Wesentliche Vorteile von Prototypenguss für Design und Produktion

• Designer/Ingenieure erhalten greifbaren Nachweis der Bauteilqualität, finden unerwartete Fehler und führen Tests durch, die unschätzbare Daten liefern.
• Marketingteams können Prototypen nutzen, um vor Serienstart Feedback von Kunden oder Investoren einzuholen.
• Designer/Ingenieure können Teile in vielfältigen Größen und Oberflächendetails mit verschiedenen Finishes fertigen.
• Designer können einzigartige künstlerische oder dekorative Skulpturen, Produkte oder Objekte gießen.
• Guss ist oft der günstigste und direkteste Weg, einen Prototyp herzustellen.
• Komplexe Formen lassen sich einfach produzieren.

Praktisch jedes Produkt lässt sich gießen.

• Fast jede Gussgröße ist realisierbar.
• Produktentwicklungszeitraum verkürzt sich.
• Funktionale und leistungsbezogene Tests werden ermöglicht.
• Kleinserien- und Kurzzeitproduktion ohne teure Werkzeuge möglich.
• Entwicklungskosten sinken, ROI verbessert sich.
• Breite Palette an Produkten oder kundenspezifischem Zubehör erstellbar.

Grundlagen des Prototypengusses

Ein Prototyp ist ein Erstmodell eines Objekts, das zur Erzeugung oder Duplizierung weiterer Formen dienen kann. Formguss ist eine der Techniken, die Ingenieure und Fertigungsprofis zur Prototypenerstellung nutzen.

Guss ist ein Fertigungsverfahren, bei dem ein flüssiger Stoff in eine Form mit einer ausgehöhlten Negativabbildung der gewünschten Form gegossen und anschließend erstarrt. Das erstarrte Teil, der Guss genannt, wird aus der Form entnommen/ausgebrochen, um den Prozess abzuschließen.

Die Grundlagen des Gießens

1. Metall schmelzen
2. Flüssiges Metall in eine bereits erstellte, der gewünschten Bauteilform entsprechende Form gießen
3. Flüssiges Metall in der Form abkühlen und erstarren lassen
4. Ausgehärtetes Teil aus der Form entnehmen, reinigen und ggf. weiter bearbeiten und behandeln

3D-Modellierung

3D-Modellierung ist eine Alternative zum Prototypenguss. Dabei wird ein dreidimensionales physisches Objekt aus einem digitalen Drucker durch Aufbringen vieler aufeinanderfolgender dünner Materialschichten erzeugt. Obwohl 3D-Modellierung scheinbar unbegrenztes Potenzial hat, unterliegt sie Einschränkungen.

Die Materialschichten im 3D-Druck werden übereinander aufgebaut, aber nicht vollständig verschmolzen, was zu einem Prototyp führt, der der tatsächlichen Festigkeit und Form des Objekts nahekommt, sie aber nicht perfekt widerspiegelt. Beschränkte Materialien, abweichende Genauigkeit, Fertigungseinschränkungen, Größen- und Haltbarkeitsprobleme sind Herausforderungen, denen der 3D-Druckprozess je nach Teil und Material begegnen kann.

Es gibt eine Alternative zu 3D-Modellierung/Guss, bei der ein ABS/PLA-ähnliches Material gedruckt und dann anstelle eines Modells verwendet wird. Der Prozess hat Einschränkungen bei ausgehöhlten Formen, schafft aber für manche Anwendungen eine schnelle und kostengünstige Methode, ein Teil zu erhalten.

3D-gedruckte Sandmodelle

3D-Sanddrucker ähneln 3D-gedruckten Modellen, drucken aber die Negativabbildung des Teils. Wir arbeiten mit Drittanbietern zusammen, die Sandmodelle für uns 3D-drucken, ähnlich wie Produktionssandmodelle funktionieren. Sobald die CAD-Datei für Schwindung und Entformungsschräg angepasst ist, erhalten wir diese Modelle typischerweise in wenigen Wochen im Haus und können Teile in nur wenigen Tagen gießen (abzüglich nachträglicher Finish-Arbeiten). Normalerweise kostet dieser Prozess 250–1000 $ pro Teil, abhängig von Größe/Komplexität, und das Ergebnis ist zu „99 %“ ein Endteil, nahezu identisch mit dem, was wir in der Serienproduktion erstellen.

Teil aus Muster erstellen

Manche Kunden haben keine 3D-CAD-Datei, sondern nur ein Musterteil oder eine einfache Skizze. An diesem Punkt können wir entweder direkt vom Muster ein Teil erstellen (z. B. ein altes Autoteil), das ~1–2 % kleiner als das Original ist, oder eine 3D-CAD-Datei erstellen, die der Kunde freigibt. Die 3D-Datei kann von Grund auf neu oder durch 3D-Scan des Teils erstellt werden – was auch immer nötig ist, wir kümmern uns darum. Aus dieser CAD-Datei können wir dann jeden der oben genannten Prozesse durchlaufen.

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