Was ist 3D-Prototyping?

3D-Prototyping, auch Rapid Prototyping genannt, ist eine weit verbreitete Methode, um ein Design oder eine Produktidee schnell zu realisieren, die in vielen Branchen eingesetzt wird. Es ist eine großartige Möglichkeit, Geld und Zeit zu sparen.

Die 3D-Prototyping-Technik ist schneller und billiger als andere herkömmliche Techniken wie das Spritzgießen, bei dem jede Iteration Zeit in Anspruch nimmt.

Dank der sich ständig weiterentwickelnden Technologie können wir jetzt Rapid Prototyping mit verschiedenen Materialien wie billigem PLA, Nylon, schlagfestem ABS und anderen schneller herstellen. 

Warum wird der 3D-Druck im Rapid Prototyping eingesetzt?

In der heutigen Zeit ist der 3D-Druck für das Rapid Prototyping weit verbreitet. Er gibt dem Designer die Möglichkeit, Materialien auszuwählen und Zeit zu sparen. Der 3D-Druck ist ein additives Fertigungsverfahren, das es dem Designer ermöglicht, das Design bei jedem Schritt der Herstellung zu ändern.

Einer der wichtigsten Vorteile des 3D-Drucks ist die Flexibilität, mit der Sie bei der physischen Herstellung des Produkts Geld und Zeit sparen können. Sie müssen nicht jedes Mal, wenn Sie ein Produkt iterieren und entwerfen, extra Geld an die Hersteller zahlen. Jetzt können Designer funktionale Prototypen erstellen, ohne ihre Ideen zu verraten.

Ein weiterer Vorteil des 3D-Drucks besteht darin, dass er es dem Designer ermöglicht, verschiedene Modelle und Ideen schnell zu testen und zu vergleichen. Mit einem Wort, er ermöglicht es, verschiedene visuelle Konzepte und Ideen physisch zu vergleichen. Aus diesem Grund nimmt die Nutzung des 3D-Drucks in der Industrie von Tag zu Tag rasant zu.

Wie kann man Prototypen kosteneffizient und erfolgreich gestalten?

Der 3D-Druck macht einen Prototyp kosteneffizienter und einfacher in der Anwendung. Der 3D-Druck bietet eine hohe Kosteneffizienz bei der Konstruktion zahlreicher Entwürfe in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses.

Mit dieser Methode lässt sich ein Prototyp leichter ändern, anpassen und funktionieren als andere Rapid-Prototyping-Verfahren, was letztendlich zu einer Verringerung der Produktionskosten und -zeit führt.

Ein erfolgreiches Produktdesign erfordert zahlreiche Änderungen und Überprüfungen durch verschiedene Quellen und die Aktionäre des Unternehmens. Der 3D-Druck ermöglicht es den Designern, den Prototyp in jedem Iterations- und Entwurfsschritt zu ändern, was ihn weniger anfällig für Fehler macht.

Ein optimiertes Design ist das Ergebnis einer schnellen Zusammenarbeit zwischen Designern, Ingenieuren und Qualitätskontrolle. 3D-Druck-Prototypen geben den Designern in der Entwicklungsphase eine klare Vorstellung von der Produktstruktur und davon, ob das Produkt auf dem Markt funktionieren wird oder nicht, was die Wahrscheinlichkeit von Produktfehlern schrittweise verringert. Man kann also mit Sicherheit sagen, dass der 3D-Druck eine überzeugende Methode ist, um ein Produkt kosteneffizient und erfolgreich zu machen.

Was ist zu beachten, bevor Sie den 3D-Druck für Ihre Prototypen wählen?

Aufgrund seiner schnelleren Konstruktion und Kosteneffizienz wird der 3D-Druck heutzutage in vielen Branchen eingesetzt. Wenn Sie den 3D-Druck für das Prototyping nutzen möchten, sollten Sie einige Faktoren berücksichtigen. Diese sind:

1.Das Endprodukt

Wenn Ihr Prototyp mit dem Aussehen des Endprodukts identisch sein muss, sollten Sie nach Techniken oder Materialien suchen, die eine feinere und detailliertere Auflösung ermöglichen. Andernfalls muss Ihr Prototyp schließlich aus ästhetischen Gründen angefasst werden.

Wenn Sie wollen, dass Ihr Prototyp genau so funktioniert wie das Endprodukt, dann brauchen Sie Technologien, die eine solide und tolerante Überprüfung ermöglichen.

