Rapid Prototyping

I

Rapid Prototyping

 

['ræpɪd 'prəʊtəʊtaɪpɪȖ, englisch] das, Sammelbegriff für Verfahren zur schnellen Herstellung von Grundtypen, Abgussvorlagen, industriellen Mustern ohne Verwendung von Formen oder Werkzeugmaschinen. Voraussetzung ist ein digitaler Datensatz der gewünschten Geometrie, der in einem dreidimensionalen CAD-System vorliegt. Ein Prozessrechner formatiert diese Daten zu einzelnen Schichten des Werkstücks und steuert damit z. B. einen Laserstrahl, der die Werkstückkonturen schichtweise aus einem flüssigen lichthärtenden Epoxidharz aufbaut (Stereolithographie). Andere Verfahren bauen das Muster aus thermoplastischem Material auf, das über eine beheizte Düse extrudiert wird, oder schmelzen mit einem Laserstrahl schichtweise granuliertes Material auf (Lasersintern). Das Lasersintern ist die schnellste Methode, um mechanisch belastbare Prototypen herzustellen.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

 

Lasertechnik: Laser zum Bohren, Schneiden, Schweißen und Beschriften

 

Fertigungstechnik: Automatisierung, Rapid Prototyping, CIM

 

II

Rapid Prototyping,

 

die schnelle Fertigung von kostengünstigen Prototypen mit komplexen Formen ohne mechanische Werkzeuge. Damit ist nicht die Konstruktion und Visualisierung eines Modells am Computerbildschirm mithilfe eines CAD-Programms gemeint, sondern die tatsächliche Herstellung eines realen Prototypen, zu denen virtuelle Prototypen eine notwendige Vorstufe darstellen. Rapid Prototyping kann die Entwicklungszeit eines Produkts reduzieren und dadurch Kosten sparen, dass keine Formen (z. B. Gießformen) gebaut oder mechanische Werkzeuge angepasst und eingesetzt werden müssen.

 

In den letzten Jahren wurden computergestützte Fertigungsverfahren entwickelt, um einen Prototyp direkt aus den im CAD-Programm vorhandenen Geometrie- und Topologiedaten schichtenweise aufzubauen, beispielsweise durch das Abtragen von Material aus einem Kunststoffblock mithilfe eines computergesteuerten Lasers oder durch Laminieren von computergesteuert geschnittenen Papierschichten. Die Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens sind jedoch wegen der teilweise mangelhaften physikalischen Eigenschaften der verwendeten Materialien auf geometrische Prototypen beschränkt.

 

Technische Prototypen mit den Eigenschaften des Serienprodukts lassen sich beispielsweise durch Laser-Sintern herstellen. Dabei wird Metallpulver ohne zusätzliche Bindemittel schichtweise aufgetragen und durch einen rechnergesteuerten Laserstrahl verfestigt. Der entstehende Prototyp kann als Werkzeug eingesetzt werden, mit dem sich z. B. Metallbleche bearbeiten lassen.