Prototypen & Funktionsmuster

Es existieren verschiedene Arten von Prototypen, die jeweils unterschiedliche Aufgaben erfüllen:

Designprototyp

Der Designprototyp dient der praktischen Verifizierung von ästhetischen und ergonomischen Aspekten des Industrial Designs oder Produktdesigns. Technisch betrachtet ist er meist weniger funktional.

Konzeptprototyp

Der Konzeptprototyp dient der Überprüfung von technischen Teillösungen und Teilfunktionen.

Geometrischer Prototyp

Ein geometrischer Prototyp hilft bei der Überprüfung von Montage und Handhabungsfunktionen, da er ein maßgenaues Abbild des Systems darstellt. Dabei kann der geometrische Prototyp aufgrund von Prototypenmaterial und Herstellungsverfahren funktionale Einschränkungen aufweisen.

Funktionsprototyp

Der Funktionsprototyp ist ein Prototyp, der die meisten oder sogar alle Funktionen des tatsächlichen technischen Systems abbildet. Durch die systematisch durchgeführte Auswahl von Material und Herstellungsprozess ermöglicht er eine (teilweise) Vorqualifizierung.

• Additive Fertigung / 3D-Druck
  • Selektives Laser Sintern (SLS)
  • Stereolithographie (STL / SLA)
  • PolyJet/MultiJet-Technologie
• Vakuumgießen
• 3D-CNC-Fräsen

Die sogenannten Rapid Tooling-Verfahren dienen dazu, einfache formgebende Werkzeuge zur Prototypen-Herstellung anzufertigen. Formgebende Werkzeuge für Prototypen kommen zum Einsatz, wenn beispielsweise der Umfang der Prototypenreihe groß ist oder wenn eine hohe Detailtreue zum späteren technischen System notwendig ist. Mit formgebenden Werkzeugen können Komponenten in seriennaher Bauteilqualität binnen weniger Tage oder einzelner Wochen erzeugt werden.

Rapid Tooling für kleine bis mittlere Prototypenserien

Spritzgusswerkzeuge aus hochfestem Aluminium erlauben kleine bis mittlere Prototypen-Stückzahlen im einstelligen Tausenderbereich. Je nach Komplexitätsgrad sind Hinterschnitte, Oberflächen und eine Bauteilgüte annähernd wie im Serienprozess erzielbar.

Rapid Tooling für mittlere bis große Prototypenserien

Ein-Kavitäten-Prototypenwerkzeuge aus Stahl haben gegenüber Aluminiumwerkzeugen eine höhere Standfestigkeit. Sie ermöglichen mittlere bis hohe Stückzahlen an Prototypenbauteilen, die denen aus einem Serien-Spritzgussprozess entsprechen. Diese Prototypenwerkzeuge aus Stahl lassen sich anschließend teilweise in Mehrkavitäten-Spritzgusswerkzeuge für den Serienprozess integrieren, was die Prototypenfertigung kosteneffizienter macht.

Häufig eingesetzte Rapid Tooling-Verfahren

• Aluminiumwerkzeuge
• 3D-Druck-Werkzeuge
• Harzwerkzeuge