Rapid Tooling beschreibt eine Reihe an Techniken, mithilfe welcher Sie schnell, kostengünstig und effizient die für traditionelle Fertigungsverfahren benötigte Werkzeugbestückung anfertigen, um Teile schneller oder auch in geringen Mengen herzustellen. Rapid Tooling erstellt die Teile nicht direkt, sondern stattdessen das Werkzeug wie Formen, Matrizen oder Muster, die dann in traditionellen Fertigungsprozessen zur Herstellung der endgültigen Teile verwendet werden. So wird die Lücke zwischen (Rapid-)Prototyping und Produktion geschlossen und die Herstellung von Endverbrauchsteilen ermöglicht.

Rapid Tooling ermöglicht es Herstellern, Design und Materialauswahl zu validieren, bevor sie in die Massenproduktion übergehen, um die Produktentwicklung zu beschleunigen, schnell zu iterieren und bessere Produkte auf den Markt zu bringen. Dank Rapid Tooling können Ingenieure die letztendlichen Produktionsmaterialien verwenden, um die Leistung Ihrer Teile bei realen Anwendungen zu bewerten oder um kleine Auflagen für Beta- oder Validierungstests herzustellen. Außerdem hilft Rapid Tooling bei der Fehlerbehebung im Fertigungsprozess, noch bevor Sie in die teuren Produktionswerkzeuge investieren.

Rapid Tooling unterstützt eine ganze Reihe herkömmlicher Fertigungsverfahren bei der Produktion von Kunststoff-, Silikon- oder Kautschukteilen, bei Verbundwerkstoffen und selbst bei Metallteilen.

Und als ob das noch nicht genug wäre, bietet Ihnen Rapid Tooling die Möglichkeit, Maßanfertigungen oder Kleinserien von Endverbrauchsteilen über Ihre traditionellen Fertigungsverfahren herzustellen, die mit konventioneller Werkzeugbestückung einfach unerschwinglich wären. So testen Hersteller den Markt für neue Produkte, bieten eine größere Produktauswahl an oder individualisieren Teile entsprechend der Wünsche und Bedürfnisse ihrer Kund*innen.

Formlabs bietet eine umfangreiche Materialbibliothek, mit der sich eine Vielzahl von Rapid Tooling auf Formlabs-3D-Druckern drucken lässt. Die Wahl des richtigen Materials hängt von der jeweiligen Anwendung ab.

Befolgen Sie die Best Practices von Formlabs beim Entwerfen eines erfolgreichen 3D-Modells. Berücksichtigen Sie den Materialtyp und die Druckergeneration, da diese spezifische Anforderungen für den Druckerfolg haben können. Darüber hinaus kann die Konstruktion eines Werkzeugs prozessspezifische Überlegungen erfordern. Weitere Informationen finden Sie in den einzelnen Anwendungsartikeln.

Befolgen Sie die Best Practices von Formlabs für die Modellausrichtung.

Richten Sie Ihre Teile auf der Konstruktionsplatte so aus, dass kritische Innenflächen frei von Stützspuren sind.

Maximieren Sie die Packdichte für SLS-gedruckte Teile mit 3D-Packing.

Befolgen Sie die bewährten Praktiken von Formlabs für das Waschen und Nachhärten von Drucken. Spezifische Anweisungen zum Waschen und Aushärten finden Sie in den einzelnen Materialartikeln. Erwägen Sie eine weitere Nachbearbeitung, um Festigkeit, Haltbarkeit und Benutzererfahrung zu verbessern, z. B. durch Galvanisierung oder Beschichtung für SLA-gedruckte Teile oder Strahlmittel für SLS-gedruckte Teile.

• Vergleichen Sie das gedruckte Teil mit dem ursprünglichen CAD-Modell. Verwenden Sie eine Schieblehre, ein Mikrometer oder andere Messgeräte zur Validierung.
• Testen Sie die funktionelle Leistung der Vorrichtung. Achten Sie beim Einsetzen des Teils in die Vorrichtung darauf, wie gut es an Positionierflächen und Stützen anschließt. Korrekt entworfene und hergestellte Vorrichtungen stützen das Teil und verhindern jegliche Bewegung, sobald eine Spannkraft angewandt wird.
• Für Prozesse mit höheren Betätigungskräften, etwa beim Fräsen oder Bohren, sollten die Spannanforderungen anhand der Vorschübe und Drehzahlen, der Geräteleistung und des gewählten Materials sowie der Sicherheit berechnet werden.

Um die Lebensdauer des 3D-Druckteils zu verlängern, empfiehlt Formlabs:

• Lösen Sie alle Schrauben und entlasten Sie die Klemmkräfte nach Abschluss der sekundären Arbeitsschritte, um eine kontinuierliche Belastung zu vermeiden.
• Erweitern Sie 3D-gedruckte Teile mit gängigen Standardteilen, um die Funktionalität zu erhöhen.
• Verwenden Sie Federn, geneigte Schienen oder Hebel, um das Teil von der Oberfläche der Halterung anzuheben.

3D-Druck ist eine leistungsstarke Lösung, um Werkzeuge schnell und kostengünstig im eigenen Haus herzustellen. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören Geschwindigkeit, Kostensenkung, Gestaltungsfreiheit, Materialauswahl und Flexibilität. Es wird besonders empfohlen für:

• Prototypenbau
• Produktvalidierungstests
• Kundenspezifische Produktion
• Kleinserien- oder On-Demand-Produktion
• Brückenproduktion

Einige Einschränkungen sind:

• Materialien können sich zersetzen, wenn sie über die angegebene Temperaturbeständigkeit hinaus betrieben werden.
• Druckteile können sich mit der Zeit unter hohem Druck oder Belastung verformen; eine Verstärkung kann erforderlich sein.

• Leitfaden für Rapid Tooling Whitepaper