6.3.4 Was ist Rapid Prototyping?

Unter Rapid Prototyping (RP) versteht man einen technologischen Prozess der Herstellung von 3D-Objekten in extrem kurzer Zeit, die sich nach Tagen, nicht nach Wochen bemisst. Die meisten RP-Maschinen liefern 3D-Geometrien durch „Aufeinanderstapeln“ von zweidimensionalen Lauern, doch Hochgeschwindigkeit-CNC-Maschinen liegt ein deduktiver Prozess zugrunde, der bei bestimmten Applikationen dasselbe gewünschte Ergebnis liefert.1

Der Prozess konstruiert aus CAD-Daten automatisch physische Modelle. Solche „dreidimensionalen Drucker“ gestatten es den Designern, schnell im Wortsinn greifbare Prototypen ihrer Designs herzustellen, anstatt lediglich zweidimensionaler Bilder.2

Wo können Sie schnelles Prototyping einsetzen?

Die meisten RP-Dienstleistungen werden in folgenden Bereichen verkauft: Design & Engineering, F & E, Konsumartikel, Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Robotik, Apparatebau, Telekommunikation, Orthopädie, Gesundheitswesen, Zahnersatz, Gießereien, Öl & Gas, Petrolchemie, Spielzeuge und Kunststoffe. Solche Modelle haben zahlreiche Anwendungen.

Es sind exzellente Visualisierungshilfen, um Mitarbeitern und Kunden Ideen zu erklären. Darüber hinaus können Prototypen zum Design-Testing verwendet werden. Ein Raumfahrtingenieur beispielsweise kann eine Tragfläche in einem Windkanal testen, um Auftrieb und Widerstandkräfte zu messen. Designer haben immer schon Prototypen benutzt, aber RP erlaubt deren schnellere und kostengünstigere Herstellung. Für Kleinserien und für komplizierte Objekte ist Rapid Prototyping oftmals der beste verfügbare Produktionsprozess.

Nun ist der Begriff „rapid“ relativ. Die meisten Prototypen erfordern eine Bauzeit von 3 bis 72 Stunden, je nach Größe und Komplexität. Wenn das langsam erscheint, muss man sich die Wochen oder Monate vor Augen halten, die erforderlich sind wenn ein Prototyp auf „klassische“ Weise maschinell hergestellt wird. Solch erhebliche Zeitverkürzungen ermöglichen es den Herstellern, Produkte schneller und preisgünstiger auf den Markt zu bringen.3

Bitte halten Sie einen Moment inne und erinnern Sie sich an die Anwendungsfelder des Rapid Prototyping:

  • Visualisierungshilfe zur Kooperation mit Kollegen
  • Visualisierungshilfe zur Kommunikation mit Kunden
  • Design-Tests

Haben Sie für diese Zwecke je RP eingesetzt? Würde das in Ihr Unternehmen passen und wie könnten Sie diesen Prozess managen?

Warum ist schnelles Prototyping wichtig?

Die Schnelle Entwicklung von Modellen und Prototypen reduziert sowohl die Entwicklungskosten als auch den Produktentwicklungszyklus drastisch. Der Triebwerkshersteller Pratt & Whitney zum Beispiel erreichte 1994 extreme Kostenersparnisse und Entwicklungszeit-Verkürzungen von 70-90 % durch die Einführung des Rapid Prototyping in seine Metallguss-Fertigung.4

Außerdem können die Prototypen in Testmärkten eingesetzt werden, bevor man die Endfertigung und das Vermarktungsstadium erreicht. Basierend auf technologischen Veränderungen oder Verbesserungen, wird die Entwicklung von Modellen und Prototypen üblicherweise von Technologen betrieben, die sich nicht im Geringsten um die Kosten solcher Entwicklungen kümmern. (Das sind hauptsächlich Materialkosten, zusätzliche Personalkosten, Ausbildung dieses Personals und Systemveränderungen.) Rapid Prototyping wird dann - und nur dann – erfolgreich sein, falls folgende Punkte beachtet werden:

  • Jeder Prototyp muss Antworten auf spezifische Fragen liefern.
  • Der Prototyp muss so detailliert und komplex sein wie notwendig, um die geforderten Informationen zu liefern.
  • Gibt es mehrere Ideen, dann müssen mehrere Prototypen entwickelt werden.
  • Die notwendigen Entscheidungen müssen während der Entwicklung des Prototyps getroffen werden, man sollte keinesfalls warten, bis dessen endgültige Form erreicht ist.
  • Je schneller die Entwicklung des Prototyps, desto kürzer die Gesamtentwicklungszeit des neuen Produkts.5


1 Thomas, Jerry W.: Product Testing. 1993
2 William Palm (May 1998) Rapid Prototyping Primer:
   www.me.psu.edu/lamancusa/rapidpro/primer/chapter2.htm
3 ebd
4 ebd
5 InnoSupport: Supporting Innovations in SME. 6.2 Rapid Prototyping and Product Testing Strategies. 2005