Engineering & Prototyping

Entwicklung Ihrer serienreifen Eingabelösung

Die zweite Phase Ihres Projektes umfasst das Projektmanagement und die Entwicklung der Eingabelösung bis hin zur Prototypenfertigung. Hierbei unterstützen wir Sie mit unserem gesamten Know-how.

Aus dem für Sie erarbeiteten Konzept erstellen wir einen detaillierten 3D-Entwurf, der mit allen gängigen Anwendungen kompatibel ist. Dies ermöglicht einen unkomplizierten Datenaustausch und gibt Ihnen die Möglichkeit, die Konstruktion des Eingabeelements in das 3D-Modell Ihres Produktes zu integrieren. Auf diese Weise kann das Produkt im Detail betrachtet und Fehlerquellen ausgeschlossen werden, bevor es als Vorlage für die Prototypenfertigung dient. Verschiedene Fertigungsverfahren wie 3D-Druck, Vakuumguss und Frästechniken ermöglichen uns eine schnelle und kostengünstige Fertigung von Prototypen in Serienqualität.

 

Projektsteuerung

Wir steuern und kontrollieren die Entwicklung akribisch und behalten die Projektziele jederzeit im Blick.

Entwicklung

Wir übernehmen die Konstruktion Ihrer Eingabelösung und aller zur Herstellung benötigten Werkzeuge.

Prototyping

Wir liefern Ihnen Prototypen in Serienqualität bei kürzesten Vorlaufzeiten.

 

Konstruktion in unserem Haus

Sobald das gewünschte Produkt im Rahmen der Projektplanung spezifiziert ist, beginnt der Konstruktionsprozess in unserem Haus. Hier erstellen wir in der Regel zwei oder mehr 3D-Zeichnungen, um für unsere Kunden alle Möglichkeiten darzustellen. In dieser Projektphase erweist sich die Bündelung unserer Kompetenzen an unserem Stammsitz im süddeutschen Steißlingen als großer Vorteil. Da Konstruktion und Vertrieb Tür an Tür arbeiten, findet ein reibungsloser Austausch statt, was den gesamten Konstruktionsprozess sehr effizient gestaltet und es uns ermöglicht, unseren Kunden in kürzester Zeit einen serienreifen Prototypen zu präsentieren.

 

Von der Skizze bis zum Prototypen

Bereits aus groben Ideen und einfachsten Skizzen erstellt unsere Konstruktion Zeichnungsableitungen und 3D-Modelle, die als Planungsgrundlage für die weiteren Projektgespräche dienen und mit den Anforderungen unserer Kunden detailliert bis zum fertigen Entwurf verfeinert werden. Durch den direkten Austausch zwischen Konstruktion und Vertrieb gehen keine Informationen verloren und die besprochenen Details fließen nahtlos in die Produktkonstruktion ein. Unsere Kunden werden während der gesamten Projektplanung vom Projektleiter betreut und können alle technischen Fragen direkt mit ihm klären. Bei einigen Projekten findet auch ein direkter Austausch zwischen unserer Konstruktion und der Entwicklung unserer Kunden statt, was die gemeinsame Produktplanung in manchen Fällen noch einfacher macht.

Sobald unsere Kunden von den konstruierten Produktdesigns voll überzeugt sind, beginnt die Musterfertigung. Dabei übernehmen wir die gesamte Koordination des Prototypings der verschiedenen Komponenten wie Kunststoffteile aus 3D-Druck oder Vakuumguss, die Fertigung von Glasteilen und die Leiterplattenentflechtung. Wir bereiten einen komplett durchdachten und funktionsfähigen Prototypen für Sie vor.

Für alle Kunststoff- und Silikonteile erstellen wir auch die Werkzeugkonstruktion und lassen die für die Serienproduktion notwendigen Spritzgusswerkzeuge herstellen. Wir übernehmen die komplette Abwicklung und Koordination mit unseren langjährigen Lieferanten und Produktionspartnern in Deutschland und Asien. Sie brauchen sich nur noch auf das Ergebnis zu freuen und haben für Rückfragen immer den gleichen persönlichen und kompetenten Ansprechpartner.

 

Der Einsatz von 3D-Druckern ist in der Entwicklung und im Prototypenbau kaum mehr wegzudenken. Mit diesem Verfahren können Einzelstücke aus Kunststoff einfach und kostengünstig hergestellt werden. Wurden bisher Kunststoffteile benötigt, mussten zunächst aufwändige Formen hergestellt werden. Das war zeitaufwändig und eine nachträgliche Änderung entsprechend teuer. Für Einzelstücke und Kleinserien von Kunststoffteilen ist der 3D-Druck daher prädestiniert. So können unsere Konstrukteure die Ideen unserer Kunden in kürzester Zeit umsetzen und Änderungen effizient realisieren.

 

Rapid Prototyping im 3D-Druck-Verfahren

Rapid Prototyping ist der Überbegriff über verschiedene Verfahren zur Herstellung von Musterbauteilen ausgehend von Konstruktionsdaten. Dies vereint daher Techniken, die eine schnelle und kostengünstige Herstellung von Produktprototypen ermöglichen. Rapid Prototyping wird häufig in der Produktentwicklung eingesetzt, um die Funktionalität und Haltbarkeit von Prototypen zu testen und Verbesserungen vorzunehmen, bevor das endgültige Produkt in die Fertigung geht.

