CNC-Schnellprototyp-Dienstleistungen

 Kundenspezifischer CNC-Bearbeitungsservice – Online-Bestellung. Unser umfassender 5-Achsen-CNC-Service begleitet Ihr komplexes Projekt von der Prototypenkonstruktion bis hin zur Fertigung der Endproduktteile. .

Prototypenbearbeitung für Designüberprüfung und technische Tests
Prototyping ist der Prozess, bei dem durch CNC-Bearbeitung Kunststoff- und Metallteile hergestellt werden. Dies ermöglicht Ihrem Designteam, das Aussehen, die Funktion sowie die Materialeigenschaften des Endprodukts präzise zu simulieren. Darüber hinaus helfen Tests zur Eignung und Herstellbarkeit der Komponenten, das Design zu überprüfen und weiterzuentwickeln.

Wir bieten professionelle CNC-Dienstleistungen an, um Qualität und Präzision sicherzustellen, mit einem Engagement für schnelle Lieferzeiten.

Was ist Rapid Prototyping?

Rapid-Prototyping-Service für Ihre Produktentwicklung – Qualitätsprototyping, Hersteller und mehr

Rapid Prototyping ist ein häufiger früher Schritt im Produktentwicklungsprozess, der eine schnelle Iteration eines ersten Designs ermöglicht. In dieser Phase der Produktentwicklung konzentriert sich der Designer oder das Engineering-Team vor allem darauf, Form, Passgenauigkeit und Funktionalität des Produkts oder der Komponente zu testen. Oft handelt es sich dabei um das sogenannte Minimum Viable Product (MVP), da es nur die wesentlichen Merkmale enthält, die zum Testen und Sammeln von Nutzerfeedback erforderlich sind. Typischerweise hat Geschwindigkeit in dieser Entwicklungsphase höchste Priorität; daher werden Schnellbearbeitungs- oder digitale Fertigungsverfahren wie 3D-Druck oder CNC-Bearbeitung bevorzugt. So können Produktdesigner innerhalb kurzer Zeit mehrere Iterationen bzw. Designs testen und das finale Design rascher finalisieren.

Trendy Mit Hilfe des Rapid-Prototyping können Teile hergestellt werden, um Passform und Funktion der Komponenten zu testen – so gelangen Sie schneller als Ihre Konkurrenz auf den Markt.
Anpassungen bezüglich Design, Materialien, Größe, Form, Montage, Farbe, Herstellbarkeit und Festigkeit können nach den Ergebnissen Ihrer Tests und Analysen vorgenommen werden.

Welche Vorteile bietet Rapid Prototyping?

Die Hauptvorteile des Rapid Prototypings sind zweifacher Natur: Erstens stellt es sicher, dass das Produkt oder die Komponente seine Designziele erfüllt, da es durch Nutzerfeedback oder funktionale Tests validiert werden kann. Zweitens hilft es, Kosten zu minimieren, da Teams nicht die Kapitalinvestitionen in Werkzeuge oder Fertigungsanlagen tätigen müssen, die für eine Serienproduktion von Teilen erforderlich wären. Stattdessen können kostengünstigere Fertigungsverfahren mit geringem Volumen, wie 3D-Druck, CNC-Bearbeitung oder Spritzguss mit Aluminiumwerkzeugen, die Fertigungsbedürfnisse des Rapid Prototypings zu deutlich niedrigeren Kosten erfüllen.

Es gibt Dutzende von Möglichkeiten, Prototypen herzustellen. Da sich die Prototyping-Verfahren ständig weiterentwickeln, versuchen Produktdesigner fortlaufend herauszufinden, welche Methode oder Technologie am besten für ihre spezifische Anwendung geeignet ist. Dieses Whitepaper untersucht die Vor- und Nachteile der wichtigsten Prototyping-Verfahren, die heute für Designer verfügbar sind. Es enthält Prozessbeschreibungen und erörtert die Materialeigenschaften der durch die jeweiligen Prototyping-Optionen hergestellten Teile. Zusätzlich zeigt ein hilfreicher Entscheidungsbaum die zentralen Fragen auf, die Designer bei der Auswahl eines Prototyping-Verfahrens berücksichtigen sollten. Letztendlich zielt dies darauf ab, Ihnen bei der Auswahl des optimalen Prototyping-Verfahrens für Ihren Produktentwicklungszyklus zu helfen.

Welche Vorteile bietet die CNC-Bearbeitung?

