Prototyping, bzw. der Prototypenbau, bezeichnet das dreidimensionale Herstellen von funktionsfähigen Prototypen (Versuchsmodellen) eines geplanten Produkts. Je nach Zweck und Eigenschaft, die mithilfe eines solchen Modelles entwicklungsbegleitend überprüft werden sollen, kann ein Prototyp rein optisch oder aber auch technisch dem Endprodukt entsprechen. Ein Prototyp dient also dazu, die Optik oder Funktionalität eines Werkstücks zu überprüfen, bevor die Serienproduktion beginnt. So werden potenzielle Fehlerquellen aufgespürt und beseitigt. Der Prototypenbau ist eine effiziente Art, neue Bauteile ausgiebig zu testen und zu optimieren.
Funktionsfähige Modellbauteile
Der Prototypenbau stellt die schnelle Herstellung von funktionsfähigen Musterbauteilen und Versuchsmodellen dar. Vor allem entwicklungsbegleitend, bei der Entstehung neuartiger Werkteile für jederlei Branche, ist der Prototypenbau empfehlenswert, um zügig und kosteneffizient eine Idee zu perfektionieren und zu realisieren. Ziel ist es, wirksam, werkzeuglos und ohne manuelle Umwege ausschließlich über CAD-Programme zu arbeiten. Die festgelegten und entsprechend angepassten Daten werden dann via Lasersinter- oder Laserschmelzverfahren durchgeführt.
Prototypen dienen als Vorbereitung auf eine Serienproduktion und können optisch, aber auch technisch dem geplanten Endprodukt entsprechen. Viele Branchen und Industriezweige setzen zunehmend auf individualisierte Produkte und hohe Variantenvielfalt. Kleinserien und der Prototypenbau sind hier das Mittel der Wahl, um möglichst kein Risiko bei der Investition einzugehen.
Wer nur ein einzelnes Bauteil benötigt, das nicht in Serie gehen soll, für den ist das Prototyping ebenfalls eine gute Möglichkeit zur Herstellung des optimierten Endprodukts. Beim Prototypenbau entstehen voll funktionsfähige und einsetzbare Werkstücke.
Welche Verfahren werden beim Prototypenbau eingesetzt?
Technologien, die beim Prototyping angewendet werden, sind additive Fertigungsverfahren (AM) wie das Laserschmelzen (SLM), das Lasersintern (SLS) und weitere. Die aktuell existierenden 3D-Druckverfahren wie das Lasersintern oder Laserschmelzen eignen sich hervorragend für den Bau von Prototypen. Schnell können computergesteuert aus den digitalen 3D-CAD-Daten die Bauteile hergestellt werden. Ob ein Sinter- oder Schmelzverfahren angewendet wird, hängt vom Material des Prototypen ab – bei Metallen kommt das SLM zum Tragen, bei Kunststoffen das SLS.
Die Vorteile des Prototypenbaus
Fehlerquellen im Endprodukt werden bereits im Entwicklungsstadium soweit wie möglich minimiert, bevor die Serienanfertigung überhaupt begonnen hat. Dadurch werden zum einen Risiken von Fehlfunktionen des fertigen Endprodukts gemindert, zum anderen verringert sich auch das Investitionsrisiko signifikant. Diese Vorteile überzeugen branchenübergreifend. Daher kommt das Rapid Prototyping heute in nahezu allen Branchen in der Design- und Entwurfsphase zum Einsatz. Potenzielle Fehlerquellen werden im CAD-Programm solange geändert und erneute Versuchsmodelle angefertigt bis alles passt. Nach erfolgreicher Umsetzung der Idee können nun mittels Rapid Tooling und Rapid Manufacturing Bauteile und Werkzeugbestandteile in Kleinserie produziert werden.
Die Vorteile des Prototypenbaus mit 3D-Druck-Verfahren auf einen Blick:
- Zeiteffizienz
- Minimierung von Investitionsrisiken
- Entwicklungsbegleitende Optimierung des Bauteils
Prototypenbau bei FKM
Bei FKM führen wir Rapid Prototyping mittels Lasersintern und Laserschmelzen durch. Dabei liegen uns eine Vielfalt an Metallen und Kunststoffen vor, die unterschiedlichen mechanischen, thermischen oder chemischen Belastungen standhalten. So können Sie das für Ihr Projekt optimale Material auswählen, damit bereits der Prototyp möglichst seriennahe Eigenschaften aufweist.