Rapid Prototyping beschreibt die Herstellung von Modellen mit dem Ziel, Ideen zu visualisieren, Aspekte einer Lösung zu erkunden oder ein vorläufiges Ergebnis zu testen. Das schnelle Bauen von Prototypen an verschiedenen Punkten im Entwicklungsprozess beschleunigt die Produktentwicklung und gibt Sicherheit für die Serienfertigung.

Die schnellste und günstigste Prototypenherstellung ist über 3D-Drucken möglich. Ausgangspunkt dafür ist ein digitales, dreidimensionales Modell des Bauteils aus einem CAD- oder 3D-Programmiersystem. Dabei werden Daten direkt, ohne Formen und Werkzeuge, in das Bauteil überführt, was Kosten- und Zeiteinsparungen bringt. Prototypen können in nur wenigen Tagen hergestellt werden (schnelle Verfügbarkeit). Kurzfristige Änderungen umzusetzen, sehr schnell zu lernen und über rasch hintereinander erfolgende Iterationsschritte zur Serienlösung zu gelangen, sind weitere entscheidende Vorteile von Rapid Prototyping.

Neben diesen direkten, additiven Verfahren stehen auch gießtechnische Nachfolgeverfahren zur Verfügung (als Basis dient ein 3D gedrucktes Urmodell). Bei 1zu1 Prototypen sind das der Kunststoff-Vakuumguss mit Polyurethan-Gießharzen oder der Metallguss mittels Vakuum Differenzdruck Verfahren    

Eine weitere Option bei der Herstellung von Prototypen ist die Mechanische Fertigung. Unsere Dreh-, Fräs- und Drehfräsanlagen bieten die Möglichkeit, im Rapid Prototyping üblichen Zeitrahmen von wenigen Tagen bis Wochen, komplexe Modelle und Bauteile aus Original-Werkstoffen (z.B. PA6 GF 30, Grivory, etc.) zu fertigen.

Rapid Prototypen in unterschiedlichsten Ausprägungen

Die gängigsten Anwendungen im Prototypenbau sind Design-, Konzept-, Funktionsprototypen und geometrische Prototypen.

Designprototyp 

Ein Designprototyp dient zur Überprüfung von ästhetischen und ergonomischen Merkmalen. Die Prototypen/Modelle erfüllen dabei drei Funktionen: erstens ermöglichen sie detaillierte Designstudien (räumlich realistische Darstellung, Größenverhältnisse, ästhetische, haptische, technische Wirkung), zweitens dienen sie als Präsentationsobjekte zur Entscheidungsfindung oder Akzeptanzklärung bei Kunden und drittens bilden sie die Grundlage zur Generierung von 3D-Daten, die man zur Konstruktion und Produktion braucht.

Konzeptprototyp 

Modell zur Illustration eines bestimmten Konzept oder Prüfung einer Idee.

Funktionsprototyp 

Ein Prototyp, der bereits wichtige funktionale Eigenschaften eines späteren Serien-Bauteils aufweist. Unter anderem werden die mechanischen, elektrischen, akustischen oder thermischen Funktionen einzelner Komponenten überprüft.

Geometrischer Prototyp 

Ein maßgenaues Modell für erste Montage- und Gebrauchsversuche oder um ein Anforderungsprofil zu konkretisieren. Im Vordergrund stehen dabei die Überprüfung der Form- und Passgenauigkeit sowie die Kontrolle der Toleranzen. Materialspezifische Eigenschaften sind weniger von Bedeutung.

Welches Rapid Prototyping Verfahren?

Jedes Rapid Prototyping Verfahren hat seine Stärken. Ziel ist es, durch die richtige Verfahrenswahl möglichst nahe, nämlich 1zu1 an die Bedürfnisse eines späteren Originalteiles zu kommen. Verwendet werden verschiedene Materialien in den verschiedenen Drucktechnologien. Unterschiedliche Lösungen spannen den Bogen vom ersten, groben Konzeptprototyp über ein perfektes Designmodell bis zum voll funktionsfähigen Vorserienmodell im Originalwerkstoff.