Die Grenzen des Rapid Prototypings bei Kunststoffen

Die mit Rapid Prototyping erstellten Prototypen unterliegen Einschränkungen, die von den eingesetzten Fertigungsverfahren abhängen. Die am häufigsten verwendeten Verfahren sind: der 3D-Druck und seine Varianten (3D-Stereolithografie, SLA usw.), die CNC-Bearbeitung sowie das Vakuumgießen mit Silikonform. Die vielen für diese Technologien verfügbaren Oberflächenfinishs ermöglichen die Fertigung von Prototypen, die den Serienteilen sehr nahe kommen. Allerdings erlauben die Verfahren zur Herstellung von Kunststoffprototypen es nicht, Teile zu erhalten, die Spritzguss-Teilen völlig identisch sind. Hier finden Sie eine Darstellung der vier Haupteinschränkungen des Rapid Prototypings im Vergleich zum in der Serienfertigung verwendeten Spritzguss.

4 Einschränkungen des Rapid Prototyping im Vergleich zum Spritzguss

1. Die Stückzahl:

Die Produktion von Einzelfertigungen (1-10 Teile), Kleinserien (10-200 Teile) oder Großserien (>200 Teile) hat jeweils Implikationen für die Auswahl einer Kunststoff-Prototyping-Technologie. Tatsächlich erreichen die Fertigungsverfahren zum Prototyping von einem Teil oder kleinen Serien die Grenze der wirtschaftlichen Rentabilität und Fertigungseffizienz relativ schnell. Ab 2-3 per 3D-Druck gefertigten Teilen, 5-10 aus Kunstsoff gefrästen Prototypen oder 100-200 per Vakuumguss hergestellten Teilen ist eine Serienfertigung per Kunststoffspritzguss wirtschaftlich notwendig. Zur Fertigung von großen Serien ist der Spritzguss attraktiver als der Vakuumguss mittels Silikonform.

2. Die Geometrie:

Dank bestimmter Techniken wie 3D-Druck können Formen, die durch Spritzguss nicht machbar sind, trotzdem hergestellt werden. Zum Beispiel können im Kunststoff-Prototyping Teile mit Unterschneidungen oder Hohlräumen gefertigt werden. Ähnlich ist es bei der 3D-Bearbeitung von Kunststoff, wo diese Schwierigkeiten durch das Einfügen und Ausschneiden von Stücken adressiert werden können. So kann es allerdings sein, dass die durch diese Fertigungen erhaltenen Teile den Serienteilen nicht völlig entsprechen. Das Rapid Prototyping kommt den Kunststoff-Serienteilen lediglich so nahe wie möglich. Einige Verfahren ermöglichen es allerdings auch, Elemente umzusetzen, die in der Serienproduktion nicht machbar wären. Um mehr über die Einschränkungen der CNC-Bearbeitung und dem Vakuumgießverfahren zu erfahren, lesen Sie bitte unseren News-Artikel über Hinterschneidungen und Formschrägen.

3. Die physikalischen Eigenschaften:

Das Kunststoff-Prototyping verwendet äquivalente Materialien, Substitute oder solche, die dem „richtigen Material“ sehr nahe kommen. Aus diesem Grund können die mechanischen Eigenschaften nicht völlig identisch mit denen der Spritzgussteile sein.  Die CNC-Bearbeitung verwendet das „richtige Material“ – die Fertigungsmethode unterscheidet sich aber dennoch vom Spritzguss. Deshalb können die mechanischen Eigenschaften nie völlig identisch sein.

4. Die Oberflächenfinishs:

Im Rapid Prototyping können Teile aus Kunststoff gefertigt werden, deren technische und visuelle Eigenschaften den Spritzgussteilen sehr nahe kommen. Der Unterschied zwischen einem guten Prototypen und einem Spritzgussteil ist schwer zu erkennen. Allerdings besteht trotzdem immer ein gewisser Unterschied, da das Fertigungsverfahren für Kunststoffteile in kleinen Mengen sich von der Fertigung in Großserie unterscheidet.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die mechanischen und visuellen Eigenschaften der Kunststoff-Prototypen mit den Spritzgussteilen nicht völlig identisch sind. Die während eines Tests mit Prototypen gewonnen Informationen sind immer beschränkt. Die Fertigung von Kunststoffteilen in kleinen Mengen oder von Kunststoffprototypen wird einer Fertigung von Spritzgussteilen nahe kommen, ihr allerdings nie vollkommen identisch zu sein.

Weitere Informationen bietet unsere Seite zur Erfassung Ihrer Bedürfnisse mit einen Vergleich der Technologien des Rapid Prototyping sowie der Fertigung in Klein- und Großserien.