Systeme zur schnellen Herstellung von Prototypen

Die schnelle Herstellung von Prototypen umfasst eine Reihe Tools, die miteinander kombiniert, die Erstellung von Zwischendarstellungsprojekten für die Produktentwicklung ermöglichen: Digitale Modelle (im Sinne der Modellgeometrie), Muster, Prototypen und Vorserien.

Diese Modelle tragen zur Validierung der verschiedenen Funktionen bei, die das Produkt bieten muss (Signal-, Gebrauchs-, Austauschs- oder Herstellbarkeitsfunktionen.)

Die schnelle Herstellung von Prototypen beruht auf drei wichtigen Kriterien: Zeit, Kosten und Formenkomplexität.

• Zeit : Ziel der schnellen Herstellung von Prototypen, ist die zeitsparende Fertigung der Modelle mit dem Ziel, die Entwicklungszeit der Produkte zu verkürzen.
• Kosten : Die schnelle Herstellung von Prototypen ermöglicht es, Prototypen ohne die Verwendung teurer Werkzeuge zu fertigen und dennoch die Leistungen des Endprodukts sicherzustellen. Es können daher verschiedene Varianten eines Produkts während der Entwicklung geprüft werden, um die passendste Lösung zu bestimmen.
• Formenkomplexität : Anlagen, die mit dem Auftrag von Material arbeiten, können ausgesprochen komplexe Formen herstellen (Einschlüsse, Hohlräume, …), die mittels Verfahren wie dem Materialabtrag nicht realisierbar sind.

Die heute in Fertigungsanlagen verwendeten Datenbearbeitungsmittel sind::

• Die Fertigung durch Zerspanung ;
• Die Fertigung durch Materialauftrag ;

Es gibt zahlreiche Techniken, um Prototypen herzustellen, und jede entspricht besonderen Anforderungen:

• Das UTGV-Fräsen anhand von Maschinen mit digitaler Steuerung und mehreren Achsen;

Das Modell wird mit Fräsen oder Raspeln in Werkstoffen wie Schaumstoff, PU, Lab, Holz, Harz oder Aluminium eingearbeitet.

• Der 3D-Druck (Herstellung von 3D-Modellen mittels mechanischem Materialauftrag aus Kunststoff in aufeinanderfolgenden zweidimensionalen Schichten):

Das Modell wird aus zweidimensionalen Schichten ausgeschnitten, deren Fertigung frei gewählt werden kann. Die Maschine trägt mittels einer Düse einen Plastikfaden auf. Es handelt sich um ein mechanisches Verfahren.

• Die Stereolithographie (Herstellung eines 3D Modells durch Auftragen zweidimensionaler Schichten) :

Das Modell wird aus zweidimensionalen Schichten ausgeschnitten, deren Auflösung frei gewählt werden kann. Ein Laser tastet jede Schicht in einem Bad aus flüssigem Kunststoff ab und polimerisiert sie (man bezeichnet dieses Verfahren als Fotopolimerisierung, SLA im Englischen).

• Das Laser- oder Pulversintern (Herstellung eines 3D Modell durch Auftragen zweidimensionaler Schichten) :

Das Modell wird aus zweidimensionalen Schichten ausgeschnitten, deren Auflösung frei gewählt werden kann. Ein Laser tastet jede Schicht in einem Bad aus Kunststoff- oder Metallpulver ab und versintert sie (man bezeichnet dieses Verfahren als selektives Sintern, das Verschmelzen der Körper dieses Plastik Pulvers, SLS im Englischen).