Was ist der Unterschied zwischen CNC Rapid Prototyping und Extrusion beim Prototyping?

Hallo! Als Anbieter von CNC-Rapid-Prototyping habe ich die Besonderheiten verschiedener Prototyping-Methoden aus erster Hand kennengelernt. Heute werde ich die Unterschiede zwischen CNC-Rapid-Prototyping und Extrusion für das Prototyping erläutern.

Was ist CNC Rapid Prototyping?

CNC-Rapid-Prototyping ist wie ein High-Tech-Bildhauerwerkzeug. Dabei werden CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) eingesetzt, um einen Prototyp aus einem massiven Materialblock zu formen. Diese Maschinen sind äußerst präzise und folgen einem digitalen Design genau.

Der Prozess beginnt mit einem 3D-Modell, das am Computer erstellt wird. Dieses Modell wird dann in eine Reihe von Anweisungen übersetzt, die die CNC-Maschine verstehen kann. Die Maschine verwendet verschiedene Schneidwerkzeuge wie Bohrer und Fräser, um Material aus dem Block zu entfernen, bis die gewünschte Form entsteht.

Einer der großen Vorteile des CNC-Rapid-Prototypings ist seine Genauigkeit. Es können Teile mit sehr engen Toleranzen hergestellt werden, was für Branchen wie Luft- und Raumfahrt und Medizin von entscheidender Bedeutung ist. Als wir zum Beispiel eine machtenPrototyp der KühlerblockbeschlägeDank der CNC-Präzision konnten wir eine perfekte Passform aller Komponenten gewährleisten.

Ein weiterer Pluspunkt ist die große Auswahl an Materialien, mit denen es arbeiten kann. Sie können Metalle wie Aluminium, Stahl und Titan sowie Kunststoffe und Verbundwerkstoffe verwenden. Diese Flexibilität macht es für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Wir haben einmal eine gemachtCNC-drehender Fahrradkurbelarm-PrototypEs wurde Aluminium verwendet, das stark und dennoch leicht war, genau das, was ein Radfahrer braucht.

Allerdings hat das CNC-Rapid-Prototyping auch seine Nachteile. Dies kann insbesondere bei komplexen Teilen relativ langsam sein. Jeder Schnitt braucht Zeit, und wenn Sie viele komplizierte Details haben, kann sich der Produktionsprozess in die Länge ziehen. Außerdem können die anfänglichen Einrichtungskosten hoch sein, da Sie in die CNC-Maschine und die Software investieren müssen.

Was ist Extrusion für Prototyping?

Extrusion ist ein anderes Ballspiel. Es ist eher so, als würde man Zahnpasta aus einer Tube auspressen. Bei der Extrusion zur Prototypenherstellung wird ein Material (normalerweise Kunststoff oder Metall) erhitzt, bis es weich wird, und dann durch eine Düse gepresst, wodurch es eine bestimmte Querschnittsform erhält.

Der Hauptvorteil der Extrusion ist ihre Geschwindigkeit. Sobald die Matrize eingerichtet ist, können Sie in relativ kurzer Zeit eine große Länge des Prototyps herstellen. Es eignet sich hervorragend für die Herstellung von Rohren, Stangen und Profilen. Wenn Sie beispielsweise für ein DIY-Projekt den Prototyp eines einfachen Kunststoffstabs herstellen müssen, kann die Extrusion die Arbeit schnell erledigen.

Aus Kostengründen kann die Extrusion für die Massenproduktion wirtschaftlicher sein. Die Kosten pro Einheit sinken, je mehr Teile Sie herstellen. Und da der Prozess kontinuierlich ist, ist er effizient für die Herstellung von Teilen mit einem konsistenten Querschnitt.

Aber auch die Extrusion hat ihre Grenzen. Es ist nicht sehr gut darin, komplexe Formen zu erstellen. Der Querschnitt des Teils muss relativ einfach und gleichmäßig sein. Wenn Sie ein Teil mit mehreren Kurven und Unregelmäßigkeiten wünschen, ist Extrusion möglicherweise nicht die beste Wahl. Außerdem ist die Auswahl an Materialien im Vergleich zum CNC-Rapid-Prototyping etwas eingeschränkter, insbesondere wenn es darum geht, hochfeste oder hochpräzise Teile herzustellen.