 Geschwindigkeit: Der vollautomatische Betrieb von CNC-Fräsen und -Drehmaschinen führt dazu, dass die Produktionszeiten drastisch verkürzt werden.

 Genauigkeit: Durch den Einsatz von Computer-CAD- und CAM-Programmierung ist es möglich, eine unglaubliche Genauigkeit zu erreichen, die in Mikrometern gemessen wird.

 Wiederholgenauigkeit: Einmal erstellt, kann das Programm verwendet werden, um exakte Kopien des ursprünglichen Prototyps gemäß präzisen Spezifikationen herzustellen.

 Qualitätskontrolle: Die Konsistenz beim CNC-Fräsen und -Drehen sorgt dafür, dass die Qualitätskontrolle bei längeren Serien leichter aufrechterhalten werden kann.

3D-DRUCK IST LEICHT VERFÜGBAR – WARUM SOLLTE ICH DENN CNC-BEARBEITUNG IN BETRACHT ZIEHEN?

Bei all dem Hype rund um den 3D-Druck entsteht zunächst der Eindruck, er sei ein Allheilmittel für alles! Doch wie so oft ist das Leben nicht ganz so einfach. Der 3D-Druck oder die additive Fertigung kann durchaus hervorragende Ergebnisse liefern, insbesondere wenn nur sehr wenig Zeit zur Verfügung steht. Allerdings wäre es ein zu großer Sprung, anzunehmen, dass andere Technologien nun überflüssig sind.
Die Kosten stehen in direktem Verhältnis zur Größe. Zunächst einmal sind die Kosten beim 3D-Druck meistens proportional zur Größe – je größer also die Teile werden, desto eher beginnen alternative Verfahren wie die spanende Bearbeitung wieder an Bedeutung zu gewinnen. Der genaue Umkehrpunkt variiert je nach Verfahren und Geometrie.

