Teilen Sie Rapid Prototyping-Technologien in der CNC-Fertigung.
Vielleicht versuchen Sie als Hersteller herauszufinden, welche Rapid-Prototyping-Technik am besten für Ihr Unternehmen und Ihr Produkt geeignet ist. Hier listen wir die beliebtesten Techniken und den Prozess auf, den jede verwendet. Wir werden auch die Vor- und Nachteile jeder Technik einschließen.
Die 4 Haupttypen des Rapid Prototyping sind Stereo-Lithographie (SLA), selektives Lasersintern (SLS) oder selektives Laserschmelzen (SLM) und Fused Deposition Modeling (FDM). Jeder Typ hat seinen eigenen Prozess und Vorteile.
Der Grundprozess
Der grundlegende Prozess der Rapid-Prototyping-Techniken ist die Verwendung eines CAD-Dateimodells, das von Software in eine Reihe dünner Schichten unterteilt wird. Mit diesen Daten fügt ein 3D-Drucker das gewählte Material hinzu, um das Originalprodukt nachzubilden. Dieser Prozess ist ein additiver Prozess, im Gegensatz zu den traditionellen subtraktiven Bearbeitungsverfahren. Jede Art der Rapid-Prototyping-Technologie verwendet eine Version dieses Grundprozesses. Diese Art des Prototypings produziert Teile kosteneffizienter, ohne spezielle Werkzeuge zu benötigen, und mit einer größeren Designvielfalt als traditionelle Prototyping-Methoden.
Der Grundprozess der Rapid-Prototyping-Techniken
Stereo-Lithographie SLA
Selektives Lasersintern
Selektives Lasersintern, oder SLS, wurde in einem Regierungsprogramm in den 80er Jahren entwickelt. Sintern ist ein Prozess, bei dem pulverförmiger Kunststoff oder Metall unter Druck und/oder Hitze verbunden wird. Dieser Prozess erzeugt ein starkes, solides Objekt, das herstellbar ist. SLS benötigt keine Stützstrukturen wie SLA. Das ist ein großer Vorteil von SLS, da der Designer nicht auf bestimmte Designanforderungen beschränkt ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass keine speziellen Werkzeuge oder Formen zur Herstellung der Teile erforderlich sind, was hilft, die Produktionskosten mit SLS auszugleichen. Mit einer CAD-Datei und SLS kann ein Teil innerhalb eines Tages hergestellt werden, was diese Rapid-Prototyping-Technik ideal macht, um brauchbare Prototypen, Teile mit komplexem Design und Einzelstücke zu produzieren.
Selektives Lasersintern
Fused Deposition Modeling
Wie bei den vorherigen Prototyping-Methoden wurde auch das Fused Deposition Modeling, oder FDM, in den 80er Jahren entwickelt. Diese Methode ist die, mit der die meisten Menschen vertraut sind. Diese Technik verwendet eine Spule aus Kunststoff oder Metall, die durch eine Düse in Schichten verteilt wird, um ein Objekt zu produzieren. Diese Art des 3D-Drucks macht den Prozess einfacher und kostengünstiger, mit kleineren Maschinen und verschiedenen Druckmaterialien. Obwohl die Düse das Design einschränken kann, erhöht die Möglichkeit, mehr als eine Art von Druckmaterial zu verwenden, die Vielseitigkeit der Designmöglichkeiten. Während die Produktion großer Mengen mit diesem Verfahren derzeit nicht anwendbar ist, eignet sich diese Art des Rapid Prototypings gut für die schnelle Herstellung kleiner Stückzahlen von Teilen zu einem effektiven Preis.
Fused Deposition Modeling
Selektives Laserschmelzen
Selektives Laserschmelzen, oder SLM, verwendet eine CAD-Zeichnung, um ein Objekt mit gedruckten 2D-Metallschichten zu erstellen, wobei sowohl Sintern als auch Schweißen eingesetzt werden, um ein vollständig dichtes Teil zu erzeugen. Dies ist eine beliebte Rapid-Prototyping-Technik, weil komplexe Designs und interne Aspekte, die das Gewicht reduzieren und die Festigkeit erhöhen, schnell und effizient realisiert werden können. Diese Rapid-Prototyping-Technik ist in der Automobil-, Medizin- und Luft- und Raumfahrtindustrie sehr beliebt.
Stereo-Lithographie
Die meisten 3D-Prototyping-Techniken begannen in den 80er Jahren, als Hideo Koyama den Prozess entwickelte, bei dem UV-Licht mit einem photoreaktiven Polymer kombiniert wird, um ein festes Objekt zu erstellen. Koyama versäumte es, den Prozess zu patentieren, sodass Charles Hull ein Dateiformat für Stereolithographie entwickelte und den Prozess patentierte. Herr Hull prägte auch die Begriffe Rapid Prototyping und 3D-Druck.
Stereolithographie, oder SLA, ist eine bekannte Form des 3D-Drucks. SLA erfordert 3D-CAD-Software, um die Geometrie des Objekts zu erstellen, sowie Stützstrukturen, um dem Objekt Stabilität zu verleihen. SLA kann extrem detaillierte und fertiggestellte Oberflächen erzeugen. Ein weiterer großer Vorteil von SLA-Druck ist, dass Teile schnell hergestellt werden können, manchmal in weniger als einem Tag. Nachteile des SLA-Drucks sind, dass die Größe des Objekts oft begrenzt ist und der Prozess teuer sein kann. SLA-Druck ist vor allem beliebt, um Aspekte eines neuen Designs vor der Massenproduktion zu testen.
Selektives Laserschmelzen
Welche Technik ist die richtige für Sie?
Die Wahl der richtigen beliebten Rapid-Prototyping-Technik (XTJ) hängt davon ab, welche Art von Bauteil oder Objekt Sie entworfen haben. Welche Technik passt am besten zum Material, zur Größe, Komplexität, zum Zeitrahmen und Design Ihres Produkts? Es ist wichtig, die Vor- und Nachteile jeder Technik zu verstehen, um zu bestimmen, welche man wählen sollte.
Zum Beispiel hat SLA Genauigkeit, Detailtreue und eine Präsenz in der Branche. Es ist jedoch in verfügbaren Materialien eingeschränkt, benötigt Unterstützung und muss nach der Produktion ausgehärtet werden. SLS hingegen erfordert keine Nachhärtung, hat einen begrenzten Bedarf an Stützstrukturen und eine größere Materialvielfalt. Es erfordert einige Nachbearbeitungen, und der Wechsel zwischen verschiedenen Materialien kann im Vergleich zu anderen Rapid-Prototyping-Techniken schwierig sein. FDM benötigt keine Aushärtung, bietet eine Vielzahl von Materialien und einen einfacheren Wechsel, verliert jedoch an Vorteil durch geringere Geschwindigkeit bei größeren Teilen, den Verlust kleiner Details und einige Anforderungen an Stützstrukturen bei bestimmten Materialien.
Die Wahl von XTJ, einer der beliebtesten Rapid-Prototyping-Techniken, ist einfach, wenn Sie den Prozess, die Vorteile und Nachteile jeder Technik kennen und sie mit den Anforderungen Ihres Prototyp-Designs vergleichen. Das Budget, das Design, die Materialien, die Größe und die Zeitbeschränkungen Ihres Produkts sind die Blaupausen, um zu bestimmen, welche der beliebtesten Rapid-Prototyping-Techniken am besten für Sie geeignet ist.
