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Rapid Prototyping und Prototypenbau aus Kunststoff

Funktionsprototypen aus Hochleistungskunststoffen

  • Musterbauteile aus abriebfesten Kunststoffen - Vom Einzelstück bis zur Serienproduktion
  • Zusätzliche Zeitersparnis durch unkomplizierte Online-Bestellung und schnelle Lieferung: Bei Bestellung vor 12 Uhr Lieferung über Nacht möglich - keine Zusatzkosten bei Bestellwert über 150€
  • Große Materialvielfalt: Hochleistungskunststoffe für den Prototypenbau (Hilfe bei der Auswahl erwünscht?) 
  • Kompetente Beratung für Projektplanung und Konstruktion 

Unsere Prototyping Dienstleistungen

Ideen greifbar machen - Prototypen sorgen im Maschinenbau für schnell verfügbare Modelle, welche die Produktentwicklung beschleunigen, neue Konzepte anschaulich machen und Designfehler erheblich eliminieren. Neben Serienteilen hat igus viel Erfahrung mit der Produktion von Sonderteilen und Prototypen für die unterschiedlichsten Anwendungen in Bewegung und kann Sie bei Ihrem Projekt fachmännisch unterstützen.
Erfahren Sie mehr über den Prototypenbau mit igus

Additive Fertigung

Rapid Prototyping mit additiver Fertigung  

  • 3D Modell online konfigurieren oder hochladen
  • Keine Werkzeugkosten
  • Preise und Lieferzeiten sofort verfügbar
  • Lieferung ab 24h


3D-Druck Service für Verschleißteile

Mechanische Fertigung

Halbzeuge für den Bau von Prototypen  

  • Große Materialvielfalt
  • Wirtschaftlich für volumige Teile
  • Lieferung ab 7 Tagen
  • In Rundstab, Hohlstab- oder Plattenform


Prototypen aus iglidur Kunststoffen

Rapid Tooling (print2mold)

Prototypen und Musterbauteile aus Spritzguss  

  • Additiv gefertigtes Werkzeug schnell und wirtschaftlich
  • Alle 55 iglidur Materialien
  • Ideal für Testbauteile und Vorserien im Originalmaterial
  • Sonderspritzgussteile ab 5 Werktagen


Rapid Tooling für Spritzgussteile

Schneller Produktentwicklungszyklus: Von Rapid Prototyping zu Rapid Manufacturing

Musterbauteile und Serienproduktion aus einer Hand

1. Rapid Prototyping: Laden Sie das 3D-Modell Ihres Funktions-Bauteils schnell und einfach in den online 3D-Druck-Service hoch. Hier sehen Sie sofort den Preis, die Lieferzeit, sowie die Materialauswahl. Außerdem wird parallel die Herstellbarkeit hinsichtlich Wandstärken und Bauteilgröße geprüft. igus verarbeitet im 3D-Druck ausschließlich die eigenen Gleitlagermaterialien, bei denen die Verschleißfestigkeit bis zu Faktor 50 höher ist gegenüber herkömmlichen 3D-Druckmaterialien.
 

2. Rapid Tooling (print2mold): Werden an das Material besondere Materialanforderungen gestellt, die mit den bestehenden 3D-Druck-Materialien nicht erfüllt werden können, kommt print2mold zum Einsatz. Außerdem wird print2mold gewählt, wenn Prototypen oder Vorserienbauteile aus dem späteren Serienmaterial bestehen sollen. Im print2mold Verfahren wird die Spritzgussform per additiver Fertigung aus Kunststoff oder Metall gefertigt, was bis zu 80% günstiger ist als herkömmlich hergestellte Spritzgussformen. Die so hergestellten Formen werden dann genutzt, um im Spritzguss Ihr Sonderverschleißteil ab 5 Werktagen herstellen zu können. Die Formen können für mehrere Aufträge verwendet werden, was eine weitere Kostenersparnis ermöglicht. 
 

3. Rapid Manufacturing: Hat sich der Prototyp in Form und Material für Ihre Anwendung bewährt, können die gewünschten Bauteile mit dem für Sie am besten geeigneten Fertigungsverfahren nachbestellt werden. Dies kann Rapid Tooling (10 bis 10000 Stk), mechanische Fertigung aus Halbzeugen (10 bis 10000 Stk), regulärer Spritzguss (ab 3000 Stk)  oder auch Lasersintern (1 bis 10000 Stk) sein. Wir beraten Sie gerne - igus unterstützt Sie bei allen Schritten der Produktentwicklung.

iglidur Materialien für den Prototypenbau

Verschleißfeste Kunststoffe für den schnellen Prototypenbau mit eigenen Anlagen
Material für Rapid Prototyping  

