Additive Fertigung

Wie Industriedesigner das Rapid Prototyping nutzen

Wie siehts aus? In doppelter Hinsicht gilt diese Frage: Einmal möchte man sehr frühzeitig wissen, wie ein Teil aussieht und ob das Design passt. Andererseits umschreibt die Projektleitung gerne so die Frage, wann sie mit Ergebnissen rechnen könne. Beides lässt sich mit den modernen Mitteln des Rapid-Prototyping beantworten.
Wie bei einem Spender soll diese Verpackung die Schrauberbits freigeben. Ob dies klappt, wurde an einem lasergesinterten Modell getestet. (Bild: Mursch & Knopp)

Obwohl die Entwicklungsabläufe immer mehr gestrafft werden, erwarten Auftraggeber gleichzeitig immer bessere Lösungen. Im Design- und Konstruktionsbüro Mursch & Knopp analysieren wir die Entwicklungen bei den schnellen Modellierverfahren und setzen sie gegebenenfalls gezielt ein. Die Erfahrung aus dem Einsatz in vielen Projekten erleichtert uns die Wahl des am besten geeigneten Verfahrens. Trotz der kurzen Projektzyklen muß ein Höchstmaß an Zielsicherheit erreicht werden. Wir müssen die technisch messbaren Forderungen einhalten, aber auch die emotional ästhetischen Wünsche der Kunden befriedigen. Um beide Aspekte bereits in einem frühen Stadium prüfen zu können, ist ein möglichst realistisches Abbild des späteren Produktes nötig.

Beim Design einer Baumaschine von Caterpillar sollte ein 1:1-Modell die Gestaltung absichern und gleichzeitig verschiedene funktionale Aspekte klären. Deshalb wurde auf einem realen Stahlrahmen mit Achsen, Rädern, Hydraulikkomponenten und Motor ein Modell der Kabine aufgesetzt. Dafür wurden etwa die Pfosten im Lasersinter-Verfahren hergestellt, damit bereits in diesem Stadium die Kabelführung durch die hohlen Profile geklärt werden konnte. Auch die Kabelbaumentwicklung konnte so frühzeitig begonnen werden.

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Bei kleineren Teilen, die auch funktionelle Eigenschaften zeigen sollen wie Scharniere, Klemmen oder Federn, bietet sich – die richtige Materialwahl vorausgesetzt – das Stereo-Lithografie-Verfahren an. Damit sind – wie auch mit dem Lasersintern – kleinste Strukturen mit dünnen Wandstärken und realitätsnahen Materialeigenschaften zu erreichen. Die Verpackungsschachtel für so genannte Schrauberbits wurde so auf ihre Funktion überprüft, da sie eine spezielle Auslösmechanik enthält, um die Bits wie bei einem Spender freizugeben. Gleichzeitig konnten die Designqualitäten mit einfach reproduzierten Mustern bei Kunden getestet werden. Die Entscheidung für die Herstellung der Serien-Spritzguss-Werkzeuge war anschließend sehr viel einfacher und sicherer zu treffen.

In den vergangenen Jahren hat sich ein weiterer Trend gezeigt: Vermehrt werden Spritzgußwerkzeuge bereits in der Modellphase angefertigt, um die Materialeigenschaften realistisch testen zu können. Schwachstellen werden direkt am Original beseitigt und so die Serienreife noch sicherer mit weniger Zwischenstufen erreicht. Durch die guten Verbindungen des Designbüros nach Asien kann diese Vorgehensweise auch kosten- und zeitmäßig bereits nahe an die Rapid-Prototyping-Verfahren herankommen.

All diese Verfahren setzen allerdings den intensiven und frühzeitigen Einsatz von CAD-CAM-Methoden voraus. Um die Resultate der Formfindung optimal in den Konstruktionsprozeß überführen zu können, setzt Mursch & Knopp bereits bei der Ideenfindung verschiedene Computerprogramme ein. So sind die „schönen Bilder“ der Designpräsentation bereits auf Machbarkeit geprüft und lassen sich kurzfristig in 3-dimensionale Objekte umwandeln. -mc-

Michael Mursch ist Industriedesigner und Mitglied des Verbands Deutscher Industriedesigner

Mursch & Knopp, Scheyern Tel. 08445/91006, http://www.mursch-knopp.de
VDID Verband Deutscher Industriedesigner e.V., Berlin Tel. 030/74078556, http://www.vdid.de

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