2. 3D-Druck-Technologie

Es gibt eine Vielzahl von Materialien, die für den 3D-Druck verwendet werden. Jedes von ihnen hat seine eigene Einzigartigkeit in Bezug auf Festigkeit, Designstile und Eigenschaften. Je nachdem, welche Art von Design Sie wünschen oder welche Methode Sie verwenden möchten, bestimmen Sie die Materialeinstellungen.

Polyjet bietet zum Beispiel die Möglichkeit, sowohl flexible als auch harte Materialien miteinander zu kombinieren, sowie Transparenz und Vollfarbe. Die Stereolithografie (SL) ist einzigartig für die Herstellung einer detaillierteren und feineren Auflösung mit einer glatten Oberfläche.

Fused Deposition Modeling (FDM) und Lasersintern liefern solide und haltbare Teile aus technischen Thermoplasten, die sich ideal für funktionale Prototypen eignen. Direktes Metall-Lasersintern (DMLS) ist die beste Wahl für Metallprototypen.

3. Dateiformate

STL-Dateien werden für Setups und den Aufbau von 3D-Drucken verwendet. STL-Dateien bestehen in der Regel aus einer Schale und keinen nicht gemeinsam genutzten Kanten. Es können jedoch Probleme auftreten, wenn mehrere Schalen und nicht gemeinsam genutzte Kanten in einer STL-Datei verwendet werden, wodurch raue, kratzige Oberflächen entstehen können. Dateien mit mehreren Schalen können im STL-Format nicht richtig gestaltet werden.

Daher ist es besser, CAD-Formate für diese Art der Konstruktion zu verwenden. Bei der Auswahl einer Datei für den 3D-Druck ist es wichtig, die Maßeinheit der Datei in Zoll oder Millimetern zu kennen. Die korrekte Messung der Einheiten kann die Risiken potenzieller Fehler verringern.

Vorteile des 3D-Drucks

Konstruktion verschiedener Iterationen

Der 3D-Druck bietet mehr Flexibilität bei der schnellen Erstellung von Entwürfen im Vergleich zu anderen traditionellen Herstellungsverfahren, die viele Einschränkungen bei der Gestaltung haben. Mit CAD-Software können Sie problemlos die einfachsten bis hin zu den komplexesten Teilen erstellen. Dieser Prozess ist sehr praktisch, da Sie keine ganze Form für die Iteration erstellen müssen, was Ihnen viel Zeit und Geld spart.

Solide und leichte Teile

Es gibt viele verschiedene Materialien, die für den 3D-Druck verwendet werden. In der Regel werden Kunststoffe für den 3D-Druck verwendet, da sie leichter zu transportieren sind als andere Metallmaterialien. Dieses Material wird vor allem in der Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet, wo das Gewicht eine wichtige Rolle spielt und Kunststoff eine bessere Treibstoffeffizienz bietet. Kundenspezifische Materialien können verwendet werden, um Vorteile wie Hitzebeständigkeit, höhere Festigkeit oder Wasserbeständigkeit zu erzielen. 

Zeit- und Kosteneffizienz

Im Vergleich zu anderen Prototyping-Methoden ist die 3D-Additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, viel billiger. Wie bereits erwähnt, müssen Sie keine Gussformen für die Iteration erstellen, was einen Vorteil in Bezug auf die Kosteneinsparung darstellt. Während man beim Spritzgießen eine Metallform erstellen und auf den Spritzgussprozess warten muss, gibt es beim 3D-Druck diese Schritte nicht. Sie können den gesamten Entwicklungsprozess beschleunigen, indem Sie einfach STL- oder CAD-Dateien erstellen, die dann gedruckt werden können. 

Einfache Zugänglichkeit

Der 3D-Druck wird immer beliebter, um einen Prototyp eines Produkts zu erstellen. Heutzutage bieten lokale Dienstleister Outsourcing-Dienstleistungen für den 3D-Druck an und machen ihn damit leichter zugänglich. Im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren sind keine zusätzlichen Transportkosten erforderlich. 

Funktionelle Test-Phase

Es gibt verschiedene Materialien, die sich für den 3D-Druck eignen, und Sie haben so viele Möglichkeiten, aus denen Sie für Ihr Prototyping-Verfahren wählen können. Wenn Sie einen Prototyp testen müssen, bevor Sie ihn in die Massenproduktion geben, helfen Ihnen diese Materialien dabei, die Vor- und Nachteile sowie die Eigenschaften Ihres Endprodukts zu beurteilen. Die Risiken, dass Ihr Produkt auf dem Markt scheitert, verringern sich dadurch erheblich.