In der Produktentwicklung zählt vor allem eins und das ist Schnelligkeit, ohne dass die Qualität darunter leidet. Um genau das zu gewährleisten, sollten Unternehmen auf das Konzept des Rapid Prototyping setzen.
In Kombination mit modernen 3D-Drucktechnologien lassen sich Ideen in kürzester Zeit in greifbare Prototypen verwandeln.
Unternehmen sparen mit diesem Verfahren zum einen Zeit und zum anderen Kosten. Außerdem gewinnen Sie auch wertvolles Nutzerfeedback, bevor sie in die Serienfertigung gehen.
Doch was steckt konkret hinter Rapid Prototyping? Und welche Technologien eignen sich besonders gut dafür?
Was versteht man unter Rapid Prototyping?
Unter Rapid Prototyping versteht man ein Verfahren, mit dem aus einem digitalen 3D-Modell in kurzer Zeit ein physischer Prototyp entsteht. Im Gegensatz zum Fräsen oder Gießen, was klassische Fertigungsmethoden sind, kommt bei diesem Verfahren oft der 3D-Druck zum Einsatz.
Das Ziel der 3D-Drucktechnik ist eine schnelle Überprüfung von Design, Funktionalität, Ergonomie oder Passgenauigkeit. Iterationen lassen sich zudem flexibel umsetzen.
Warum der 3D Druck das Herzstück des Rapid Prototyping ist
Mit dem 3D Druck lassen sich selbst komplexe Geometrien ohne Werkzeuge oder Formen im Fertigungsverfahren schnell umsetzen. Vorausgesetzt, Sie haben den geeigneten 3D Drucker.
Bei Druckerfachmann finden Sie eine Vielzahl an Modellen, darunter auch von Formlabs, die diese Anforderungen erfüllen. Der Vorteil an der 3D-Drucktechnologie ist, dass in nur wenigen Stunden ein greifbares Modell aus CAD-Daten, entsteht.
Die Vorteile am Rapid Prototyping mit dem 3D-Druck:
- Hohe Designfreiheit
- Schnelle Umsetzung
- Niedrige Stückkosten bei kleinen Losgrößen
- Materialvielfalt für spezifische Anforderungen
Wie genau kann Rapid Prototyping ablaufen?
Sobald Sie als Unternehmen das Rapid Prototyping nutzen möchten, sollten Sie sich an einen gewissen Ablauf halten. Dieser gewährleistet, dass Ihr Endergebnis optimal zu Ihren Vorstellungen passen. Bestimmen Sie im ersten Schritt, welches Ziel der Prototyp erreichen soll. Erstellen Sie anschließend die ersten CAD-Entwürfe.
Es folgt die Erstellung eines digitalen Modells, mittels einer CAD-Software (z. B. SolidWorks, Fusion 360, Rhino). Anschließend müssen die Daten für den 3D-Druck aufbereitet werden.
Das Modell muss exportiert werden und in der jeweiligen Drucker-Software importiert. Erst dann kann der 3D-Drucker mit der Erstellung des Prototyps begonnen werden.
Welche Arten von Rapid Prototyping gibt es?
Die Bandbreite an Rapid-Prototyping-Arten sind vielseitig und spiegelt die unterschiedlichen Phasen im Produktentwicklungsprozess wider Grundsätzlich lassen sich Rapid Prototypen in vier Hauptkategorien unterteilen. Die erste Kategorie ist das Konzeptmodell (Proof-of-Concept/PoC).
Diese frühen und einfachen Prototypen dienen dem Ideen-Test. Oft bestehen sie aus Standardteilen oder einfachen 3D-Druckmodellen. Ziel, mit diesen Modellen ist es technische Risiken frühzeitig zu identifizieren.
Visuelle Prototypen, dienen der Darstellung der Modelle, ohne dass sie eine Funktionalität nachweisen müssen. Ohne funktionale Merkmale bieten sie Designern und Stakeholdern die Möglichkeit, das Produkt realistisch zu visualisieren. Unternehmen können sich in dieser Phase Feedback zur Ästhetik einzuholen.
Funktionale Prototypen dienen der technischen Verifizierung. Diese Modelle verfügen bereits über mechanische oder elektronische Funktionen und werden auf Haltbarkeit, Passgenauigkeit und Leistung getestet.
Letztlich folgt die Kategorie seriennahe Prototypen. Diese stellen die Brücke zur Fertigung dar. Sie kombinieren alle wesentlichen Design- und Funktionselemente, sind nach DFM-Prinzipien konstruiert und kommen in finaler Geometrie
Durch den Einsatz von professionellen SLA- und SLS-3D-Druckern – wie etwa dem Formlabs Form 4 oder Fuse 1+ 30W lassen sich alle diese Prototypenarten effizient und flexibel realisieren. Design- und Entwicklungsteams können so den Übergang vom Konzept zur Produktion schneller und präziser gestalten.
Welche 3D-Drucktechnolgien kommen das Rapid Prototyping genutzt werden?
Für Rapid Prototyping kommen verschiedene 3D-Drucktechnologien zum Einsatz. Bei der Auswahl sollten Sie bedenken, welche Anforderungen der Prototyp erfüllen soll (z. B. Detailgenauigkeit, Mechanik, Flexibilität, Materialeigenschaften oder Schnelligkeit).
Wer beispielsweise auf Designmodelle und Detailgenauigkeit Wert legt, der kann „D-Drucker mit SLA-Technologie nutzen. Mechanisch belastbare Funktionsteile wiederum, sollte mit einem SLS-Drucker erarbeitet werden. Nachfolgend finden Sie eine Auflistung der einzelnen Druckverfahren und wann deren Einsatz optimal ist.
| Technologie | Prinzip | Geeignet für | Vorteile | Beispiele |
| SLA / MSLA (Stereolithografie / Masked SLA) | Aushärtung von flüssigem Harz mit UV-Licht | Hochpräzise Modelle, Designstudien, Miniaturisierung | Hohe Auflösung, glatte Oberflächen | Formlabs Form 4 |
| SLS (Selektives Lasersintern) | Verschmelzen von Kunststoffpulver mit Laser | Funktionsteile, Schnappverbindungen, mechanisch belastbare Teile | Kein Stützmaterial nötig, sehr robust | Formlabs Fuse 1+ 30W |
| FDM / FFF (Fused Deposition Modeling) | Schichtweises Extrudieren von Kunststoff-Filament | Grobe Prototypen, günstige Funktionsmuster | Kostengünstig, einfache Handhabung | Prusa, Ultimaker |
| MJF (Multi Jet Fusion) | Kunststoffpulver wird mit Wärmeleitern und Infrarotlicht verschmolzen | Seriennahe Funktionsteile, hohe Stabilität | Hohe Festigkeit, schneller als SLS | HP Jet Fusion |
In unserem Sortiment finden Sie unter anderem passenden 3D-Drucker für die Herstellung und das Bearbeiten der Prototypen. Fragen Sie unser Team gerne nach einer Beratung oder lassen Sie sich für die Entwicklung eines speziellen Prototyp beraten.
