Rapid Prototyping: Revolution in der Produktentwicklung
Rapid Prototyping
- 21.06.2024
Was ist Rapid Prototyping?
Rapid Prototyping ermöglicht es, digitale Modelle effizient in greifbare Prototypen zu überführen. Diese Prototypen variieren in ihrer Detailtreue: High-Fidelity-Prototypen ähneln stark dem Endprodukt, während Low-Fidelity-Prototypen vor allem zur Konzeptvalidierung dienen und weniger detailgetreu sind.Neben der weitverbreiteten additiven Fertigung kommen auch subtraktive Verfahren wie Fräsen und Schleifen sowie komprimierende Verfahren wie Gießen zum Einsatz. Diese Methoden verdeutlichen die Anpassungsfähigkeit des Rapid Prototypings an unterschiedliche Design- und Materialanforderungen. So werden beispielsweise halbfeste oder flüssige Materialien vor dem Aushärten in Form gebracht, was beim Guss oder Drucksintern Anwendung findet.
Welche Vorteile hat Rapid Prototyping für die Produktentwicklung?
Rapid Prototyping spielt eine zentrale Rolle in der modernen Produktentwicklung. Ein entscheidender Vorteil liegt in der beschleunigten Entwicklung: Durch schnelle Iterationen und kürzere Entwicklungszyklen wird die Markteinführungszeit drastisch reduziert. Dies ist besonders in den heutigen, sehr dynamischen Märkten wichtig. Denn hier kommt es besonders darauf an, schnell vom Konzept zum Produkt zu gelangen und sich so von der Konkurrenz abzuheben.Ein weiterer Vorteil ist die Kostenersparnis. Fehler und funktionale Probleme können bereits in frühen Entwicklungsphasen identifiziert und behoben werden, wodurch teure Revisionen in späteren Produktionsphasen entfallen. Zudem fördert Rapid Prototyping die Kreativität, indem es schnelles Feedback zu Designkonzepten liefert und so einen iterativeren und innovativeren Ansatz unterstützt.
Durch die Testung der Prototypen mit echten Nutzern erhalten Entwickler außerdem sofortiges Feedback. Dies erlaubt es ihnen, informierte Entscheidungen zu treffen und Anpassungen basierend auf den Bedürfnissen und Vorlieben der Anwender vorzunehmen. Darüber hinaus ermöglicht Rapid Prototyping die Erschaffung kundenspezifischer und personalisierter Produkte, was die Kundenzufriedenheit und -loyalität erhöht.
Methoden und Technologien des Rapid Prototyping
Zudem kommen verschiedene Fertigungsverfahren für das Rapid Prototyping mit jeweils unterschiedlichen Vorteilen und Herausforderungen in Betracht:
- Stereolithographie (SLA): bietet hervorragende Oberflächengüte und vielfältige Materialoptionen, ist jedoch langsamer und erfordert Stützstrukturen
- Selective Laser Sintering (SLS): erzeugt langlebige Teile ohne Stützstrukturen, hat jedoch eine körnige Oberfläche
- Multi Jet Fusion (MJF): ermöglicht schnelle Fertigung und fortschrittliche Oberflächenveredelung, weist jedoch eine rauere Oberflächengüte auf
- Direktes Metall-Lasersintern (DMLS): unterstützt eine große Vielfalt an Metalllegierungen und exzellente Materialeigenschaften, ist jedoch kostenintensiv
- Fused Deposition Modeling (FDM): ist erschwinglich und bietet eine große Materialauswahl, jedoch nur mittelmäßige Oberflächengüte und Festigkeit in der z-Achse
- CNC-Bearbeitung: bietet exzellente Genauigkeit und diverse Materialien, hat jedoch hohe Rüstkosten und geometrische Einschränkungen
- Vakuumguss: eignet sich für kleine bis mittlere Teile und bietet eine große Auswahl an Harzen, jedoch können Toleranzprobleme und Formverschleiß auftreten
Erfolgreiche Anwendungen von Rapid Prototyping in der Praxis
Ein bemerkenswertes Beispiel für den erfolgreichen Einsatz von Rapid Prototyping ist die Entwicklung hybrider Schiffsmotoren durch die Hybrid Marine Ltd. Seit 2003 entwickelt das Unternehmen innovative Hybrid-Antriebssysteme für verschiedene Schiffstypen. Das Team von Hybrid Marine Ltd. konnte Entwicklungsprozesse mit Rapid Prototyping erheblich beschleunigen und effizienter gestalten. Möglich macht dies die Unterstützung von Xometry. Der Spezialdienstleister bietet einen europaweiten On-Demand-Fertigungsservice, mit dem auch Prototypen kurzfristig realisierbar sind.Die Kupplungssysteme von Hybrid Marine, die bereits viele Design-Iterationen durchlaufen haben, werden durch CNC-Bearbeitung und andere Fertigungsverfahren von Xometry hergestellt. Diese Zusammenarbeit ermöglicht es Hybrid Marine, komplexe mechanische Komponenten in kürzester Zeit zu produzieren und sofortige Kosteneinschätzungen zu erhalten, was den gesamten Entwicklungsprozess revolutioniert hat.
