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Rapid prototyping
Für Rapid Prototyping in der Softwareentwicklung siehe Schnelle Anwendungsentwicklung.

Rapid-Prototyping ist eine Sammelbezeichnung für verschiedene Techniken, die es ermöglichen, schnell (englisch: schnell) körperlich Prototypen zu fertigen.

Rapid Prototyping basiert auf Computerinformationen, die durch die CADProzess, der in ein physisches Produkt übersetzt wird. Diese Umwandlung erfolgt auf verschiedene Weise. Je nach Art der Übersetzung ist folgende Unterteilung möglich:

  • Stereolithographie (SLA oder STL): verwendet a Laser- oder andere (UV-reiche) Lichtquellen, um flüssige Harze zu verwenden polymerisieren.
  • Fused Deposition Modeling (FDM): Aufbau des physikalischen Modells Schicht für Schicht, wobei Kunststoff aus einer Düse kommt. Meist im Handel erhältlich 3D-Drucker für Heimanwender sind von diesem Typ.
  • laminierte Objektmodellierung (LOM): Aus dem virtuellen Modell werden physikalische Querschnitte aus Papier oder Kunststoff hergestellt. Diese werden dann zusammengeklebt. Das Endprodukt ähnelt Holz.
  • Selektives Lasersintern (SLS) oder lasergefertigte Netzformung: Ein Laser schmilzt Metallpulver anhand des Querschnitts des virtuellen Modells. Auf diese Weise wird das gesamte Modell Schicht für Schicht aufgebaut.
  • CNC: Wo es sich bei den oben genannten Techniken um sogenannte (CNC-basierte) additive Verfahren handelt, wird im typischen CNC-Einsatz tatsächlich Material durch Fräsen/Bohren/Schleifen/Schneiden abgetragen, was dies zu einem subtraktiven Prozess macht

Der Erste Rapid-PrototypingTechniken wurden in den 1980er Jahren mit dem Aufkommen leistungsfähiger Computer weit verbreitet. Wurde der Einsatz von Rapid Prototyping in der Vergangenheit nur bei der Herstellung des ersten Modells angewendet, ist es heute Rapid-PrototypingProzess auch Kleinserien produziert.

Prozess

CAD-CAM-Prozess

Rapid Prototyping erfolgt innerhalb oder ist das Ergebnis von CAD-NOCKEN-Prozess. Im CAD-Verfahren wird ein virtuelles Modell (1) erstellt, indem es in einem 2D- oder 3D-Softwarepaket gezeichnet wird. Nach dem Entwerfen eines Objekts im CAD-Prozess muss das Objekt in etwas übersetzt werden, mit dem das Prototyping-Gerät arbeiten kann. Diese Übersetzung erfolgt im CAM-Prozess. Beim CAM-Verfahren wird das Modell eingelesen und aufbereitet (2), um beispielsweise durch einen 3D-Drucker oder eine CNC-Fräsmaschine in ein physisches Produkt umgewandelt zu werden. Abhängig von der Maschine, mit der das physische Modell erstellt wurde, wird nach der Translation im CAM-Prozess ein Laser von einem Computer gesteuert, der eine genaue Aushärtung des flüssigen Harzes gewährleistet, eine Mühle wird gesteuert, um Material genau zu schneiden, z.B. um einen Block zu entfernen aus Holz, oder eine beheizte Düse wird geschmolzenen Kunststoff genau auftragen, bis die gewünschte Form erreicht ist(3). Das rechte Beispiel zeigt zum Beispiel die Erstellung eines Objekts über den SLA-Prozess Alle Prozesse arbeiten auf Basis von numerische Kontrolle

Konzepte

  • additive Fertigung (AM) bezieht sich auf den gesamten Prozess des Entwerfens, 3D-Druckens und Veredelns der Modelle. (Additiv = hinzufügen) Siehe 3D Drucker.
  • CAD CAM (Computer Aided Design - computergestützte Fertigung): CAD-CAM sind die beiden grundlegenden Prozesse, die erforderlich sind, um Rapid-Prototyping zu ermöglichen.
  • Solide Freiformfertigung (SFF) ist eine Technik zur Herstellung eines physischen Objekts durch sequentielles Zuführen von Energie und/oder Material zu einem bestimmten Punkt im Raum. Der Begriff SFF wird manchmal für Rapid Prototyping verwendet.
  • Schnelle Herstellung ist eine Technik, die die Rapid-PrototypingPrinzip, meist kleine Produktionschargen herzustellen.
  • Lagenfertigung und additive Fertigung sind Formen von Rapid-Prototyping.
  • Digitales Prototyping ist eine Methode, um einen Prototyp virtuell zu testen (ohne ein physisches Modell davon zu erstellen).