Verfügbare Methoden zur Herstellung von Prototypen

Prototypen werden gewöhnlich entweder maschinell aus schwerkraftgegossenem Halbzeug hergestellt oder mit Hilfe des Schwerkraftgießverfahrens direkt gegossen. Sandguss und Feinguss (Wachsausschmelzguss) sind die am häufigsten verwendeten Gussverfahren, doch auch mit Gipsformverfahren werden gute Ergebnisse erzielt. Die Modelle für Sand- und Feingussformen können mit den üblichen technischen Verfahren hergestellt werden. Andere Fertigungsverfahren aus dem Bereich des Rapid Prototyping wie die Stereolithographie, Schmelzschichtung (Fused Deposition Modelling =FDM) und Laminated Object Manufacture (LOM) werden immer öfter angewandt. In vielen Fällen ist die maschinelle Herstellung oder die Handfertigung von Design-Modellen das effektivste und kostengünstigste Verfahren.

Handgefertigte oder im Rapid Prototyping Verfahren hergestellte Kunststoffmodelle können direkt für Feingüsse verwendet werden, aber es ist viel vorteilhafter, damit zunächst eine Silikonform zu gießen, um die Herstellung einer beliebigen Menge von Wachsmodellen zu ermöglichen. Während der Feinguss selbst sehr maßgenau ist, hängt die Präzision des Prototypen-Gussteiles von der Präzision ab, mit der das Wachsmodell hergestellt wurde. Feingussverfahren, die die Rapid Prototyping-Methoden verwenden, erreichen nicht annähernd die Präzision des Zinkdruckgussverfahrens. Eine mögliche Ausnahme ist die Herstellung eines Musters mit Präzisionsfräsen, gefolgt von der Herstellung einer steifen Epoxidform für Wachsmodelle.

Wenn ein Bauteil bereits existiert, das dem gewünschten Endprodukt sehr ähnlich ist, kann es modifiziert und als Modell für das Gipsformverfahren genutzt werden. Die Formgebung des Modells kann durch maschinelle Bearbeitung oder mit Modellton bzw. Wachs angepasst werden. Das Gipsformverfahren ist, wenn das Modell gering vergrößert werden muss, dazu geeignet die Erstarrungsschwindung zu auszugleichen

Das Sandgussverfahren wird oft als ein recht grobes ungenaues Gussverfahren zur Prototypenherstellung angesehen. Damit lassen sich lediglich Bauteile herstellen, bei denen Toleranzen und Oberflächengüte eine untergeordnete Rolle spielen. Doch spezialisierte Präzisionsgießereien sind in der Lage, gute bis brauchbare Oberflächeneigenschaften zu erreichen. Die Toleranzen sind weiter als bei Druckgussteilen. Wanddicken unterhalb 2 mm sind kaum realisierbar.

Andere, patentierte Verfahren zur Herstellung von Prototypen finden Anwendung und ihre Leistungsfähigkeit ist belegt. Diese Verfahren beinhalten die Herstellung von Formwerkzeugen mit denen man mehr als 1.000 Abgüsse produzieren kann.

Unabhängig vom verwendeten Gussverfahren zur Prototypenherstellung, ist zur Erreichung der spezifizierten Bauteilmaße eine gewisse mechanische Nachbearbeitung fast immer erforderlich.

Fußnote 2