  • Filamente 
  • SLS Pulver


Rapid Prototyping Material Shop

Halbzeuge für den Prototypenbau  

  • Große Materialvielfalt
  • Rundstäbe, Hohlstäbe und Platten


Kunststoff-Halbzeuge Shop

Anwendungen und Referenzen unserer Kunden

3D-gedruckte Kunststoffzahnräder für den Prototypenbau

Zahnrad aus iglidur I6 im Elektroauto-Ladesystem

Mit „Matrix Charging“ hat Easelink, ein Unternehmen aus Graz, ein Ladesystem entwickelt, welches Elektroautos beim Parken über ihre Unterseite automatisch mit dem Stromnetz verbindet. Um die Anlage wirtschaftlich und zugleich hochwertig zu konstruieren, setzten die Konstrukteure auf additiv gefertigte Zahnrad-Prototypen aus igldiur Kunststoffen. Dank des 3D-Druck-Services von igus konnten Musterbauteile schnell bestellt, getestet und angepasst werden, bis die ideale Lösung gefunden wurde. Das besonders verschleißfeste und selbstschmierende SLS Pulver iglidur I6 eignet sich ideal für die Kontruktion von Zahnrädern, Ritzeln und anderen stark beanspruchten Bauteilen, die in der Regel regelmäßig geschmiert, gewartet und häufig ausgewechselt werden müssen. 

Vom Prototypen zur Serie für Schneid- und Wickelmaschinen

Musterbauteile für fortwährende Innovation

Die über den 3D-Druckservice von igus bezogenen Gleitlager aus den bewährten iglidur-Werkstoffen ermöglichen uns durch die individuell gestaltbare Geometrie völlig neue Lösungsansätze für diverse Anwendungen in unseren Schneid- und Wickelmaschinen. Die gedruckten Bauteile werden mittlerweile auch in Serienkomponenten verwendet. Durch die in der Regel sehr kurzfristig verfügbaren Muster für Versuche können Neuentwicklungen außerdem schnell realisiert und erprobt werden.

Dipl.-Ing. Ulrich Vedder 
Kampf Schneid- und Wickeltechnik GmbH & Co. KG

Rapid Prototyping und Serienproduktion

Trockenlaufende Gleitlager aus iglidur Halbzeugen in einem Augenarzt Mikroskop

Höchste Präzision für Anwendungen aus der Medizintechnik

Die Spaltlampe beim Augenarzt muss sich sehr leicht bewegen lassen, die Achsen müssen dabei hochpräzise geführt werden, denn jede Unregelmäßigkeit teilt sich dem Arzt über das Mikroskop in 40-facher Verstärkung mit. Dafür hat das Unternehmen A.R.C. Laser in Zusammenarbeit mit igus eine individuelle Lösung erarbeitet: Aus dem iglidur J Halbzeug wurde ein Lager mit besonders dünner Wandstärke und Durchbrüchen für elektrische Leitungen gefertigt. Die intensiven Dauertests mit Prototypen, die A.R.C. über Monate durchgeführt hat, beweisen auch die Langlebigkeit des Präzisionslagers am Mikroskoparm. 

Verschleißfeste Spritzguss-Sonderteile in Landmaschinen

Erst Prototyp - jetzt seit 20 Jahren in Serienfertigung

Seit über 90 Jahren konstruiert das Unternehmen FELLA bereits Arbeitsmaschinen für Traktoren. Alle Schwader dieses Anbieters arbeiten ausschließlich mit der Kreiseltechnologie, die u.a. den Vorteil einer hohen Flächenleistung haben. 

„Wenn es hier zu Schäden kommt, steht der Kreiselschwader. Und das darf während der Erntezeit auf keinen Fall passieren. Schon in der Erprobungsphase haben wir erkannt, dass wir eine zuverlässige Verdrehsicherung brauchten. Seit der Serieneinführung funktioniert das System reibungslos. Die Verdrehsicherung sorgt für einen hundertprozentigen Festsitz der Lagerbuchse in der Aufnahme. Die Reibpaarung stimmt, so dass wir davon ausgehen, diese Baugruppen noch über einen langen Zeitraum weiter einzusetzen“
Dipl. Ing. (FH) Jürgen Riedel, Konstrukteur

Was ist Rapid Prototyping...

... und wie profitiert mein Unternehmen davon?

Definition Rapid Prototyping: Unter Rapid Prototyping wird im Maschinenbau die schnelle Fertigung von Musterbauteilen ausgehend von einem digitalen 3D Modell verstanden. Im allgemeinen Sprachgebrauch gehörte Rapid Prototyping früher zu den Überbegriffen für additive Verfahren, jedoch hat sich der Begriff insbesondere in der Produktentwicklung spezifisch als ein Verfahren für schnelle Designtests unter realen Bedingungen etabliert. 

Vorteile von Rapid Prototyping:

Geschwindigkeit - schnelleres Feedback, schnellere Entwicklung, schnellerer Markteintritt

Wer zuerst kommt, mahlt zuerst - wer seine Produktentwicklungsprozesse optimiert, gewinnt im Wettlauf um innovative Lösungen. Mit Rapid Prototyping lassen sich neue Konzepte dank generativer Verfahren schnell und iterativ umsetzen, testen und unkompliziert anpassen. Designer und Stakeholder können den voll funktionalen Prototypen schneller und direkt in der Anwendung testen und Feedback geben, wodurch Zwischenschritte entfallen und das fertige Produkt früher als mit herkömmlichen Prototyping Methoden einsatzbereit ist. 
 

