Wie 3D-Druck-Prototypen Ihren Designprozess optimieren können

Prototyping ist ein offensichtlicher Prozess und erster Schritt für jeden Designzyklus. Stellen Sie sicher, dass sich Ihr Teil auf eine bestimmte Weise anfühlt, in eine Baugruppe passt oder extremen Bedingungen standhält. Wenn es um Fertigungstechniken geht, bleiben Prototypen aus dem 3D-Druck führend.

Der 3D-Druck begann mit dem alleinigen Zweck, schnelle Prototypen zu erstellen. In den Jahrzehnten, die seit ihrer Erfindung vergangen sind, hat die Technologie Anwendungen in allen Bereichen gefunden, von der Herstellung von Zahnschienen bis hin zur Herstellung von Düsentriebwerksteilen; Wenn es jedoch um Anwendungen für die Technologie geht, ist auch heute noch nichts beliebter als Prototypen aus dem 3D-Druck.

In seinen Anfängen wurde der 3D-Druck aufgrund der hohen Kostenbarrieren hauptsächlich von großen Unternehmen eingesetzt, aber heute hat sich die Zugänglichkeit verbessert, sodass Unternehmen jeder Größe die Technologie für den 3D-Druck von Prototypen und vieles mehr nutzen können.

WAS SIND DIE VORTEILE VON 3D-DRUCKPROTOTYPEN?

DAUER REDUZIEREN

Herkömmliche Herstellungsverfahren sind für die Massenfertigung geeignet, aber für die Kleinserienproduktion weitgehend schmerzhaft. Dies ist einer der Gründe, warum die Herstellung von Prototypen vor dem Aufkommen von 3D-Druckern schwierig war. Das Prototyping musste oft an spezialisierte Unternehmen ausgelagert werden, was mit zusätzlichen Kosten und einer erheblich langen Bearbeitungszeit verbunden war, um Iterationen des fertigen Prototyps zu erhalten. Aber mit dem 3D-Druck können Prototypen jetzt nach Bedarf und innerhalb weniger Stunden oder Tage hergestellt werden. Insbesondere 3D-Drucker für Fused Deposition Modeling (FDM) können schnell kleine Mengen von Prototypen aus einer Reihe von Materialien herstellen.

ERWEITERN SIE IHRE MATERIALBIBLIOTHEK

Der Aufstieg des 3D-Drucks führte zu einer Zunahme neuer Materialien mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften, die zur Herstellung von Funktionsprototypen verwendet werden können. Heute haben die Hersteller eine große Auswahl an Materialien, aus denen sie je nach Bedarf auswählen können. In bestimmten Fällen arbeiten Materiallieferanten auch mit Unternehmen zusammen, um ihre Angebote anzupassen und anwendungsspezifische Materialien zu erstellen.

Heutzutage finden 3D-Druckmaterialien wie PETG, Nylon-Kohlefaser, PC-ABS und viele andere allgemeine Verwendung im 3D-Druck.

KOSTEN REDUZIEREN

Im Laufe der Jahre sind die Kosten für den 3D-Druck erheblich gesunken, was hauptsächlich auf die Verfügbarkeit von 3D-Druckern wie der MakerBot METHOD-Serie zurückzuführen ist, die erschwinglich, zugänglich und die Möglichkeit bieten, mit mehreren Materialien zu drucken. Wenn Sie die Arbeitszeit und die Kosten des traditionellen Prototypings berücksichtigen, sind 3D-Druck-Prototypen weitaus billiger als die traditionell hergestellten.

SCHNELLE ÄNDERUNGEN UND ITERATIONEN

Erweitern Erweitern

Prototyping ist von Natur aus ein Trial-and-Error-Test. Ingenieure müssen einer Schleife (Design-Prototyp-Evaluierung-Iteration-Designmodifikation) folgen, um ein Design fertigzustellen. Mit dem 3D-Druck sind Prototypen leicht verfügbar, und Designer und Ingenieure können Form, Passform und Funktion viel früher und häufiger überprüfen – was zu einer erheblichen Reduzierung von Risiken und Kostenüberschreitungen im weiteren Verlauf des Produktionslebenszyklus führt.

DREI DINGE, DIE VOR DEM 3D-DRUCKEN EINES PROTOTYPS ZU BEACHTEN SIND

1. ENDPRODUKT

Einer der wichtigsten Aspekte, die vor dem 3D-Druck eines Prototyps zu berücksichtigen sind, ist die Anwendung des Endprodukts. In einigen Fällen sollte der Prototyp das Endprodukt dimensional, funktional oder ästhetisch nachbilden. In anderen Fällen kann der Prototyp nur eine einzelne Komponente sein, die auf ihre Passung in eine Baugruppe überprüft werden muss. Noch einfacher, ein Konzeptmodell muss möglicherweise die Form und das Gefühl eines Produkts in den Händen eines Benutzers wiedergeben, bevor das grundlegende Industriedesign ausgewählt wird.

2. 3D-DRUCKTECHNOLOGIE

Abhängig von der Art des Prototyps und seiner Anwendung sollte ein Ingenieur entscheiden, welche 3D-Drucktechnologie verwendet werden soll. Für funktionale Prototypen wird üblicherweise Fused Deposition Modeling (FDM) verwendet. FDM wird auch für Teile verwendet, die Merkmale über 100 Mikrometer erfordern. Für ästhetisch ansprechende Prototypen kommen Technologien wie Stereolithographie (SLA) oder Polyjet zum Einsatz. Und in bestimmten Fällen kann es sinnvoll sein, eine Kombination aus additiven und subtraktiven Fertigungstechnologien zu verwenden, um das beste Prototyp-Ergebnis zu erzielen.

3. DESIGNRICHTLINIEN

Beim 3D-Druck von Prototypen müssen Sie Designrichtlinien wie Wandstärke, wasserdichtes Design, mehrere Schalen oder die Einhaltung der minimalen Strukturgröße gemäß der 3D-Drucktechnologie berücksichtigen. Dies ähnelt den Überlegungen, die Sie bei der Verwendung anderer Fertigungstechnologien anstellen möchten. Mit dem 3D-Druck können Sie jedoch auf eine völlig neue Bandbreite an geometrischen Freiheiten zugreifen, als dies mit subtraktiven Technologien möglich wäre.

Lesen Sie diesen Artikel weiter, um mehr über die Arten von 3D-Druck-Prototypen sowie beliebte Materialien für diese Prototypen zu erfahren.

Zuvor auf der Makerbot-Website vorgestellt.