Sind Designänderungen in der Prototypenphase möglich?
Ja, Designänderungen sind in der Prototypenphase nicht nur möglich, sondern werden insbesondere in industriellen Anwendungen erwartet, in denen Funktionalität, strukturelle Integrität und Herstellbarkeit streng validiert werden müssen. Das Prototyping bietet eine kontrollierte Umgebung, um Geometrie des Bauteils, Materialauswahl und Maßtoleranzen zu testen und zu verfeinern, bevor in permanente Werkzeuge investiert wird. Bei Neway unterstützen wir iterative Designanpassungen durch agile Prototyping-Methoden wie Urethan-Guss, Sandguss, 3D-gedruckte Muster und Soft-Tooling für Druckguss in kleinen Serien.
Der ingenieurtechnische Zweck von Prototypen-Iterationen
Trotz hochauflösender CAD-Modellierung und FEA-Simulation zeigen physische Prototypen häufig reale Leistungsprobleme, die sonst nur schwer vorherzusagen sind. Dazu können gehören:
Unzureichende Wandstärke (<2 mm bei Aluminium A380 Bauteilen), was zu unvollständiger Füllung oder Verzug führt
Montagekollisionen aufgrund von Toleranzaufsummierung oder nicht berücksichtigten Befestigungselementen
Lokalisierte Spannungsspitzen, die durch Ermüdungstests oder Fallversuche identifiziert werden
Neigung zu Oberflächenfehlern während der Pulverbeschichtung oder des Eloxierens
Branchenstandards wie ISO 8062 (für Gusstoleranzen) und ISO 2768 (für allgemeine Bearbeitung) definieren zulässige Grenzen während der Designvalidierung, doch sind Anpassungen oft notwendig, wenn das reale Bauteilverhalten bewertet wird.
Flexibilität von Designänderungen nach Verfahren
Prototyping-Methode | Flexibilität bei Änderungen | Reaktionszeit für Designänderungen | Empfohlene Anwendungen |
|---|---|---|---|
3D-Druck (Kunststoff/Harz) | Sehr hoch | Gleicher Tag bis 2 Werktage | Mastermuster-Erstellung, visuelle Mock-ups, Passformtests |
Urethan-Guss | Hoch (durch Austausch des Mastermodells) | 3–5 Werktage | Gering belastete Gehäuse, schnelle Konzeptvalidierung |
Sandguss | Mittel–hoch | 5–10 Werktage (Muster- oder Kernneudruck) | Komplexe Aluminium- oder Bronzegeometrien, mechanische Tests |
Druckguss in kleinen Serien | Mittel | 1–2 Wochen (Änderung von Werkzeugeinsätzen) | Vorserienvalidierung, Feldtest-Chargen |
Diese Technologien ermöglichen es Neway, Änderungen schnell umzusetzen – oft ohne vollständigen Werkzeugersatz. So kann zum Beispiel die Anpassung von Entformungsschrägen von 0,5° auf 2° die Entformung deutlich verbessern und die Werkzeuglebensdauer verlängern, bei minimalem Einfluss auf die Bauteilfunktion.
Häufige Arten von Designänderungen im Prototyping
Optimierung der Wandstärke: Eine Anpassung von 1,5 mm auf ≥2,5 mm bei Aluminium-Druckgussteilen (z. B. A380 Legierung) verbessert die Formfüllung und das thermische Verhalten.
Einfügen von Radien: Das Hinzufügen von Radien von 1,5–3 mm reduziert den Spannungskonzentrationsfaktor (Kt) in eckbelasteten Bereichen um bis zu 40 %.
Überarbeitung von Rippenstrukturen: Die Anpassung des Verhältnis Höhe zu Dicke auf etwa 3:1 erhöht die Steifigkeit, ohne Einfallstellen zu verursachen.
Anpassung der Entformungsschrägen: Eine Erhöhung von 0,5° auf 1,5° gemäß ISO 1302 fördert eine bessere Werkzeugentformung bei Zinkdruckgussteilen aus Zamak 5.
Verfeinerung von Toleranzen: Übergang von ±0,3 mm (ISO CT7) zu ±0,1 mm (CT6) für bearbeitete Schnittstellen, die eine CNC-Nachbearbeitung erfordern.
Abhängig von den Ergebnissen aus Umwelt- und Temperaturtests können Designiterationen außerdem Funktionen wie Kabelaufnahmen, Druckentlüftungsöffnungen oder Kühlrippen für die Wärmeabfuhr integrieren.
Ingenieurtechnische Zusammenarbeit während des gesamten Iterationszyklus
Das Engineering-Team von Neway bietet durchgehende Unterstützung während des Prototypen- und Änderungsprozesses, darunter:
DFM-Reviews (Design für Guss und Bearbeitbarkeit), abgestimmt auf ISO 8062 und DIN EN 1706
Simulationsbasierte Anschnitt- und Flussoptimierung, insbesondere bei dünnwandigen Aluminiumbauteilen (<3 mm)
Strategien für Oberflächenfinish, abgestimmt auf das spätere Beschichtungsverfahren (z. B. Rz ≤ 10 µm für Eloxieren)
Beratung zur Materialkompatibilität für strukturelle, leitfähige oder korrosionsempfindliche Bauteile
Diese Dienstleistungen stellen sicher, dass Prototypen nicht nur die Geometrie validieren, sondern auch als funktionsfähige Modelle für die Serienfertigung dienen.
Fallstudie: Iterative Modifikation für einen Druckguss-Leuchtrahmen
Ein Kunde, der ein wetterfestes LED-Gehäuse entwickelte, fertigte zunächst 10 Teile per Urethan-Guss, um die mechanische Montage zu bewerten. Basierend auf Rückmeldungen aus dem Feld passte Neway die Länge der Lüftungsschlitze an, fügte M4-Boss-Einsätze hinzu und überarbeitete die inneren Stützrippen. Innerhalb von 7 Arbeitstagen wurden aktualisierte Mastermodelle gedruckt und neue Silikonformen abgegossen. Nach der Validierung wurde das Design auf AlSi12 Aluminium-Druckguss in kleinen Serien für korrosionsbeständige Vorserienteile umgestellt.
Dieser Zyklus aus Testen, Überarbeiten und Validieren ermöglichte es dem Kunden, ohne Verzögerung oder Werkzeugverschrottung in die Zertifizierungsprüfung zu gehen.
Fazit
Designänderungen sind in der Prototypenphase nicht nur möglich, sondern entscheidend. Die integrierte Prototyping-Plattform von Neway ermöglicht eine schnelle, datenbasierte Designentwicklung – ganz gleich, ob Sie Maßanpassungen, mechanische Verbesserungen oder Oberflächenoptimierungen vornehmen. Unsere flexiblen Prozesse – gestützt auf Branchenstandards und Praxistests – stellen sicher, dass Ihr finales Design funktional optimiert, fertigungsgerecht und marktreif ist.
