Die Fertigungsverfahren im Rapid Prototyping

Im Rapid Prototyping gibt es mehrere Technologien zur Fertigung von Bauteilen. Diese Technologien können in drei Gruppen eingeteilt werden. Die erste umfasst die additiven Technologien, die zweite die sogenannten subtraktiven Technologien und die letzte Kategorie ist das Niederdruck-Spritzgussverfahren.

Die additiven Verfahren

Diese Verfahren zur Fertigung eines Teils funktionieren durch beständiges Auftragen von Material (das als Flüssigkeit, Pulver oder Draht vorliegen kann), indem Schichten sukzessiv aufeinander gelagert werden. Diese Materialschichten werden durch ein chemisches oder physikalisches Verfahren (Laser, Licht, starke Hitze usw.) ausgehärtet. Die additiven Verfahren sind das Gegenteil der subtraktiven Verfahren, die mit dem Abtragen von Material arbeiten.

Folgende sind die wichtigsten additiven Technologien:

  • Stereolithographie oder SLA: Dieses Verfahren funktioniert mit Epoxidharz, einem Material, das als Äquivalent für spätere Serienmaterialien dient. Es wird mittels UV-Licht polymerisiert, um zu erstarren.
  • Fused Deposition Modeling oder FDM: Eine Düse formt Teile aus geschmolzenem Kunststoffdraht.
  • Pulversintern: Pulverschichten werden sukzessive aufgetragen und ausgehärtet. Dieses Verfahren verwendet ebenfalls ein  Äquivalenzmaterial.
  • Lasersintern oder SLS: Das Material liegt in Pulverform vor. Ein Laser wird eingesetzt, um das Teil zu sintern.
  • 3D-Druck: Eine Maschine trägt schichtweise ein Harz, welches im Anschluss aushärtet, auf eine Platte auf.

Die subtraktiven Verfahren: CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung funktioniert durch das Abtragen von Material. Eine computergesteuerte Fräsmaschine bearbeitet einen Materialblock, um die Kunststoffteile zu fertigen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das tatsächliche spätere Serienmaterial verwendet werden kann. Die Eigenschaften der Teile kommen den der Serie somit sehr nahe.

Niedrigdruck-Spritzgussverfahren: Spritzguss mit Silikonform

Der Spritzguss funktioniert durch das Injezieren von flüssigem Material, meist Polyurethan (PU), in eine Silikonform. Der Abdruck dieser Form entspricht dabei dem zu fertigenden Teil. Die zahlreichen Polyurethane ermöglichen es, sich den „richtigen Materialien“ stark anzunähern. Dadurch sind die gefertigten Teile den Serienteilen sehr ähnlich. Die Kosten und Herstellungszeiten des Vakuumgießens sind sehr attraktiv, was diese Methode zur ersten Wahl für Kleinserien macht.

Als Ergebnis lässt scih festhalten: Die additiven Technologien werden hauptsächlich für Projekte ohne funktionale oder visuelle Anforderungen verwendetet. Sie sind nützlich für die Visualisierung eines Bauteils. Im Gegensatz dazu ermöglicht die CNC-Bearbeitung die Fertigung von Prototypen, die der Realität mechanisch und visuell sehr nahe kommen. Dieses Verfahren zur Subtraktion von Material eignet sich für Fertigungen von weniger als zehn Teilen. Für größere Stückzahlen wird das Vakuumgießverfahren empfohlen, da dadurch beträchtliche Mengenvorteile und Zeiteinsparungen erzielt werden können. Zur weiteren Information können Sie sich beispielsweise über den Unterschied zwischen 3D-Druck und Rapid Prototyping informieren.

Wenn Sie unsicher sind, welche Technologie sich für Ihr Projekt am besten eignet, helfen wir Ihnen gerne weiter! Sie erreichen uns per E-Mail oder können uns auf unserer Seite direkt eine Anfrage für einen Kostenvoranschlag stellen.

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