Schnell, schneller, am schnellsten mit 3D Prototyping

Rapid Prototyping – in der wortwörtlichen Übersetzung heißt das so viel wie der „schnelle Bau eines Prototypen“. Eines wird bei dieser Übersetzung gleich deutlich: Es muss etwas Gutes sein. Das Adjektiv schnell impliziert ja bereits, dass diese Methode einen Vorteil mit sich bringt. Warum? Weil Schnelligkeit ein wirklich wichtiger Faktor in der Entwicklung und Herstellung vieler Branchen geworden ist. Nachrichten verbreiten sich in rasender Geschwindigkeit. Wir erfahren fast in Echtzeit, wenn irgendwo auf der Welt etwas passiert. Bilder inklusive. Wir kaufen neue Produkte mal eben vom Smartphone aus, von unterwegs. Die Lieferung erfolgt spätestens am nächsten Morgen. Die Welt, in der wir leben, scheint sich täglich schneller zu drehen. Entsprechend schnelllebig sind Trends und Vorlieben. Firmen, vom Autohersteller bis zum Schuhlabel können daher kaum mehr auf das innovative 3D Prototyping verzichten. Warum das so ist?

Fasten your seatbelts

Wenn man in der besagten Welt mithalten will, heißt es also „Fasten your seatbelts“ und los! Kürzere Produktentwicklungszeiten erfordern aber auch eine hohe Flexibilität und eine noch höhere Geschwindigkeit in der Umsetzung. Ein Beispiel aus der Autoindustrie: Brauchte ein Autohersteller vor vielen Jahren noch fast fünf Jahre für die Entwicklung eines neuen Modells, bleibt heute nicht einmal die Hälfte der Zeit. Zumindest wenn man den Anschluss an die Zielgruppe nicht verlieren und neue Vorlieben und Trends möglichst rasch oder besser gesagt rapid umsetzen will. Zudem will das fahrende und sein Auto liebende Individuum heutzutage auch noch verschiedene Varianten eines Modells zur Auswahl haben.

Designer und Entwickler greifen daher nicht nur gerne auf 3D Prototyping zurück, die Entwicklung ihres neuen Modells ist ohne gar nicht mehr möglich. Verschiedene Werkzeuge, Formen und Größen können bei dieser Methode schließlich schon in Losgrößen ab einem Stück bis hin zu Kleinserien erstellt werden. Große und bekannte Firmen von BMW bis Siemens profitieren daher schon seit Jahren vom schnellen Modellbau. Genau wie der Architekt davon profitiert, dass er ein detailgetreues Modell aus dem 3D-Drucker zaubern und seinem Kunden vorführen kann.

Der Kostenfaktor beim modernen 3D Prototyping

Halten wir also fest: Das 3D Prototyping besitzt enorme Vorteile gegenüber den traditionellen Herstellungsmethoden, wenn es um die Geschwindigkeit geht. Sonst noch was? Schauen wir mal in der Buchhaltung nach. Schließlich ist nicht nur die Zeit ist ein wichtiger Faktor, wenn man als Hersteller bestehen will. Früher wurden zur Herstellung eines Modells häufig gefräste Gussformen hergestellt. Beim Rapid Prototyping wird das neue Modell direkt vom Computer aus materialisiert. Ausführendes Organ ist hierbei natürlich der 3D-Drucker. Der Druck erfolgt dabei schichtweise, über eine Düse, die anstatt Tinte einen verflüssigten Kunststoff schichtweise auf eine absinkende Trägerplatte abgibt. Der Aufbau der Form und die Maße werden dabei vom Computer gesteuert. So findet das neue Lenkrad, die neue Schuhsohle oder der neue Toaster seinen Anfang. Alles in allem die günstigere Methode. Von Schnelligkeit müssen wir an dieser Stelle wohl gar nicht mehr reden.