Ein großer Vorteil des Rapid Prototyping ist, dass Prototypen innerhalb weniger Tage hergestellt werden können, was den Entwicklungsprozess erheblich beschleunigt. So können in kurzer Zeit mehrere Prototypen hergestellt und ausgiebig getestet werden, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Zwar dauert die Herstellung eines Einzelteils im 3D-Druckverfahren deutlich länger als im Spritzgussverfahren, bei kleinen Stückzahlen ist dies aber durchaus sinnvoll. Denn nach dem Druckvorgang hält man bereits ein fertiges Kunststoffteil in den Händen.

Lediglich die Oberflächenstruktur des Druckerzeugnisses ist gröber als bei Spritzgussteilen. Um hier einen mit dem Spritzguss vergleichbaren Effekt zu erzielen, wird das Druckprodukt z. B. durch Schleifen nachbearbeitet. Insbesondere bei Werkstücken, bei denen Haptik und Optik im Vordergrund stehen, sowie bei Lichtleitern aus dem 3D-Druck ist es auch für die Musterfertigung wichtig, eine Oberflächenstruktur zu erzielen, die dem späteren Serienprodukt entspricht. 

 

Prototyping in unserem Haus

Die Anschaffung eines FDM 3D-Druckers, eröffnete unseren Konstrukteuren im Haus eine Vielzahl an neuen Möglichkeiten. Ziel war es, im Prototypen- und Musterbau unabhängiger von externen Lieferanten zu werden. Außerdem können wir mit noch schnelleren Reaktionszeiten auf Wünsche und Änderungen unserer Kunden eingehen. Als Basis dienen unsere 3D-Daten, die wir ohne Konvertierung direkt in die Druckersoftware einlesen und von dort an den Drucker senden.

Gehäuse oder kleine Kunststoffteile können wir aus ABS selbst herstellen. Mit der Verarbeitung von TPU92A (ein thermoplastisches Polyurethan mit 92 Shore A, das flexibel und dehnbar ist) haben wir ebenfalls neue Möglichkeiten in der Entwicklung von weichen Teilen. So sind wir in der Lage, unseren Kunden auf Knopfdruck und in kürzester Zeit Prototypen zur Verfügung zu stellen.

Das Vakuumgießen ermöglicht uns die schnelle und kostengünstige Herstellung von Kunststoffteilen für Muster von kundenspezifischen Eingabesystemen. Grundlage für den späteren Abguss eines Musters ist die von uns erstellte 3D-Konstruktionszeichnung. Dieses Modell wird nun zunächst im 3D-Drucker hergestellt und dient als Formteil für die Silikonform, die im Vakuumgussverfahren entsteht. Für diesen Prozess arbeiten wir mit einem auf Rapid Prototyping spezialisierten Zulieferer zusammen. Im Folgenden beschreiben wir den grundsätzlichen Prozess des Vakuumgießens sowie dessen Vor- und Nachteile.

 

Herstellungsprozess eines Spritzgussteils beim Vakuum-Gießen

Zunächst wird aus der 3D-Modelldatei des gewünschten Produkts mit Hilfe eines 3D-Druckers ein Formteil hergestellt. Da die Oberfläche des Bauteils aus dem Drucker eine grobe Oberflächenstruktur aufweist, die in der Regel nicht erwünscht ist, wird die Oberfläche des Kunststoffteils entsprechend den Anforderungen des späteren Serienprodukts nachbearbeitet. Aus diesem Erstmuster kann nun eine Form aus Silikonkautschuk hergestellt werden, die als Spritzgusswerkzeug dient. Hier beginnt der eigentliche Prozess des Vakuumgießens.

Das Ausgießen der Silikonform erfolgt in einer Vakuumgießanlage, um Lufteinschlüsse im Gussteil zu vermeiden. Nur mit diesem Verfahren ist es möglich, kostengünstige Silikonformen in ausreichender Qualität für die Musterfertigung herzustellen. Das Formteil wird mit Kautschuk umgossen und härtet anschließend aus. Dieser Aushärtungsprozess kann durch Zusätze im Kautschuk oder durch Wärme beschleunigt werden. Zu beachten ist jedoch, dass Silikon beim Aushärten je nach Verfahren unterschiedlich stark schwindet, was zu Maßabweichungen des Gussteils führen kann.

Nach dem Aushärten der Silikonform wird das darin eingeschlossene Urmodell mit scharfen Schneidwerkzeugen entfernt, die Gummiform erhitzt und wieder geschlossen. Nun kann die Form zum Gießen der Teile verwendet werden. Sie wird mit flüssigem Kunststoff gefüllt, der in der Form aushärtet, entnommen und gegebenenfalls entgratet. Auf diese Weise kann die Silikonform bis zu 30 Mal zur Herstellung eines Musterteils verwendet werden.

