Wie Sie Ihre Designs optimieren, um Prototypen-Kosten zu senken, ohne die Funktionalität zu verlieren

Die Designoptimierung ist ein Schlüsselinstrument, um die Kosten in der Fertigung von Teilen und Prototypen zu senken. Ob Sie mit CNC-Bearbeitung, 3D-Druck oder anderen Technologien der Teilefertigung arbeiten: Wer bestimmte Kriterien schon in der Designphase anwendet, kann bei Zeit, Budget und Ergebnis viel bewirken. 

Der Erfolg eines guten Prototyps hängt nicht nur von der gewählten Fertigungstechnologie ab, sondern auch – und besonders – vom Design. Die Anpassung bestimmter Parameter in der Modellierungsphase kann die Produktionskosten erheblich senken, ohne Funktionalität oder Produktleistung zu beeinträchtigen. Zudem erleichtert ein optimiertes Design die Fertigung, verkürzt die Lieferzeiten und minimiert Fehler in nachfolgenden Phasen. 

In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie Schlüsselprinzipien des Designs anwenden können, um Ihre Prototypen zu optimieren, Zeit und Geld zu sparen sowie die Produktentwicklung zu beschleunigen, ohne die Qualität zu verlieren. 

Geometrien vereinfachen: weniger ist mehr

Eine grundlegende, aber leistungsstarke Regel: Je einfacher das Teil, desto günstiger ist die Fertigung. Geometrien mit tiefen Hohlräumen, sehr kleinen inneren Radien oder zu dünnen Wänden stellen eine Herausforderung sowohl bei der CNC-Bearbeitung als auch bei der 3D-Druck dar. Diese Komplexitäten erfordern den Einsatz spezieller Werkzeuge, verlängern die Fertigungszeit oder bergen Risiken von Verzug oder Brüchen. 

Unnötige Elemente reduzieren, Wandstärken konstant halten und rein ästhetische Details vermeiden, verkürzt die Maschinenlaufzeit, nutzt das Material effizienter und vermeidet Fertigungsfehler. Beispielsweise kann ein Design bei der 3D-Druck, das mit falsch positionierten Stützen ausgeführt wird, die Druckzeit und die Kosten erheblich erhöhen. 

Nach der Technologie planen, die Sie einsetzen

Es ist nicht dasselbe, ein Teil so zu gestalten, dass es 3D gedruckt wird, wie so, dass es bearbeitet wird. Jede Technologie hat spezifische Grenzen, die sich direkt auf das Design auswirken. Bei der additiven Fertigung sollten Teile so orientiert werden, dass Stützen minimiert, lange Überhänge vermieden und die Freiheit für komplexe Formen genutzt werden, die diese Technik ermöglicht. Im Gegensatz dazu müssen bei der industriellen Bearbeitung Aspekte wie die Werkzeugzugänglichkeit, die Anzahl der benötigten Achsen oder der Werkstofftyp berücksichtigt werden. 

Die Anwendung von Design for Manufacturing (DFM) in der Phase des 3D-Designs ist entscheidend. Die Anpassung des Modells an die ausgewählte Produktionstechnologie vermeidet teure Redesigns und reduziert sowohl die Zeit als auch das Budget, das für einen funktionsfähigen Prototyp benötigt wird.

Teile und Montagen reduzieren: Funktionen integrieren

Jedes zusätzliche Bauteil bedeutet höhere Kosten, sowohl bei der Fertigung als auch beim Montageprozess. Wenn Ihr Design das Zusammenfügen mehrerer Teile erfordert, sollten Sie prüfen, ob einige Funktionen in einem einzigen Körper integriert werden können. Dies reduziert nicht nur die Anzahl der Prozesse, sondern auch das Risiko von Montagefehlern oder dimensionalen Fehlausführungen. 

Besonders in Rapid Prototyping kann die Vereinfachung des Bauteils auf eine einzige Geometrie den Unterschied zwischen einem funktionsfähigen Prototyp, der in Tagen geliefert wird, und einer Bauteilserie, die manuelle Nacharbeit erfordert, ausmachen. Zudem erhöhen Sie durch die Reduzierung von Verbindungen und beweglichen Elementen die Zuverlässigkeit des Teils für Funktionsprüfungen oder Präsentationen. 

Wählen Sie das Material je nach Entwicklungsphase

Das Material beeinflusst sowohl die Kosten als auch die Funktionalität des Prototyps. In frühen Phasen ist es nicht notwendig, das finale Material zu verwenden. Sie können auf kostengünstigere oder leichter zu bearbeitende Materialien zurückgreifen, wie Standard-technische Kunststoffe, die die Validierung des Designs ohne hohe Kosten ermöglichen. Später, wenn das Modell validiert ist, können Sie mit finalen Materialien wie PA12 oder sogar Aluminium fertigen. 

In Proto&Go! bieten wir eine breite Auswahl an Materialien und Technologien sowohl für professionellen 3D-Druck als auch für CNC-Bearbeitung, was es uns ermöglicht, uns dem exakten Zeitpunkt Ihres Projekts anzupassen und Ihnen die beste Option in puncto Qualität/Preis vorzuschlagen.