Geringe Investitionskosten, ein geringer Aufwand bei der Installation und geringe Nutzungskosten machen sich also auch in der Bilanz bemerkbar. Ein weiterer Grund, weshalb sich vor allem in der Industrie das Rapid Prototyping längst durchgesetzt hat. IT-Unternehmen wie SAP setzen sogar bei der Entwicklung ihrer Software auf Rapid Prototyping als Entwicklungsmethode. Und um wieder auf ein bereits erwähntes Bilde zurück zu kommen: Auch in der Flugzeugindustrie wird natürlich schon lange nicht mehr auf den schnellen Modellbau verzichtet. So arbeiten etwa Boeing, EADS und Airbus bereits in der Planungsphase mit Rapid Prototyping, während die britische Luftfahrtfirma BAE die Methode verwendet, um ganze Teile für einen Jet zu fertigen.

Es lebe der Individualismus

1990 kannte gerade ein Fünftel aller Hersteller Rapid Prototyping als Methode zur Entwicklung neuer Innovationen. Nur jeder Zwanzigste nutzte sie. 27 Jahre später gehört die Gestaltung von Werkstücken mit dieser Technologie in den meisten Branchen zum Alltag dazu. Kein Wunder. Schließlich wuchs auch die Auswahl an nutzbaren Werkstoffen, mit denen der 3D-Drucker die gewünschte Form Schicht für Schicht zum Leben erweckt. Kunstharz, Kunststoffe, Keramik, Papier, Aluminium oder für den, der es härter braucht, sogar Stahl, nichts ist unmöglich. Auch der Kunde profitiert am Ende davon. So erhält er selbst dadurch schließlich eine größere Vielfalt an Modellen, Formen und Größen. Und sicher auch zu einem günstigeren Preis.

Es gibt fast nichts, was sich nicht mit Rapid Prototyping herstellen lässt. Auch im Bereich Medizin und Forschung schenkt uns die neue und schnell herzustellende Individualität bahnbrechende Möglichkeiten, die über das Glück von finanziellen Vorteilen weit hinausgehen. So modellierten vor einigen Jahren amerikanische Wissenschaftler den Schädel eines siamesischen Zwillings durch Rapid Prototyping nach. Die Daten dazu stammten von einer Computertomografie. Anhand des geschaffenen Modells bereiteten die Chirurgen dann die Operation zur Trennung der Kinder vor, die an den Schädelknochen zusammengewachsen waren. Der Eingriff verlief erfolgreich. RP kann also Leben retten. Ebenso werden Implantate perfekt planbar. Und in den USA basiert bereits die gesamte Hörgeräte-Industrie auf der Rapid Prototyping Methode.

Mein Haus, mein Auto, mein Roboter

Das 3D Prototyping hat sich in vielen Branchen etabliert – vom Startup-Unternehmen bis hin zum Großkonzern. Die Ausbreitung wird sicher noch weiter zunehmen. Interessant bleibt, inwiefern eine Art Serienfertigung, die auf dem genannten Individualismus beruht, ausgeweitet wird. Die Geschwindigkeiten und der Umfang herzustellender Produkte werden sicher noch weiter zunehmen. Auch die Qualität und die Präsession werden steigen, denn wie bei vielen modernen technischen Innovationen ist das Ende der Fahnenstange noch nicht erreicht.

Innovatives 3D Protoytping jedenfalls wird dank immer besserer Materialien und belastbarer Endprodukte auch immer öfter für breitere Produktionen entdeckt. Und eben auch für die Einzigartigkeit, die sich der Mensch ja immer so gerne wünscht. Ist es also irgendwann einmal vielleicht sogar denkbar, dass ganze Hausteile auf diese Weise gefertigt werden? Oder dass der individuell gefertigte Haushaltsroboter, der auch optisch den Vorstellungen der Familie entspricht, zum Leben erweckt wird? Einen, wie unseren freundlichen Bob vielleicht? Oder für das Auto, das nicht nur eine individuelle Farbe besitzt.
Firmen könnten mit der 3D Prototyping-Methode, in einem größeren Rahmen auch Rapid Manufactoring genannt, nicht nur Entwicklungskosten senken, Modelle schneller herstellen oder Mitarbeitern mehr Motivation bieten, sondern auch die Zielgruppe, den Käufer also, durch die Erfüllung individueller Träume glücklich machen.