	SLA ist ein industrielles 3D-Druck‑ bzw. additives Fertigungsverfahren, das Bauteile in einem Becken aus UV-härtbarem Photopolymerharz mittels eines computergesteuerten Lasers herstellt. Der Laser zeichnet dabei einen Querschnitt des Bauteildesigns auf der Oberfläche des flüssigen Harzes nach und härtet ihn aus. Die ausgehärtete Schicht wird anschließend knapp unter die Oberfläche des flüssigen Harzes abgesenkt, und der Vorgang wiederholt sich. Jede neu ausgehärtete Schicht haftet dabei an der darunterliegenden Schicht. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis das Bauteil vollständig fertiggestellt ist.
	Für Konzeptmodelle, kosmetische Prototypen und komplexe Designs kann SLA Bauteile mit filigranen Geometrien und hervorragenden Oberflächenqualitäten liefern – im Vergleich zu anderen additiven Verfahren. Die Kosten sind wettbewerbsfähig, und die Technologie ist von mehreren Anbietern erhältlich.
	Nachteile
	Prototypenteile sind möglicherweise nicht so belastbar wie solche aus technischen Kunststoffen; daher eignen sich SLA‑gefertigte Teile nur begrenzt für Funktionsprüfungen. Zudem sollten Teile, die im SLA‑Verfahren hergestellt wurden, nur minimaler UV‑ und Feuchtigkeitsbelastung ausgesetzt werden, damit sie nicht abbauen.
SLS	Selektives Lasersintern
	SLS ist eines der fünf additiven Verfahren, die bei Protolabs verfügbar sind. Beim SLS‑Prozess zeichnet ein computergesteuerter CO₂‑Laser von unten nach oben auf ein heißes Bett aus Nylon‑Pulver und sintert (verschmilzt) das Pulver dabei leicht zu einem festen Körper. Nach jeder Schicht verteilt eine Walze eine frische Pulverschicht auf dem Bett, und der Prozess wiederholt sich. SLS verwendet entweder starres Nylon‑ oder elastomere TPU‑Pulver, die echten technischen Thermoplasten ähneln; dadurch weisen die gefertigten Teile eine höhere Zähigkeit und Präzision auf, besitzen jedoch eine raue Oberfläche und verfügen nicht über feine Details. SLS bietet ein großes Bauvolumen, kann Teile mit sehr komplexen Geometrien produzieren und langlebige Prototypen herstellen.
DMLS	Direktes Metall-Laser-Sintern
	DMLS ist eine additive Fertigungstechnologie, die Metallprototypen sowie funktionale Endprodukte herstellt. DMLS nutzt ein Lasersystem, das auf einer Oberfläche aus atomisiertem Metallpulver zeichnet; dort verschweißt es das Pulver zu einem festen Körper. Nach jeder Schicht fügt eine Klinge eine neue Pulverschicht hinzu und wiederholt den Vorgang. DMLS kann die meisten Legierungen verwenden, sodass Prototypen aus demselben Material wie die späteren Produktionskomponenten gefertigt werden können und volle Festigkeit sowie Funktionalität aufweisen. Zudem besteht die Möglichkeit, bei entsprechender konstruktiver Auslegung, bei steigendem Produktionsbedarf in die Metall‑Spritzguss‑Technologie überzugehen.
FDM	Schmelzschichtaufbau-Verfahren
	FDM verwendet ein Extrusionsverfahren, bei dem thermoplastisches Harz (ABS, Polycarbonat oder eine ABS/Polycarbonat‑Mischung) schichtweise geschmolzen und wieder erstarrt wird, um einen fertigen Prototypen zu bilden. Da hier echte thermoplastische Harze zum Einsatz kommen, ist dieses Verfahren stärker als das Binder‑Jetting und eignet sich daher möglicherweise nur begrenzt für Funktionsprüfungen.
	Vorteile
	FDM-Teile sind relativ preisgünstig und gleichzeitig recht robust; sie eignen sich gut für bestimmte Funktionsprüfungen. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien.
MJF	Multi-Jet-Fusion
	MJF verwendet ein Tintenstrahl-Array, um gezielt Fusions- und Detailierungs‑Substanzen über eine Schicht aus Nylonpulver aufzutragen, die anschließend durch Heizelemente zu einer festen Schicht verschmolzen werden. Nach jeder Schicht wird neues Pulver auf das Pulverbett aufgetragen, und der Prozess wiederholt sich, bis das Bauteil vollständig fertiggestellt ist. Nach Abschluss des Aufbaus wird das gesamte Pulverbett mit den eingekapselten Teilen in eine Verarbeitungsstation transportiert, wo ein Großteil des losen Pulvers mittels eines integrierten Vakuums entfernt wird. Anschließend werden die Teile kugelgestrahlt, um verbleibendes Restpulver zu beseitigen, bevor sie schließlich in die Endbearbeitungsabteilung gelangen, wo sie schwarz gefärbt werden, um ihr ästhetisches Erscheinungsbild zu verbessern.
PJET	PolyJet
	PolyJet nutzt einen Druckkopf, um Schichten aus Photopolymerharz aufzutragen, die nacheinander mithilfe von UV‑Licht ausgehärtet werden. Die Schichten sind sehr dünn, was eine hohe Auflösung ermöglicht. Das Material wird durch eine Gelmatrix gestützt, die nach Fertigstellung des Bauteils entfernt wird. Mit PolyJet lassen sich auch elastomere Teile herstellen.
	Vorteile
	Dieses Verfahren ist moderat preiswert, ermöglicht die Prototypenherstellung von Umspritzteilen aus flexiblen und starren Materialien, kann Teile in verschiedenen Farben produzieren und reproduziert komplexe Geometrien problemlos.
	Nachteile
	PolyJet‑Teile weisen nur begrenzte Festigkeit auf (vergleichbar mit SLA) und eignen sich nicht für Funktionsprüfungen. Obwohl PolyJet Teile mit komplexen Geometrien erzeugen kann, bietet es keinen Einblick in die spätere Herstellbarkeit des Designs. Zudem können Farben bei längerer Lichtexposition mit der Zeit vergilben.
CNC	Computergesteuerte Zerspanung
	Beim Zerspanen wird ein massiver Block (oder ein Stangenrohling) aus Kunststoff oder Metall jeweils in eine CNC‑Fräse oder Drehmaschine eingespannt und durch ein subtraktives Verfahren zu einem fertigen Bauteil bearbeitet. Diese Methode liefert im Allgemeinen eine höhere Festigkeit und eine bessere Oberflächengüte als jedes additive Fertigungsverfahren. Zudem besitzt das Teil die vollständigen, homogenen Eigenschaften des verwendeten Materials, da es aus massiven Blöcken extrudierter oder kompressionsgeformter thermoplastischer Harze hergestellt wird – im Gegensatz zu den meisten additiven Verfahren, die kunststoffähnliche Materialien verwenden und schichtweise aufgebaut werden. Die breite Palette an Materialoptionen ermöglicht die Herstellung von Teilen mit gewünschten Materialeigenschaften wie Zugfestigkeit, Schlagzähigkeit, Wärmeformbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit sowie Biokompatibilität. Gute Toleranzen führen zu Teilen, die sich für Passform‑ und Funktionsprüfungen, Vorrichtungen und Funktionselemente in Endanwendungen eignen. Zahlreiche Hersteller, darunter Protolabs, setzen sowohl 3‑Achsen‑Fräs‑ als auch 5‑Achsen‑Indexfräsverfahren zusammen mit dem Drehen ein, um Teile aus verschiedenen technischen Kunststoffen und Metallen herzustellen.
	Vorteile
	Zerspante Teile weisen eine gute Oberflächengüte auf und sind sehr robust, da sie technische Thermoplaste und Metalle verwenden. Ähnlich wie beim 3D‑Druck können maßgeschneiderte Prototypen bei manchen Anbietern bereits innerhalb eines Tages geliefert werden.
IM	Spritzguss
	Schnelles Spritzgießen funktioniert, indem thermoplastische Harze in eine Form eingespritzt werden – genau wie beim Serienspritzgießen. Der Begriff “schnell” bezieht sich hier auf die Technologie zur Herstellung der Form, die häufig aus Aluminium statt aus dem traditionellen Stahl besteht, der bei Serienwerkzeugen üblicherweise verwendet wird. Die gegossenen Teile sind robust und besitzen eine hervorragende Oberflächengüte. Zudem ist dies das branchenübliche Produktionsverfahren für Kunststoffteile, sodass beim Prototyping im selben Verfahren – sofern die Umstände dies zulassen – inhärente Vorteile bestehen. Nahezu jeder technische Kunststoff oder flüssiges Silikonkautschuk (LSR) kann eingesetzt werden, wodurch der Konstrukteur nicht durch die Materialbeschränkungen des Prototyping‑Prozesses eingeschränkt ist.
	Vorteile
	Gegossene Teile werden aus einer Vielzahl technischer Werkstoffe hergestellt, besitzen eine hervorragende Oberflächengüte und sind ein exzellenter Indikator für die Herstellbarkeit während der Produktionsphase.
	Nachteile
	Mit dem schnellen Spritzgießen sind anfängliche Werkzeugkosten verbunden, die bei keinem der additiven Verfahren oder bei der CNC‑Bearbeitung anfallen. Daher ist es in den meisten Fällen sinnvoll, ein oder zwei Runden schneller Prototypen (subtraktiv oder additiv) zur Überprüfung von Passform und Funktion durchzuführen, bevor man zum Spritzgießen übergeht.