 

Vor- und Nachteile des Vakuumgießens

  • Formen mit glatten Oberflächen können hergestellt werden

  • Qualität der Muster vergleichbar mit serienmäßig hergestellten Spritzgussteilen

  • Kostengünstige und kurzfristige Formenherstellung

  • Hohe Reproduktionsgenauigkeit

  • Vielfältige Gießharze verfügbar, die Serienkunststoffe simulieren

  • Integration von Form- und Normteilen wie Gewindebolzen in die Kunststoffteile während des Abgießens möglich

  • Schneller Verschleiß der Gussform (max. 30 Abgüsse)

  • Verarbeitungstemperatur des Gießmaterials muss durch die Silikonform realisierbar sein

 

Prototyping in unserem Haus

Um den Prototyping-Prozess so effizient wie möglich zu gestalten, setzen wir je nach Anforderung auf unterschiedliche Verfahren zur Musterproduktion. Dabei spielt der 3D-Druck für die Musterproduktion von Kunststoffteilen immer eine wesentliche Rolle. Auf Basis unserer 3D-Konstruktionsdaten lassen wir bei einem unserer ausgewählten Lieferanten Einzelteile im 3D-Drucker produzieren und auf Spritzgussqualität nachbearbeiten. Aus diesen Kunststoffteilen und den weiteren mechanischen, elektronischen und Verbindungskomponenten bauen wir dann bei uns im Haus das Erstmuster zusammen.

In vielen Fällen ist es sinnvoll, mehrere Musterexemplare anzufertigen, bevor über die Serienproduktion entschieden wird. Für kleine Musterserien und zur einfacheren Herstellung besonders glatter oder fein strukturierter Oberflächen bietet das 3D-Druckerzeugnis die Grundlage für eine Silikongussform. Mit dem Vakuumgießverfahren können kostengünstig mehrere gleiche Teile für die Musterproduktion hergestellt werden, bei denen eine aufwändige Nachbearbeitung der Oberflächen entfällt.

Unsere hauseigene Fräsmaschine ermöglicht uns eine schnelle und günstige Unsere hauseigene Fräsmaschine ermöglicht uns eine schnelle und kostengünstige mechanische Bearbeitung von Teilen für den Prototypenbau. Gerade große Teile, für die sich ein 3D-Druck oder Vakuumguss nicht mehr lohnt, können auf unserer CNC-Maschine einfach und kurzfristig bearbeitet werden. Daher ist dieses Verfahren unter anderem für Gehäuseteile eine sinnvolle Ergänzung unserer Möglichkeiten im Prototyping.

 

Vor- und Nachteile der CNC-Frästechnik

  • Kostengünstige und schnelle Anfertigung großer Teile

  • Unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Parametern und Werkzeugen bearbeitbar

  • Frästeile können durch Wiederholung des Fräsvorgangs beliebig vervielfältigt werden

  • CNC-Technologie ermöglicht sehr präzises Arbeiten und somit passgenaue Ergebnisse

  • Sehr kleine Teile mit komplexer Geometrie sind nur bedingt realisierbar

  • Oberflächenstruktur ist abhängig vom Fräswerkzeug

Der Einsatz von 3D-Scan-Technologien im eigenen Haus ermöglicht es uns, Geschwindigkeit, Präzision und Flexibilität in der Prototypenentwicklung zu kombinieren und unseren Kunden dabei zu helfen, ihre Produktideen schneller und mit Vertrauen in die Qualität umzusetzen. Durch den Einsatz von 3D-Scanning unterstützen wir Innovationen in jeder Entwicklungsphase, von den ersten Konzepten bis hin zu serienreifen Prototypen.

3D-Scannen ist eine innovative Technologie, die Form, Abmessungen und Oberflächendetails physischer Objekte erfasst und in präzise digitale Darstellungen umwandelt. Mit 3D-Scannern können wir ein hochauflösendes 3D-Modell des Objekts erstellen, unabhängig von seiner Komplexität.

 

Rapid Prototyping durch 3D-Scannen

Es gibt zwei Hauptaufgaben, für die wir 3D-Scanner in der Entwicklung und im Prototyping einsetzen.

3D-Scanner bieten eine beispiellose Genauigkeit bei der Erfassung der Abmessungen und Details eines Objekts und stellen sicher, dass jede Kurve, jede Kante und jedes Merkmal genau dargestellt wird. Aus diesem Grund verwenden wir 3D-Scanner, um die Qualität der gefrästen Teile zu überprüfen.

Das 3D-Scannen ermöglicht die schnelle Erfassung physischer Objekte in 3D-Daten, die später durch 3D-Druck in realistische Modelle umgewandelt werden.  Auf diese Weise können wir den Konstruktionsprozess vereinfachen und beschleunigen, wenn es darum geht, die Eingabelösungen in ein bestehendes System zu integrieren. Durch 3D-Scannen und anschließendes 3D-Drucken kann ein genaues Modell von bestehenden Teilen, für die keine 3D-Daten verfügbar sind, erstellt und als individuelle Körperteil in den Prototyp einbaut werden. Dieser Ansatz spart Zeit beim Prototyping, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen.