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Schnelle Prototypenfertigung / Rapid Prototyping

Das Wesen dieser Verfahren besteht darin, dass Teile mit der Geometrie des Originalteils aus einer ähnlichen Werkstoffgüte schnell und zu niedrigen Kosten hergestellt werden können. Prototypen sind zur Veranschaulichung sowie zur Durchführung von Einbauproben und mechanischen Prüfungen geeignet. Die endgültigen Werkzeuge für die Serienfertigung können nach Durchführung der nach den Tests eventuell notwendig gewordenen Änderungen angefertigt werden. Rapid-Prototyping-Verfahren werden vor Allem in den sich rasch entwickelnden Industriezweigen wie Kfz-Industrie und Elektroindustrie verwendet; aus solchen Teilen werden auch die ersten Ausstellungsexemplare – so z.B. bei den Autos – zusammengebaut.

Wir benutzen vier Verfahren bei der schnellen Prototypenfertigung:

  • SLA, eine Lasertechnologie mit Stereolithographie,
  • VACUUM CASTING: Gravitationsgießen unter Vakuum,
  • RIM: Niederdruck-Spritzgießen
  • Spritzgießen in Kleinserien

Durch Einbeziehung von Nachauftragnehmern und Partnern können wir auch Aufträge entgegennehmen, wo SLS-, SLM-, POLYJET- und Metalcoating-Verfahren verlangt werden.

SLA-Technologie

Eine Software erlegt das vom Konstrukteur erstellte 3D-Teilemodell in 100/150 Mikrometer dicke Schichten; die einzelnen Schichten enthalten die 2D-Schnitte des ursprünglichen Modells. Die Ausgestaltung des Körpers erfolgt durch Anfertigung und Verbindung der einzelnen Segmente.

Zur Herstellung der Teile verfügen wir zurzeit über eine Laseranlage. Den Arbeitsraum der Anlage bildet ein 400x400x300 mm großer, mit flüssigem PU-Harz gefüllter Behälter. Die Bearbeitung erfolgt durch einen Laserstrahl. Durch Bestrahlung der flüssigen Kunstharzoberfläche mit dem Laserstrahl härtet das Material an den Berührungspunkten aus und auf diese Weise wird die gewünschte Geometrie erreicht.

Die Abmessungen des größten Bauteils, das in einem Stück angefertigt werden kann, stimmen mit den Abmessungen des Arbeitsraumes überein. Die Abmessungen des hergestellten Erzeugnisses lassen sich durch Zusammenkleben auf das Mehrfache erhöhen. Die Genauigkeit der Bearbeitung beträgt +/- 0,1 mm. Das SLA-Teil ist zur Veranschaulichung geeignet und dient als Urmodell für weitere Rapid-Prototyping-Verfahren.

Vakuumgießen

Der Anfertigung des SLA-Urmodells folgen Maßkontrolle und Fertigbearbeitung. Durch eine Fertigbearbeitung kann die Oberfläche des Teils entsprechend dem unterschiedlichen Gütegrad geformt bzw. texturiert und gefärbt werden. Mit Hilfe des Urmodells lässt sich ein Gießwerkzeug aus Silikon anfertigen: die Teile werden in einem geschlossenen Vakuumraum mittels Gravitationsgießverfahren hergestellt. Mit dem Vakuumgießverfahren können wir Teile in Dimensionen bis maximal 2000x2000x1500 mm herstellen. Die Lebensdauer eines Gießwerkzeugs aus Silikon beträgt 25 bis 30 Stück.

RIM-Gießen

RIM-Gießen bedeutet ein manuelles Spritzgießen unter einem Druck von 6,5 bar. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es dazu keine Anlage mit einem geschlossenen Arbeitsraum benötigt wird, und daher die Abmessungen der herstellbaren Teile nicht begrenzt sind: mit diesem Verfahren lassen sich sogar Teile über 2000 mm herstellen.

Die Gießform ist mit der Form des beim Vakuumgießen anwendbaren Silikonwerkzeugs identisch; zur Herstellung von mehreren hundert Teilen setzen wir CNC-gefräste Gießformen aus hartem Polyurethan ein. Die mechanischen Eigenschaften der durch RIM-Technologie gefertigten Prototypenteile stimmen mit den Kennwerten des ursprünglichen Spritzgussteils am meisten überein.

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