die additive Fertigung im Produktlebenszyklus Anwendung, sei es in der Serienproduktion oder zur Herstellung von Ersatzteilen.

Rapid Prototyping für die konventionelle Fertigung

Unsere oberste Priorität liegt darin, Prototypen herzustellen, die dem Serienprodukt in höchstem Maße entsprechen. Um dies zu gewährleisten, stellen wir Ihnen eine breite Palette von Materialien, Farben und Möglichkeiten zur Oberflächenbearbeitung zur Verfügung.

  • Materialvielfalt

  • Farboptionen

    • Einfärbung:
      Wir bieten die Möglichkeit zur Einfärbung von Bauteilen aus PA12, PA12W, PA11 oder TPU.
    • Lackierung:
      Unsere Lackierungsoption umfasst die Nasslackierung von additiv gefertigten Bauteilen in Standardfarben (RAL) oder Sonderfarben.
    • Cerakote Lackierung:

      Cerakote ist eine strapazierfähige Beschichtung, die auf Metalle, Kunststoffe und Keramik aufgetragen werden kann. Sie bietet einen hohen Schutz vor Abnutzung, Korrosion und Chemikalien.

  • Veredelung der Oberflächen

    • Verdichtung strahlen:
      Unser Shot Peening-Verfahren sorgt für eine homogene Oberfläche und ein erstklassiges haptisches Erlebnis. Es ist in all unseren Färbeprozessen enthalten.
    • Chemisch glätten:
      Durch unser chemisches Verfahren zur Oberflächenglättung bieten wir Ihnen zusätzliche Möglichkeiten zur Oberflächenveredelung.

Optimierung des Designs

Bei uns ist ein speziell auf additive Fertigung zugeschnittenes Design in den meisten Fällen nicht erforderlich und kann sogar hinderlich sein. Dank unserer pulverbasierten additiven Produktionstechnologie (Multi Jet Fusion) können wir Produkte, die für den Spritzguss konzipiert sind, äußerst effizient herstellen. Dennoch kann es in bestimmten Situationen erforderlich sein, leichte Modifikationen vorzunehmen. Dazu gehören:

  • Anpassung von zu dünnen Wandstärken (z.B. <0,7 mm für PA 12).
  • Aushöhlen oder Hinzufügen von Gitternetzen bei besonders dicken Wänden (z.B. > 10 mm).
  • Funktionale Modifikationen, wie die Anpassung von Wandstärken für Filmscharniere oder das Hinzufügen von Lattice Structures („Gitternetze“).

Wir stehen Ihnen gerne zur Verfügung, um mögliche Anpassungen zu besprechen.

Rapid Prototyping für die additive Fertigung

Im Verlauf des Produktlebenszyklus wird der 3D-Druck zumindest teilweise verwendet. Um Prototypen effektiv zu gestalten, untersuchen wir zwei Möglichkeiten: die reine additive Serienfertigung und die Hybridfertigung.

  • Optimierung für die additive Serienfertigung

    In diesem Szenario werden Bauteile während des gesamten Produktlebenszyklus additiv gefertigt. Es ist oft ratsam, die Konstruktion speziell für den 3D-Druck zu optimieren. Dies kann beinhalten:

    • Materialreduktion: Mithilfe von Gitternetzstrukturen oder topologischer Optimierung kann Gewicht und Material eingespart werden.
    • Funktionsintegration: Wir entwickeln multifunktionale Bauteile, die zuvor aus mehreren Teilen bestanden. Dies beinhaltet die Zusammenführung von Teilen, die Integration von Kanälen zur Steuerung von Flüssigkeiten oder Gasen und die Einführung beweglicher Elemente, um nachträgliche mechanische Bauteile zu vermeiden.

    Wir stehen Ihnen gerne bei der Optimierung Ihrer Konstruktionen für den 3D-Druck zur Verfügung. Weitere Informationen zur Konstruktionsoptimierung finden Sie hier.

  • Hybridfertigung: Strategische Anpassungen für Flexibilität

    In der Hybridfertigung wird hauptsächlich auf Spritzguss gesetzt - im Verlauf des Produktlebenszyklus wird jedoch ein Teil additiv gefertigt. Das bietet Vorteile in verschiedenen Szenarien:

    • Bridge Production: Der 3D-Druck überbrückt den Zeitraum, in dem das Spritzgusswerkzeug optimiert wird.
    • Peak/Upside Production: Der 3D-Druck wird aktiviert, wenn die Nachfrage den Prognosen übersteigt, um zusätzliche Kapazitäten bereitzustellen.
    • Individualisierung: Für Produktvariationen in kleineren Stückzahlen, bei denen der Spritzguss unwirtschaftlich ist.
    • Ersatzteile: Anstelle herkömmlicher Lagerhaltung können Ersatzteile "on-demand" gedruckt werden.

    Für diese Szenarien sind 3D-Druck-Anpassungen empfehlenswert. Der Umfang der Anpassungen hängt von der Strategie im Produktlebenszyklus ab:

    • Replikation des Spritzguss-Designs: Das 3D-gedruckte Bauteil ähnelt dem spritzgegossenen, wird jedoch oft für unsichtbare oder unbelastete Teile verwendet, da sich Oberflächenstruktur und Material unterscheiden können. Dies wird häufig im Ersatzteilbereich eingesetzt.
    • Kompromisslösung: Das Design funktioniert sowohl im Spritzguss als auch im 3D-Druck. Dies umfasst oft spezifische Oberflächenstrukturen (z.B. "Lederstruktur"), die in beiden Verfahren erstellt werden, um Unterschiede zu kaschieren. Dies ist besonders nützlich bei Bridge- oder Upside-Produktionsszenarien.
    • Parallele Lösungen: Separate Designs für beide Verfahren. Beispielsweise können additiv gefertigte Versionen integrierte Komponenten haben, die im Spritzguss aus mehreren Bauteilen bestehen. Dies bietet Flexibilität über den gesamten Lebenszyklus hinweg, sei es in der Bridge Production, bei Upside Production oder im Bereich der Ersatzteile.

    Die Wahl des besten Strukturierungsansatzes für eine hybride Lieferkette erfordert eine gründliche Abwägung. Wir stehen Ihnen gerne beratend zur Seite.

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