Markt und Kunden verlangen immer früher nach aussagefähigen Prototypen und Entwurfsmodellen. Das erfordert schnelle und unkomplizierte Methoden, mit denen sich gleich zu Beginn der Produktentwicklung preiswerte Design- und Funktionsmuster erstellen lassen. 3D-Printing trägt diesen Ansprüchen Rechnung.
Andrea Grosler von Graf & Creative PR, Darmstadt, erstellte den Beitrag im Auftrag der 4D Concepts Prototyping, Software und Consulting GmbH, Groß-Gerau
Sie wachsen in wenigen Stunden, erreichen erstaunliche Fes-tigkeiten und unterscheiden sich nach dem Finishen kaum vom Original: Prototypen aus dem 3D-Printing. Das von 4D Concepts angebotene Verfahren zählt zu den schnellsten Modellbau-Methoden. Es arbeitet fünf- bis zehnmal rascher und güns-tiger als bislang bekannte Rapid-Prototyping (RP)-Verfahren. Technologische Basis ist der schichtweise Aufbau dreidimensionaler Objekte auf Grundlage aufbereiteter 3D-CAD-Daten. Die Prototypen aus Spezial-Werkstoffen dienen in erster Linie als Konzeptmodelle und Designmuster. Die Festigkeiten der verschiedenen Grundmaterialien sind mit traditionel-len Hartschaum-Modellen vergleichbar und lassen sich durch Infiltration mit Wachs oder Kunststoff weiter optimieren. Außerdem können die Modelle mechanisch bearbeitet und lackiert werden. Sie weisen bereits im Rohzustand eine gute Oberflächengüte und Maßgenauigkeit auf – der Aufwand für Nachbehandlung bleibt relativ gering. Selbst filigrane und dünnwandige Strukturen arbeitet der 3D-Drucker detailgenau heraus. Da er kaum größer ist als ein Bürokopierer, lässt er sich in der Werkstatt oder am Bildschirm-Arbeitsplatz aufstellen. Die Handhabung erfordert keine Schulung. Mit einer einfach bedienbaren Software bereitet der Entwickler seine CAD-Daten für die Fertigung vor. Über eine grafische Benutzeroberfläche werden die Bauteile orientiert, positioniert und in Schichten von 0,1 bis 0,25 mm Dicke gelayert. Anschließend startet der Printer den schichtweisen Aufbau des 3D-Modells: Ob Werkzeug-Gehäuse oder Duschgel-Flasche – mit bis zu 50 mm Bauhöhe pro Stunde nimmt der Prototyp Form an. So benötigt die Maschine beispielsweise für einen komplexes Teil mit den Außenmaßen 200 mm x 250 mm x 100 mm nur etwa 4 h. Darüber hinaus lässt sich der verfügbare Bauraum optimal ausnutzen, da die Modelle im Pulverbett ohne platzraubende und lästige Stützkonstruktionen aufgebaut werden.
Prototyping over night
Kostenvorteile und Zeitgewinn machen das 3D-Printing für alle Bereiche interessant. Früh können Gestalter und Entwickler ihre Werke zur Hand nehmen und „begreifen“. Fehler werden sofort erkannt und zu einem Zeitpunkt korrigiert, zu dem noch keine schwerwiegenden Entwicklungs- oder Produktions-kosten aufgelaufen sind. Künftig werden immer mehr Designer für ihre Entwicklung 3D-CAD-Software nutzen. Das öffnet ihnen die Chance, auch die zeitaufwändige Handarbeit im Modellbau durch 3D-Printer zu ersetzen. Das dreidimensionale High-Speed-Modell ergänzt zudem die heute weit verbreiteten fotorealistischen Darstellungen. Der nächste Fortschritt deutet sich bereits an: Neue Materialien verleihen den Modellen noch bessere Festigkeiten und Oberflächen.
4D Concepts in Kürze
4D Concepts bietet konventionellen Modell- und Werkzeugbau, RP, Rapid Tooling sowie 3D-CAD an und vertreibt Anlagen und Software. Zum Einsatz kommen u. a. Stereolithographie, Lasersintern, 3D-Druck, Reaction Injection Moulding (RIM), LOM und Fused Deposition Modeling sowie Vakuum-, Fein- und Präzisions-Sandguss.
Ausführliche Informationen
3D-Printing
KEM 487
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