Wirtschaftlichkeit - weniger Aufwand, weniger Fehler, weniger Kosten

Wer keine Anlagen braucht, kein spezielles Werkzeug herstellen lassen muss und keinen manuellen Aufwand betreibt spart Kosten. Rapid Prototyping basiert auf digitalen Modellen, die nicht aufwändig gelagert werden müssen und deren Anpassung keine Mehrkosten verursacht. 3D Modelle von Prototypen können schnell und kostengünstig als Einzelstücke oder Kleinserien von spezialisierten Dienstleistern hergestellt werden, die sowohl über die benötigte Expertise als auch über verschiedene Anlagen verfügen, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Aber auch der Prototypenbau mit eigenen Anlagen kann sich bei häufigem Einsatz lohnen, da so die Herstellungszeit und die mit externen Dienstleistungen verbundenen Kosten wegfallen. Tests mit Funktionsprototypen oder technischen Prototypen bereits in der Entwicklungsphase senken das Risiko von Fehlern bei der Produktion der Endprodukte enorm, da Design, Material und Passform zu diesem Zeitpunkt bereits ausgiebig erprobt wurden. 
 

Flexibilität - mehr Designfreiheit, mehr Optimierung, mehr Innovation

Dank additiver Fertigung und dem Rapid Prototyping Verfahren können Ideen und Konstruktionen umgesetzt werden, die früher entweder komplett undenkbar oder nur sehr schwierig umsetzbar waren. Auf diese Weise können innovative Lösungen schnell realisiert, getestet, optimiert und weiter entwickelt werden, bis sie so wie gewünscht funktionieren. Auch hinsichtlich der Materialauswahl eröffnen sich auf diese Weise zahlreiche neue Möglichkeiten, da Prototypen ohne viel Aufwand direkt aus dem benötigten Werkstoff oder aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden und in der Anwendung direkt miteinander verglichen werden können. Auf diese Weise ist es auch möglich direkt Prototypen aus mehreren Werkstoffen herzustellen, um direkt mehrere Funktionalitäten abzubilden. 
 

Nachhaltigkeit - schnellere Prozesse, weniger Abfall, mehr Recycling

Generative Fertigungsverfahren produzieren im Gegensatz zu subtraktiven Verfahren deutlich weniger Abfälle und benötigen weniger Material. Während einige Verfahren es erforderlich machen Stützstrukturen zu bauen, die nach dem Druck entfernt werden müssen, kann das nicht verwendete Pulver z.B. bei Selektivem Lasersintern für weitere Prototypen wiederverwendet werden. Da mit Rapid Prototyping die Produktionsprozesse mit weniger zeitlichem und materiellen Aufwand verbunden sind, können die frei gewordenen Ressourcen für mehr Projekte verwendet werden.

Rapid Prototyping  


--> Rapid Prototyping Verfahren

  • SLS Lasersintern
  • FDM Fused Deposition Modelling
  • Rapid Tooling: Spritzgussteile aus 3D-Druck-Formen
  • Subtraktive Verfahren: Halbzeuge
  • Andere gängige Verfahren, die es bei igus (noch) nicht gibt
  • Welches Verfahren eignet sich für mein Projekt am besten?

--> Arten von Prototypen
  • Designprototyp
  • Geometrischer Prototyp
  • Funktionsprototyp / Funktionaler Prototyp
  • Teschnischer Prototyp
  • Industrial Prototyping: Kleinserien für z.B. Vorserienfahrzeuge

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.  

Arten von Prototypen

  • Designprototyp: Diese Art von Prototypen wird konstruiert, um zu prüfen ob das realisierte Objekt den optischen Anforderungen entspricht und in das Gesamtkonzept passt. Diese Modelle haben noch keine Funktionalität und können aus gewöhnlichen Kunststoffen gefertigt werden.
  • Geometrischer Prototyp: Geometrische Prototypen entsprechen bereits den exakten Maßen der Anwendung und können montiert werden, um zu prüfen, ob noch weitere Änderungen an der Passform vorgenommen werden müssen. Auf diese Weise können außerdem die Anforderungen an das benötigte Material überprüft und konkretisiert werden. 
  • Funktionsprototyp / Funktionaler Prototyp: Funktionsprototypen bilden die zentralen Funktionalitäten des geplanten Bauteils ab und können direkt in der Anwendung getestet werden. An dieser Stelle empfiehlt sich bereits eine kleine Serie von Musterbauteilen, um sie unter verschiedenen Bedingungen zu testen
  • Technischer Prototyp: Stehen die endgültige Geometrie und das Material abschließend fest, wird die fertige Anwendung mit dem technischen Prototypen im Einsatz getestet. Dabei entspricht das Modell bereits komplett dem Endprodukt in Material, mechanischem Verhalten und Geometrie.  
  • Industrial Prototyping: Bevor ein Produkt in die Massenproduktion geht, werden besonders in der Automobilbranche häufig Kleinserien für z.B. Vorserienfahrzeuge produziert, damit das neue Modell von Kunden ausprobiert werden kann. Es kommt häufig vor, dass in diesem Stadium der Produktentwicklung noch Änderungen hinsichtlich des Materials anfallen.

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