Grundkenntnisse über Materialien für 3D-Drucker
Vergleich von Formgebungsmethoden für den Prototypenbau

Vergleich von Formgebungsmethoden für den Prototypenbau

Als grundlegende Formverfahren für den Prototypenbau während der Produktentwicklung werden „Zerspanen“, „Spritzguss“ und „3D-Druck“ verwendet.

Prototypenbau mittels Zerspanen

Zerspanen ist das gängigste Formverfahren bei der Herstellung von Prototypen. Durch die Verwendung derselben Werkstoffe wie für das eigentliche Produkt ist eine sehr genaue Fertigung möglich. Die Kosten pro Produkt sind jedoch hoch und richten sich bei einer Auslagerung der Fertigung nach der Größe und der Komplexität des Produkts. Daher ist mit Lieferzeiten ab einer Woche zu rechnen.

Prototypenbau mittels Spritzguss

Beim Prototypenbau mittels Spritzgussverfahren werden kostengünstigere einfache Werkzeuge aus Aluminium mit geringerer Festigkeit verwendet. Die Produkte können aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. In ihrer Leistung ähneln sie dem eigentlichen Produkt am stärksten. Die Kosten und Lieferzeiträume sind jedoch deutlich höher bzw. länger als beim Zerspanen oder 3D-Druck.

Prototypenbau mittels 3D-Druck

Die Vorteile des 3D-Drucks für den Prototypenbau liegen in günstigeren Kosten und kürzeren Lieferzeiten als beim Zerspanen oder Spritzguss. Das Herstellen eines Werkzeugs entfällt und das Design lässt sich einfach überprüfen. Je nach Produkt können jedoch die Produktfestigkeit und die Luftdichtheit stark mangelhaft sein und zur Unbrauchbarkeit führen. Bei den Aspekten Genauigkeit und Festigkeit liegt der 3D-Druck hinter dem Zerspanen und dem Spritzguss zurück.

Wie bereits erläutert hat jede Methode ihre Vor- und Nachteile, sodass die Auswahl für jeden Designprozess gut überlegt sein sollte. Generell werden 3D-Drucker aufgrund ihrer Flexibilität und der einfachen Montage der Teile im anfänglichen Entwicklungsstadium verwendet, um beispielsweise die Funktionsweise von Teilen zu überprüfen.
Manche Hersteller verwenden 3D-Drucke auch erfolgreich für Strömungstests mit Flüssigkeiten und Gasen sowie zum Überprüfen der Wärmeabfuhr. Zerspanen und Spritzguss hingegen werden ab der zweiten Hälfte des Entwicklungsprozesses verwendet, um ähnliche Beurteilungen wie bei der Serienproduktion anzustellen. Die Prototypen werden aus denselben Werkstoffen und mit denselben Produktionsmethoden wie die eigentlichen Produkte gefertigt. Auch die Formbarkeit (Produktionsfähigkeit) und Qualitätsschwankungen lassen sich damit prüfen.

Vergleich von Formgebungsmethoden für den Prototypenbau