Oberflächenbearbeitung

Zweitens gibt es das große Problem der Oberflächengüte. 3D-gedruckte Teile entstehen naturgemäß in Schichten, und auf gekrümmten Oberflächen können diese als Stufen sichtbar werden. Um eine gute Oberflächengüte zu erreichen, müssen diese vor dem Lackieren oder der Werkzeugbearbeitung von Hand nachbearbeitet werden. Die CNC-Bearbeitung arbeitet mit mindestens drei simultanen Achsen. Das Ergebnis ist eine glatte, präzise Oberfläche, direkt aus der Maschine.

Materialauswahl

Drittens sind die Materialien beim 3D-Druck meist verfahrensspezifisch, während die Auswahlmöglichkeiten bei der CNC-Bearbeitung äußerst vielfältig sind. Zwar können Verfahren wie FDM additive Teile aus ABS, PC usw. herstellen, doch bleiben diese dennoch schichtweise aufgebaut und unterscheiden sich daher von einem ABS-Prototypen, der durch CNC-Bearbeitung aus massivem Material gefertigt wurde.

Trendy kann eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien für maßgeschneiderte Rapid-Prototypen bereitstellen.

Fallbeispiel für Rapid-Prototypen OEM und ODM

Warum sollten Sie den Rapid-Prototyping-Service wählen?

• Zeigen Sie Ihrem Kunden ein physisches Modell des Prototyps.
• Überprüfen Sie die Machbarkeit von Aussehen, Größe und Funktionen Ihres Produkts.
• Testen Sie, ob Ihr Produkt vor der Serienproduktion marktfähig ist.
• Senken Sie die Produktionskosten durch Prototypenentwicklung.
• Optimieren und verbessern Sie den Produktionsprozess durch Tests.

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