Hauptunterschiede

Präzision

CNC-Rapid-Prototyping ist ein großer Vorteil, wenn es um Präzision geht. Wie ich bereits erwähnt habe, können sehr enge Toleranzen erreicht werden, die oft im Bereich von einigen Tausendstel Zoll liegen. Dies ist wichtig für Teile, die perfekt zusammenpassen müssen, wie zum Beispiel in einemRapid Prototyping für Motortürschlossgehäusebolzen. Die Extrusion hingegen ist weniger präzise. Die Toleranzen sind im Allgemeinen geringer und eignen sich besser für Teile, bei denen ein hohes Maß an Präzision nicht oberste Priorität hat.

Formkomplexität

CNC kann äußerst komplexe Formen verarbeiten. Mit seinen mehrachsigen Schneidfunktionen können Teile mit Hinterschnitten, inneren Hohlräumen und detaillierten Oberflächenmerkmalen erstellt werden. Die Extrusion ist auf Teile mit konstantem Querschnitt beschränkt. Mit der Extrusion allein lässt sich ein Teil mit einer komplexen Innenstruktur nicht wirklich herstellen.

Materialvielfalt

CNC-Rapid-Prototyping bietet eine viel größere Auswahl an Materialien. Sie können mit allem arbeiten, von weichen Kunststoffen bis hin zu harten Metallen. Extrusion wird häufiger bei Kunststoffen und einigen Metallen eingesetzt, die Auswahl ist jedoch eingeschränkter, insbesondere wenn es um Hochleistungsmaterialien geht.

Produktionsgeschwindigkeit

Für einfache Teile und die Produktion großer Stückzahlen ist die Extrusion schneller. Sobald die Matrize fertig ist, können Sie schnell Teile produzieren. Aber bei komplexen Teilen oder Kleinserienfertigungen kann das CNC-Rapid-Prototyping zeiteffizienter sein, da Sie nicht viel Zeit für die Einrichtung einer Matrize aufwenden müssen.

Kosten

Die Kosten hängen vom Volumen und der Komplexität der Teile ab. Für komplexe Teile mit geringem Volumen kann die CNC-Rapid-Prototypisierung trotz der hohen anfänglichen Einrichtungskosten kosteneffektiver sein. Bei großvolumigen, einfachen Teilen verursacht die Extrusion in der Regel geringere Kosten pro Einheit.

Wann sollte man welches auswählen?

Wenn Sie in der Luft- und Raumfahrt- oder Medizinbranche tätig sind und ein hochpräzises, komplexes Teil in kleinen Stückzahlen benötigen, ist CNC-Rapid-Prototyping Ihre erste Wahl. Die Fähigkeit, mit Hochleistungsmaterialien zu arbeiten und enge Toleranzen zu erreichen, macht es ideal für diese Anwendungen.

Wenn Sie hingegen in der Bau- oder Heimwerkerbranche tätig sind und eine große Anzahl einfacher, einheitlicher Teile benötigen, ist die Extrusion die bessere Option. Für diese Art der Produktion ist es schnell und kostengünstig.

Abschluss

Letztendlich haben sowohl CNC-Rapid-Prototyping als auch Extrusion für Prototyping ihre eigenen Stärken und Schwächen. Als CNC-Rapid-Prototyping-Anbieter bin ich von der Präzision und Flexibilität überzeugt, die CNC bietet. Aber ich verstehe auch, dass die Extrusion ihren Platz auf dem Markt hat, insbesondere für die Produktion einfacher Teile in großen Stückzahlen.

Wenn Sie nach einer Prototyping-Lösung suchen, sei es ein komplexes Teil, das die Präzision von CNC erfordert, oder ein einfaches Teil, das durch Extrusion hergestellt werden kann, würde ich Ihnen gerne helfen. Kontaktieren Sie mich, um Ihr Projekt zu besprechen, und wir können gemeinsam den besten Ansatz finden.

Referenzen

• Gibson, I., Rosen, DW, & Stucker, B. (2015). Additive Fertigungstechnologien: 3D-Druck, Rapid Prototyping und direkte digitale Fertigung. Springer.
• Campatelli, G. & Di Gravio, G. (2018). Design für Rapid Prototyping. Springer.