In der Fertigung wird Rapid Prototyping verwendet, um ein dreidimensionales Modell eines Teils oder Produkts zu erstellen. Neben der 3-D-Visualisierung für digital gerenderte Objekte kann Rapid Prototyping zur Prüfung der Effizienz eines Teils oder Produktdesigns verwendet werden, bevor es in größeren Stückzahlen hergestellt wird. Die Prüfung kann eher mit der Form oder Größe eines Designs als mit seiner Festigkeit oder Haltbarkeit zusammenhängen, da der Prototyp möglicherweise nicht aus dem gleichen Material wie das Endprodukt besteht. Heute werden Prototypen häufig mit der Technologie der additiven Schichtherstellung hergestellt, die auch als 3-D-Druck bezeichnet wird.
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Wir setzen FDM Drucker in unserer Fertigung ein. Beim FDM Verfahren wird ein Kunststofffaden (D=1,75mm) aufgeschmolzen und Schicht für Schicht aufgedruckt. So entsteht bei Schichthöhen von etwa 0,2mm ein dreidimensionales Bauteil. Toleranzen von +-0,1mm stellen keine Schwierigkeit da.
Stereolithographie (SL oder SLA)
Stereolithographie (SL oder SLA) ist eine additive Fertigungstechnologie zur Herstellung von Modellen, Prototypen, Mustern und in einigen Fällen von Produktionsteilen. Dieser Rapid-Prototyping-Prozess umfasst das Schichten von flüssigem Fotopolymerharz, das durch einen UV-Laser gehärtet wird, der den Endzustand verfestigt.
Selektives Lasersintern (SLS)
Selektives Lasersintern (SLS) ist eine additive Fertigungstechnik, die einen Hochleistungslaser (z. B. einen Kohlendioxidlaser) verwendet, um kleine Partikel aus Kunststoff, Metall (Direktmetalllasersintern), Keramik oder Glaspulver zu einer Masse zu verschmelzen.
Fused Deposition Modeling (FDM)
Fused Deposition Modeling (FDM) ist eine additive Fertigungstechnik, die häufig in der Rapid-Prototyping-Industrie verwendet wird. Es hat eine Vielzahl von Anwendungen, wird aber meistens für Modellierungs-, Prototyping- und Produktionsanwendungen verwendet. Fused Deposition Modeling ist ein additives Verfahren, das das Material zur Herstellung des fertigen Prototyps schichtet. Eine Kunststoff- oder Metallspule wird durch eine beheizte Düse abgewickelt und schmilzt das Material in die gewünschte Form.
PLA
Wir nutzen für unsere Prints vornehmlich PLA. In enger Zusammenarbeit mit unserem Materiallieferant schmelz.bar können wir gleichbleibend hohe Qualität unseres Ausgangsmaterials und somit Ihres Endprodukts gewährleisten. Polylactide (Kurz PLA) sind synthetische Polymere, die zu den Polyestern gehören. Aus ihnen wird Kunststoff gefertigt, der aus regenerativen Quellen gewonnen wird (wie beispielsweise Maisstärke). Dies macht PLA zu einem biokompatiblen Rohstoff. PLA ist mäßig Temperatur – und Witterungsbeständigkeit. Die Formbeständigkeit liegt bei etwa 65 Grad, sprich für thermisch intensive Anwendungen und Objekte ist PLA der falsche Rohstoff.
Materialeigenschaften
Aus dem Verfahren heraus ergeben sich auch die Materialien die gedruckt werden. Sie müssen möglichst bei Zimmertemperatur verarbeitbar sein, der Schmelzpunkt sollte nicht zu hoch sein (200-220°) und es sollte sich nicht zu sehr bei Temperaturschwankungen ausdehnen oder zusammenziehen.
TPU
TPU ist der Werkstoff wenn ein Bauteil elastisch sein soll. Beispielhafte Anwendungen sind etwa Handyhüllen, Stempel, Dichtungen etc.
Wir verarbeiten relativ hartes TPU, dadurch sind die Bauteile sehr stark. TPU führen wir bislang nur in der Farbe weiß.
Eigenschaften:
- Material: TPU (Thermoplastisches Polyurethan)
- Flexibel, Shorehärte 90-94A
- UV-Beständig
- Hydrolysestabilisiert
- Geruchsneutral
- Dichte: 1210 Kg/m³
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Rapid Prototyping Vorteile
Eine der größten Herausforderungen, mit denen Produktdesigner konfrontiert sind, ist nicht die Fähigkeit, Kunden oder interne Management-Mitarbeiter dazu zu bringen, zu erkennen, wie das Produkt tatsächlich aussieht und sich anfühlt.
Einige der wesentlichen Vorteile dieser Technologie sind:
Realisierung von Design-Konzepte
Rapid Prototyping ermöglicht es Designern, ihre Konzepte über die virtuelle Visualisierung hinaus zu realisieren. Dies ermöglicht es, das Erscheinungsbild des Designs zu verstehen, anstatt einfach durch das CAD-Modell zu gehen.
Die Änderungen sofort einbinden
Mit einem physischen Modell in der Hand, ist es möglich, die Änderungen sofort zu integrieren, indem Sie einfach das Feedback von den Kunden einholen. Vor dem Abschluss des Entwurfs sind mehrere Iterationen erforderlich. Mit jedem iterativen Prozess verbessert sich das Design weiter und schafft Vertrauen sowohl für den Designer als auch für den Endverbraucher.
Kosten und Zeit sparen
Mit der additiven Fertigung können Kosten und Zeitaufwand für die Entwicklung von Formen, Mustern und Spezialwerkzeugen eingespart werden. Die gleiche CAD-Software und die Druckausrüstung können verwendet werden, um unterschiedliche Geometrien zu erzeugen.
Designs anpassen
Der vielversprechendste Vorteil von Rapid Prototyping ist die Fähigkeit, maßgeschneiderte Produkte nach individuellen Anforderungen zu entwickeln. Es sind keine speziellen Tools oder Prozesse erforderlich, um Designänderungen am Produkt zu implementieren.
Minimierung von Konstruktionsfehlern
Die additive Fertigung bietet die Möglichkeit, Fehler im Design vor der Massenproduktion zu erkennen. Die für das Rapid-Prototyping verfügbaren Materialien ähneln stark den Eigenschaften und der Festigkeit des tatsächlichen Produkts, wodurch es leicht ist, physikalische Tests durchzuführen.
Fertigungsprozessin 3 Schritte
Sneex - Print it! Aufgrund von enormen Nachfragen, konnten wir bereits in den ersten Monaten stark wachsen und unseren Maschinenpark mit 10 FDM Drucker ausbauen. Ebenfalls verfügen wir über einen CAD Arbeitsplatz sowie einen 3D Scaner.
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