Rapid Prototyping Verfahren
Mit welchem Verfahren die Prototypenfertigung erfolgt, hängt primär von den Anforderungen der Anwendung ab. Die mechanischen Eigenschaften eines Musters werden nicht nur durch das Material, sondern auch durch das Druckverfahren und die konkrete Umsetzung bestimmt. Auch Zeit und Menge der zu fertigenden Prototypen wirken sich auf die Wahl des Druckverfahrens aus.
SLS (Selektives Lasersintern)
Dieses Verfahren eignet sich sehr gut für die Fertigung von individualisierten Einzelteilen und Serien bis 10000 Stk. Bei diesem Verfahren schmilzt ein Laser Schicht für Schicht ein thermoplastisches Pulver, wobei das vorgegebene Modell entsteht. Prototypen, die in diesem Fertigungsverfahren entstehen, zeichnen sich durch besonders hohe Belastbarkeit aus. Es ist das bei igus meist verwendete additive Fertigungsverfahren, da Festigkeit, Präzision und Bauteilpreis überlegen sind. Zudem werden diverse Veredelungen, wie Einfärben oder Glätten, angeboten.
FDM (Fused Deposition Modeling)
Basierend auf speziellen Kunststoff-Filamenten, entstehen in diesem Verfahren besonders robuste Bauteile in kleinen Stückzahlen. Ein großes Vorteil des FDM Verfahrens ist die große Auswahl von Werkstoffen für besondere Anforderungen wie z.B. hohe Temperaturen oder Lebensmittelkontakt, sowie die vergleichsweise unkomplizierte Kombinierbarkeit unterschiedlicher Materialien bei der Produktion eines Prototypen. Mit diesem Verfahren können komplexe Geometrien nicht so flexibel abgebildet werden, wie mit SLS.
Rapid Tooling (print2mold): Spritzgussteile aus additiv gefertigten Spritzguss-Werkzeugen
Für industrial Prototyping, die Serienfertigung von Funktionsprototypen und bei besonderen Materialanforderungen, lohnt sich häufig die Herstellung mittels additiv gefertigtem Werkzeugs für den Spritzguss. Auf diese Weise kann auf eine größere Auswahl von Werkstoffen zurückgegriffen werden, da nicht jeder Kunststoff als 3D-Druck-Material verfügbar ist. Diese Technologie ermöglicht es einerseits technische Prototypen herzustellen, die mit dem Endprodukt weitgehend identisch sind, andererseits schränken die Besonderheiten des Spritzgussverfahrens die Designfreiheit im Gegensatz zu Prototypen aus dem 3D-Drucker ein. Die Spritzgussformen werden je nach Anforderung und benötigter Stückzahl aus Metall oder mit dem Verfahren Stereolithografie (SLA) aus Kunstharz gefertigt.
Subtraktive Verfahren: Halbzeuge
Aus Halbzeugen gefertigte Prototypen zeichnen sich ebenfalls dadurch aus, dass sowohl Werkstoff als auch mechanische Eigenschaften bereits im Teststadium abgebildet und in ihrer vollen Funktionalität getestet werden können. Bei diesem Verfahren wird Material mechanisch, zum Beispiel mit einer Fräse, abgetragen, um aus dem Rohmaterial das benötigte Werkstück zu fertigen. Der Vorteil bei dieser Technologie liegt darin, dass bestimmte Einschränkungen im Gegensatz zu 3D-Druck entfallen, wie zum Beispiel die minimale Wandstärke. Auch ist die Materialwahl beim Prototyping mit Halbzeugen größer als in der additiven Fertigung. Der Kostenvorteil bei diesem Verfahren liegt bei der Produktion von großvolumigen oder besonders einfachen Teilen.
Andere gängige Prototyping Verfahren
Während igus für die Herstellung von Kunststoffprototypen auf die oben genannten Verfahren zurückgreift, gibt es auf dem Gebiet der Prototypenfertigung verschiedene andere Verfahren für verschiedene Materialien, wie zum beispiel Vakuumguss, Contour Crafting, Laser Powder Forming, Space Puzzle Molding, Layer Laminate Manufacturing und Laser Powder Forming.
