Die Grenzen des 3D-Drucks beim Rapid Prototyping

Das 3D-Druck-Verfahren hat einige Vorteile im Vergleich zu den traditionellen Verfahren des Rapid Prototypings. Allerdings hat diese Technologie auch Grenzen, wenn ein Kunststoffprototyp gefertigt wird, der später als Spritzguss in Seire gehen soll.

Große Freiheit bei der Form, aber keine Hinweise für die Serienproduktion

Einer der Hauptvorteile der 3D-Fertigung ist, dass alle Formen machbar sind, ohne von den Zwängen der Kunststoffverarbeitung wie Hinterschneidungen, Hohlräumen, Wandstärken usw. eingeschränkt zu sein. Allerdings bietet der 3D-Druck keinerlei Informationen zur Produzierbarkeit dieser Teile in der Serienfertigung, wo die genannten Einschränkungen wieder greifen. In anderen Worten: Ob ein Kunststoffteile per 3D-Druck realisiert werden kann, sagt nichts darüber aus, ob es später auch per Spritzguss gefertigt werden können wird. Die CNC-Bearbeitung oder das Vakuumgießverfahren kommen der Serienfertigung von Spritzgießteilen deutlich näher als es die Herstellung per 3D-Druck kann.

Nur für geringe Mengen günstig

Für große Stückzahlen von mehr als 5-10 Teilen ist die additive 3D-Fertigung aufgrund der fehlenden Mengenvorteile finanziell eindeutig weniger attraktiv und langsamer als die CNC-Bearbeitung oder das Vakuumgießverfahren.

Außerdem ist die additive Herstellung aus finanziellen Gründen nicht gut für die Fertigung von großen oder massiven Teilen geeignet (Grenzen etwa bei mehr als 200 mm bzw. mehr als 500g).

Visuell vielseitig, mechansich eingeschränkt

Der schließlich größte Nachteil des verwendeten Materials: sehr oft kommt ein ABS- oder PA-Harz, das in den meisten Fällen ein Substitut des „richtigen Materials“ ist, zum Einsatz. Dies physikalischen Eigenschaften des Teils sind damit sehr limitiert. Hier sind einige Beispiele:

• Standards: Per 3D-Druck können keine „Food Grade“-Teile gefertigt werden. Sie können auch keine Brandschutzkriterien wie UL-94 V0 erfüllen.
• Mechanische Eigenschaften: Die mechanischen Eigenschaften wie Schlagfestigkeit, Biegsamkeit usw. kommen dem Serienteil nicht sehr nahe.
• Transparenz: Die Transparenz der per 3D-Druck gefertigten Teile ist geringer als die von aus PMMA hergestellten Teilen.
• Oberflächen: Ohne manuelle Nachbearbeitung sind die per 3D-Druck gefertigten Teile grundsätzlich weniger ansehnlich als die per Vakuumgießverfahren hergestellten Teile. Das Material ist gezeichnet von sichtbaren Tennlinien und die Struktur des Teils ist leicht körnig.

Abschließend lässt sich sagen, dass die Vorteile des 3D-Drucks mit seinen Einschränkungen Hand in Hand gehen. Bei einem Prototypen eines Spritzgussteiles sind die visuellen und mechanischen Eigenschaften der per 3D-Druck erzielten Eegebnisse weiter von den Serienteilen entfernt als die der CNC-Bearbeitung aus „richtigem Material“ oder des Vakuumgießverfahrens.

Um mehr über die Einschränkungen des 3D-Drucks im Vergleich zu den anderen Verfahren des Rapid Prototyping zu erfahren, empfehlen wir Ihnen, unsere News zu lesen und sich unseren Artikel über die verschiedenen Verfahren zur schnellen Fertigung eines Prototypen anzusehen.