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Design-Prototyping mit der PolyJet-3D-Drucktechnologie

Verschiedene Prototypen des Gamecontrollers konnten schnell in einem Druckprozess erstellt werden.

Realistische Prototypen neuer Konsumgüter

Häufig muss man sich beim Design-Prototyping von Konsumgütern zwischen einem hohen Maß an Realismus und der Menge der Iterationen entscheiden. Denn jede Iteration ist üblicherweise teuer und zeitaufwändig. Doch mit dem PolyJet 3D-Druck entstehen neue Möglichkeiten, die die Erstellung von realistischen Prototypen einfacher und schneller machen. Erfahren Sie am Beispiel eines Gamecontroller-Prototypen wie Ihnen der 3D-Druck den Designprozess erleichtert.

Die Herausforderung

Shuvom Ghose, vom Stratasys Software, Go-To-Market-Team, versetzte sich „in die Lage eines kleinen, schnelllebigen Industrial Design-Teams, das versucht, ein neues Produkt zu iterieren und vorzustellen“.

Der wichtigste Punkt eines solchen 3D-Design-Prototyping Projekts ist die Erstellung von realistischen Prototypen innerhalb eines möglichst kurzen Zeitrahmens. Deshalb war es für dieses Projekt besonders wichtig, viele Designs in kurzer Zeit visualisieren zu können. Aufgrund Ihrer Multimaterialfähigkeiten war die Stratasys J-Serie somit ideal für dieses Projekt geeignet.

Denn mit der PolyJet-Technologie und den Stratasys PolyJet 3D-Druckern müssen sich Designer nicht mehr zwischen der Erstellung vieler Prototypen oder der Erstellung präziser Prototypen entscheiden. Mit den Druckern der Stratasys J-Serie: J55, J826, J835 und J850 kann ein Teil mit verschiedenen Materialien einem einzigen Druck fertiggestellt werden. Und die zahlreichen Materialoptionen für PolyJet – von flexibel über starr, undurchsichtig bis transparent – machen es noch einfacher, realistische Prototypen zu erstellen.

„Die Materialauswahl macht einen großen Unterschied zum Realismus Ihres Modells, insbesondere, wenn Sie Prototypen von High-End-Konsumgütern erstellen, die sich teuer anfühlen müssen.“

Shuvom Ghose, Stratasys Software, Go-To-Market-Team

Beim traditionellen Prototyping beschränken sich die Farboptionen auf mühsame Prozesse wie das Bemalen von Hand. Doch die 3D-Drucker der Stratasys J-Serie machen es einfach, mehrere, verschiedene Modelle in mehreren Farben in nur einem Schritt zu drucken. Durch mehrere Druckköpfe verbessert sich auch der Farbrealismus. Darüber hinaus ist die J-Serie für den Druck von Pantone-Farben validiert. So können Designer genau die Farben auswählen und ausdrucken, die für ihr Produkt gewünscht werden.

Das richtige Gefühl

Nach der Gestaltung der Form für sein Modell, verbesserte Shuvom Ghose anschließend den taktilen Realismus.  Für einen Gamecontroller bedeutete dies, dass in dem Prototyp verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Shore-Werten eingesetzt werden. Er stellte fest, dass die Materialauswahl „einen großen Unterschied zum Realismus Ihres Modells macht, insbesondere, wenn Sie Prototypen von High-End-Konsumgütern erstellen, die sich teuer anfühlen müssen.“ Mit dem J850 war nur ein einziger fünfstündiger Druck erforderlich, um einen Prototyp eines Multimaterial-Controllers mit starrem VeroWhite für den Körper und gummiartigem Agilus30 für die Tasten herzustellen.

Entwurf des Gamecontrollers
Der Prototyp aus Agilus30 und VeroWhite konnte in nur 5 Stunden 3D-gedruckt werden.
Shuvom Ghose erstellte ein Dutzend verschiedenfarbige 3D-Design-Prototypen

Das richtige Aussehen

Aber das Design war ohne Farbe nicht vollständig.  Während er verschiedene Versionen seines Prototyps testete, schuf Shuvom Ghose in nur zwei Tagen ein Dutzend verschiedenfarbige Modelle. Durch die Verwendung modularer Designs war es einfach, verschiedene Farben und Muster zu testen. Aufgrund der Multimaterialfunktionen konnte er mehrere Designs gleichzeitig in verschiedenen Farben drucken, was den Prototyping-Prozess beschleunigte. Tatsächlich konnte er so viele verschiedene Designs testen, dass Shuvom sagt, ihm seien die Ideen ausgegangen.

Das Ergebnis

Das finale Design des Gamecontrollers

In nur einer Woche erstellte Shuvom Ghose mehr als zehn verschiedene Iterationen seines Gamecontrollers mit Variationen in Farbe, Textur und modularem Design. Er war dabei in der Lage, nicht funktionierende Designs schnell auszusortieren und bei Bedarf Anpassungen vorzunehmen.

So gelang er zu seiner endgültigen Version: Einem harten, transparenten Korpus mit gummiartigen Knöpfen und einer vollständig angepassten, mehrfarbigen Schale. Der finale Controller-Prototyp verwendet sowohl Vero als auch Agilus30, die während des Druckvorgangs ohne Klebstoff miteinander verbunden werden.

Die Zukunft des realistischen Prototyping

Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden zur Erstellung realistischer Prototypen erfordern Teile, die mit der J-Serie erstellt wurden, fast keine Nachbesserungen oder Endbearbeitungsschritte wie Schleifen oder Zusammenbauen. Und weil der Drucker ohne Aufsicht rund um die Uhr laufen kann, wird der Bedarf an aktiver Arbeit drastisch reduziert. Mit dem J850 können Konstrukteure Prototypen mit einem einzigen Arbeitsgang erstellen. Teile mit mehreren Materialien oder Farben benötigen nur einen Fertigungsschritt anstelle mehrerer, wodurch der Produktionsprozess beschleunigt wird. Die PolyJet-Technologie macht die Möglichkeit viele Entwurfsiterationen zu erstellen, bevor das Endprodukt erstellt wird, wirtschaftlich. Für Designer ist dies von unschätzbarem Wert.

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