Vergleich der Vor- und Nachteile von vier gängigen Prototyping-Verfahren

1. SLA

SLA ist ein Industrieunternehmen3d Druckenoder additives Fertigungsverfahren, bei dem ein computergesteuerter Laser zur Herstellung von Teilen aus einem Pool aus UV-härtbarem Photopolymerharz verwendet wird.Der Laser umreißt und härtet den Querschnitt des Teiledesigns auf der Oberfläche des flüssigen Harzes aus.Anschließend wird die ausgehärtete Schicht direkt unter die flüssige Harzoberfläche abgesenkt und der Vorgang wiederholt.Jede neu ausgehärtete Schicht wird mit der darunter liegenden Schicht verbunden.Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis das Teil fertig ist.

Vorteile:Für Konzeptmodelle, kosmetische Prototypen und komplexe Designs kann SLA im Vergleich zu anderen additiven Verfahren Teile mit komplexen Geometrien und hervorragenden Oberflächengüten herstellen.Die Kosten sind wettbewerbsfähig und die Technologie ist aus mehreren Quellen erhältlich.

Nachteile:Prototypenteile sind möglicherweise nicht so stark wie Teile aus technischen Harzen, sodass mit SLA hergestellte Teile nur begrenzt für Funktionstests geeignet sind.Wenn Teile außerdem UV-Zyklen ausgesetzt werden, um die Außenfläche des Teils auszuhärten, sollte das im SLA eingebaute Teil nur minimaler UV- und Feuchtigkeitseinwirkung ausgesetzt werden, um eine Verschlechterung zu verhindern.

2. SLS

Beim SLS-Verfahren wird ein computergesteuerter Laser von unten nach oben auf ein heißes Bett aus Pulver auf Nylonbasis geführt, das schonend zu einem Feststoff gesintert (verschmolzen) wird.Nach jeder Schicht legt eine Walze eine neue Pulverschicht auf das Bett und der Vorgang wird wiederholt. SLS verwendet ein starres Nylon- oder flexibles TPU-Pulver, ähnlich wie tatsächliche technische Thermoplaste, sodass die Teile eine höhere Zähigkeit und Präzision aufweisen, aber eine raue Oberfläche und fehlende feine Details. SLS bietet große Bauvolumina, ermöglicht die Herstellung von Teilen mit hochkomplexen Geometrien und erstellt langlebige Prototypen.

Vorteile:SLS-Teile sind tendenziell genauer und langlebiger als SLA-Teile.Das Verfahren kann langlebige Teile mit komplexen Geometrien herstellen und eignet sich für einige Funktionstests.

Nachteile:Teile haben eine körnige oder sandige Textur und die Verarbeitungsmöglichkeiten für Harze sind begrenzt.

3. CNC

Bei der Bearbeitung wird ein massiver Block (oder eine Stange) aus Kunststoff oder Metall auf ein Werkstück gespanntCNC-Fräsenoder Drehmaschine bearbeitet und jeweils durch subtraktive Bearbeitung in das fertige Produkt geschnitten.Diese Methode führt typischerweise zu einer höheren Festigkeit und Oberflächenbeschaffenheit als jedes additive Fertigungsverfahren.Es verfügt außerdem über die vollständigen, homogenen Eigenschaften von Kunststoff, da es aus extrudierten oder formgepressten massiven Blöcken aus thermoplastischem Harz hergestellt wird, im Gegensatz zu den meisten additiven Verfahren, bei denen kunststoffähnliche Materialien verwendet und in Schichten aufgebaut werden.Durch die Auswahl an Materialoptionen kann das Teil die gewünschten Materialeigenschaften aufweisen, wie z. B. Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit, chemische Beständigkeit und Biokompatibilität.Durch gute Toleranzen entstehen Teile, Vorrichtungen und Vorrichtungen, die für Pass- und Funktionstests geeignet sind, sowie Funktionskomponenten für den Endgebrauch.

Vorteile:Aufgrund der Verwendung von Thermoplasten und Metallen in technischer Qualität bei der CNC-Bearbeitung weisen die Teile eine gute Oberflächengüte auf und sind sehr robust.

Nachteile:Die CNC-Bearbeitung kann einigen geometrischen Einschränkungen unterliegen und manchmal ist es teurer, diesen Vorgang intern durchzuführen als ein 3D-Druckverfahren.Das Mahlen von Knabbereien kann manchmal schwierig sein, da bei dem Prozess Material entfernt und nicht hinzugefügt wird.

4. Spritzguss

Schnelles Spritzgießenfunktioniert durch das Einspritzen eines thermoplastischen Harzes in eine Form. Was den Prozess „schnell“ macht, ist die zur Herstellung der Form verwendete Technologie, die normalerweise aus Aluminium und nicht aus dem herkömmlichen Stahl besteht, der zur Herstellung der Form verwendet wird.Die Formteile sind stabil und weisen eine hervorragende Oberflächengüte auf.Dies ist auch der branchenübliche Produktionsprozess für Kunststoffteile. Wenn die Umstände dies zulassen, bietet die Herstellung von Prototypen im selben Prozess daher inhärente Vorteile.Nahezu jeder technische Kunststoff oder Flüssigsilikonkautschuk (LSR) kann verwendet werden, sodass Designer nicht durch die im Prototyping-Prozess verwendeten Materialien eingeschränkt sind.

Vorteile:Formteile aus einer Reihe technischer Materialien mit hervorragender Oberflächengüte sind ein hervorragender Indikator für die Herstellbarkeit in der Produktionsphase.

Nachteile:Die mit dem Schnellspritzgießen verbundenen anfänglichen Werkzeugkosten fallen bei keinem weiteren Prozess oder bei der CNC-Bearbeitung an.Daher ist es in den meisten Fällen sinnvoll, ein oder zwei Runden Rapid Prototyping (subtraktiv oder additiv) durchzuführen, um Passung und Funktion zu prüfen, bevor mit dem Spritzgießen begonnen wird.