Rapid Prototyping

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Dieser Artikel beschreibt automatisierte Verfahren der Prototypenherstellung; für andere Bedeutungen siehe Prototyping.
Beginn der Fertigung eines Prototyps
Der Kunststoff wird aufgetragen.
Modell fast fertig
Das Endergebnis: Ein Modell der Wirbelsäule, das mit Daten aus dem MRT erschaffen wurde.
Rapid Prototyping weltweit[1]
Das Audi-RSQ-Modell wurde mithilfe von CAD-Daten, die direkt in ein Programm für Industrieroboter mit Frässpindel umgewandelt wurden, gefräst.
Für große Modelle werden Industrieroboter mit Fräskopf eingesetzt.

Rapid Prototyping (übersetzt schneller Modellbau) ist der Überbegriff über verschiedene Verfahren zur schnellen Herstellung von Musterbauteilen ausgehend von Konstruktionsdaten.

Rapid-Prototyping-Verfahren sind somit Fertigungsverfahren, die das Ziel haben, vorhandene CAD-Daten möglichst ohne manuelle Umwege oder Formen direkt und schnell in Werkstücke umzusetzen. Die für diese Verfahrensgruppe relevante Datenschnittstelle ist das STL-Format. Die unter dem Begriff des Rapid Prototyping seit den 1980er Jahren bekannt gewordenen Verfahren sind in der Regel Urformverfahren, die das Werkstück schichtweise aus formlosem oder formneutralem Material unter Nutzung physikalischer und/oder chemischer Effekte aufbauen.

Verfahren[Bearbeiten]

Zu den Verfahren des Rapid Prototyping zählt man unter anderem:

Verfahren Werkstoffe
Contour Crafting (CC) Beton
Elektronenstrahlschmelzen (EBM) Metalle
Fused Deposition Modeling (FDM) ABS, Polylactide
Laminated Object Modelling (LOM) Papier, Kunststoffe, Keramik oder Aluminium
Laser Engineered Net Shaping (LENS) Metalle
Laserauftragschweißen Metalle
Multi Jet Modeling (MJM) wachsartige Thermoplaste, UV-empfindliche Photopolymere, Sand, Metallpulver, Glaspulver
Polyamidguss Polyamide
Selektives Laserschmelzen (SLM) Metalle, Kunststoffe, Keramiken
Selektives Lasersintern (SLS) Thermoplaste: Polycarbonate, Polyamide, Polyvinylchlorid, Metalle, Keramiken
Space Puzzle Molding (SPM) Kunststoffe
Stereolithografie (STL oder SLA) flüssige Duromere oder Elastomere

Verfahren wie FDM, SLM und EBM, die das Material schichtweise auftragen, bezeichnet man auch als 3D-Druck.

Anwendung[Bearbeiten]

In den letzten Jahren wurden die Anwendungsgebiete des Rapid Prototypings, die sich am Anfang auf das Herstellen von Modellen und Prototypen konzentrierten, auf weitere Felder ausgedehnt. Dazu zählen:

Wegen der Breite der aktuellen Anwendungen ist es derzeit angebracht, vom Einsatz generativer Fertigungsverfahren zu sprechen.

In Verbindung mit weiteren modernen Technologien wie zum Beispiel dem Reverse Engineering (Digitalisieren), dem CAD, der virtuellen Realität sowie modernen Werkzeugbauverfahren wird die Verfahrenskette innerhalb der Produktentwicklung auch als Rapid Product Development bezeichnet.

Daneben findet man auch Begriffe wie generative Fertigungsverfahren, Additive Fertigung, Schichtbaufertigung, Freeform Fabrication, Desktop Manufacturing, Layer Manufacturing Technology, Advanced Digital Manufacturing (ADM), auch E-Manufacturing usw.

Durch dieses mittlerweile stark angewachsene Einsatzspektrum generativ gefertigter Bauteile werden auch immer neue Anforderungen an generativ gefertigte Bauteile gestellt, die durch Folgetechnologien bei generativen Verfahren wie die Oberflächentechnik gelöst werden können. So ist es durch abtragende Verfahren wie das Sandstrahlen oder das Gleitschleifen möglich, die durch den Bauprozess bedingten Stufen einzuebnen. Auch ist es möglich, die generativ gefertigten Werkstücke zu lackieren oder zu metallisieren.

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  •  Berger, Hartmann, Schmid: Additive Fertigungsverfahren - Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Rapid Manufacturing. 1. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2013, ISBN 978-3-8085-5033-5.
  •  Andreas Gebhardt: Rapid Prototyping – Werkzeuge für die schnelle Produktentstehung. 2. Auflage. Hanser Verlag, München 2000, ISBN 3-446-21242-6.
  •  Petra Fastermann: 3D-Druck/Rapid Prototyping: Eine Zukunftstechnologie – kompakt erklärt. 1. Auflage. Springer Vieweg, Berlin Heidelberg 2012, ISBN 978-3-642-29224-8.
  •  Petra Fastermann: 3D-Drucken: Wie die generative Fertigungstechnik funktioniert. 1. Auflage. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-40963-9.
  •  Andreas Neef, Klaus Burmeister, Stefan Krempl: Vom Personal Computer zum Personal Fabricator. 1. Auflage. Murmann Verlag, Hamburg 2005, ISBN 3-938017-39-2.
  •  Wolfgang G. Trapp: Von Prototypen zur Produktion. Industriethemen-Fachberichte, München 2007.
  •  Westkämper Engelbert, Bohnet Jens: Oberflächenveredelung von RP-Bauteilen.. Springer, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-69879-1.
  •  Bohnet Jens, Greta Bernhardt: Bessere Oberflächen auf Rapid-Prototyping Werkstücke. In: Galvanotechnik. 99, Leutze, Bad Saulgau 2008, S. 1884-1891.
  •  Günter Mennig: Werkzeugbau in der Kunststoffverarbeitung: Bauarten, Herstellung, Betrieb. Carl Hanser Verlag, München 2008.

Rundfunkberichte[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Rapid prototyping – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. D. T. Pham, S. S. Dimov, Rapid manufacturing, Springer-Verlag, 2001, ISBN 1-85233-360-X, S. 6.