Neue Produkte eröffnen Herstellern attraktive Marktchancen. Allerdings ist die klassische Produktentwicklung ein komplexer, langwieriger sowie riskanter Prozess. Glücklicherweise lässt sich dieser mit Rapid Prototyping (RP) optimieren. Wir skizzieren, wie das idealtypisch funktioniert und welche Vorteile sich für Hersteller ergeben. Zunächst aber wollen wir RP näher betrachten.
Die Themen im Überblick:
Was ist Rapid Prototyping genau?
Rapid Prototyping ist streng genommen keine einzelne Technik. Es handelt sich vielmehr um einen Sammelbegriff für bestimmte Technologien und Verfahren. Diese zielen darauf ab, dreidimensionale Prototypen schnell und kostengünstig herzustellen. Grundlage sind meistens digitale 3D-CAD-Daten.
Die schnelle Iteration von Designideen oder technischen Konzepten soll dabei in der Regel eine spätere Serienproduktion vorbereiten.
Oft kommen dabei Techniken zum Einsatz, bei denen das Auftragen von Materialien schichtweise erfolgt. Diese sind auch als additive Fertigungsverfahren bekannt. Besonders grosse Bedeutung haben in der Praxis in diesem Zusammenhang:
- 3D-Druck
- SLA (Stereolithografie)
- SLS (selektives Lasersintern)
Welches dieser Verfahren die beste Wahl ist, hängt vom jeweiligen Anforderungsprofil ab.
Dank RP: der schnelle Weg von der Idee bis zum fertigen Produkt
RP kommt im Rahmen der Produktentwicklung früher und umfassender zum Einsatz, als viele vermuten.
Um das zu verdeutlichen, skizzieren wir einen typischen Entwicklungsprozess.
1. Von der Idee zum Konzept mit Proof-of-Concept-Modellen
- Die Produktentwicklung beginnt mit einer Idee, die potenzielle Marktbedürfnisse und Zielgruppen berücksichtigt.
- Danach schliesst sich bereits die Konzeptphase an, in der nicht nur Skizzen, sondern auch Modelle entstehen.
Hier spielt RP erstmals eine Rolle – nämlich bei der Anfertigung erster Proof-of-Concept-Modelle. Diese sind oft vergleichsweise rudimentär gestaltet.
Das liegt daran, dass sie die Aufgabe haben, zunächst einmal nur die grundlegende Durchführbarkeit und Funktionsfähigkeit der Idee sowie des darauf aufbauenden Konzepts zu ermitteln.
Diese Modelle dienen dazu, die Machbarkeit und Marktattraktivität zu prüfen und Stakeholdern wie Investoren greifbare Beweise für das Potenzial der Idee zu liefern.
2. Die Validierung mithilfe von RP
Ist ein tragfähiges Konzept gefunden, beginnt die eigentliche Prototyping-Phase. Dabei gilt es zunächst, das optimale Fertigungsverfahren auszuwählen. Ist dieses gefunden, erfolgt die schichtweise Fertigung.
Ziel ist es dabei, funktionale Prototypen zu schaffen, die den Anforderungen des Endprodukts nahekommen.
In Validierungsphasen gilt es nun, Aspekte wie Design, Ergonomie und Funktionalität zu testen und sicherzustellen, dass vorab definierte Anforderungen, Spezifikationen und Zielsetzungen erfüllt sind.
3. Iterationen mit RP
Zeigen sich in den Validierungsphasen Schwachstellen, gilt es, Designs oder Funktionalitäten und möglicherweise sogar Konzepte und Ideen zu modifizieren.
Auf dieser Grundlage erfolgt die Erstellung optimierter Prototypen mittels RP. Der Vorgang wiederholt sich, bis die Ergebnisse zufriedenstellend ausfallen.
4. Technische Prototypen mit RP
Je nachdem, wie komplex das zu entwickelnde Produkt ist und wie gross die Originaltreue der bisherigen Prototypen ausfällt, existiert noch eine weitere Zwischenstufe. Dabei handelt es sich um sogenannte technische Prototypen. Diese stellen eine fortgeschrittene Entwicklungsstufe des jeweiligen Produkts dar.
Diese funktionsfähigen Prototypen verbinden die wichtigsten technischen und funktionalen Komponenten des Produkts.
Hier folgen weitere Tests unter möglichst realen Bedingungen. Fallen hier Schwachstellen auf, beginnt der skizzierte Zyklus mit weiteren Test- und Validierungsphasen von vorne.
5. Der Übergang zur Produktion
Bestehen die Prototypen alle Tests, steht die finale Produktionsfreigabe an. Auch hier finden teilweise noch RP-Prozesse statt.
So kommt es vor, dass möglichst seriennahe Modelle entstehen, um Produktionsprozesse zu optimieren oder Toleranzen zu verfeinern.
6. Der Schritt zur Marktreife
Gleichzeitig überzeugen sie potenzielle Kunden durch ihre Greifbarkeit und Originaltreue.
Die wichtigsten Vorzüge von Rapid Prototyping im Überblick
- Ergebnisoptimierung
- Fehlerminimierung
- Flexibilität
- Kosteneffizienz
- Geschwindigkeit
- Greifbarkeit
- Materialvielfalt
- Originaltreue
- Produkt- bzw. Produktionsqualität
- Risikominimierung
- Vielfältige Einsetzbarkeit
Ergebnisoptimierung
RP ermöglicht es, Entwicklungsprozesse und Produkte, die sich in der Entwicklungsphase befinden, kontinuierlich zu verbessern.
Das gelingt vor allem durch die Umsetzung von iterativen Änderungen auf Basis von Feedback in mehreren Validierungsphasen. So lassen sich Schwachstellen präzise identifizieren. Dies führt zu Produkten, die sowohl funktional als auch ästhetisch optimiert sind und den Anforderungen des Marktes besser entsprechen.
Fehlerminimierung
Einer der grössten Vorteile von RP ist die Möglichkeit, Fehler in frühen Entwicklungsphasen zu erkennen und zu korrigieren.
Funktions- und Belastungstests an physischen Modellen ermöglichen es, Schwachstellen zu lokalisieren, bevor sie hohe Kosten in der Produktion verursachen. Das minimiert die Wahrscheinlichkeit für mangelhafte Produkte und kostspielige Rückrufaktionen nach der Markteinführung.
Flexibilität
RP bietet eine aussergewöhnliche Flexibilität. Änderungen am Design lassen sich hier nämlich besonders einfach umsetzen.
So können Entwickler verschiedene Designansätze ausprobieren und sofort evaluieren. Diese Flexibilität erleichtert es auch, sich an wechselnde Anforderungen des Marktes oder der Zielgruppe anzupassen.
Geschwindigkeit
Dank moderner Technologien lassen sich mit RP Modelle innerhalb weniger Tage oder Stunden erstellen.
Diese Schnelligkeit beschleunigt den gesamten Entwicklungsprozess erheblich und verkürzt die Zeit bis zur Marktreife. Das ist oft ein entscheidender Wettbewerbsvorteil gegenüber Konkurrenten und ermöglicht die Abschöpfung von Überrenditen bei wenig preissensitiven Nachfragern.
Greifbarkeit
RP liefert immer ein greifbares Modell. Das ist ein wichtiger Vorzug.
Denn ein physischer Prototyp vermittelt ein besseres Verständnis für das Produkt als ein digitales Modell.
Kunden, Investoren oder Partner können das Produkt dadurch direkt erleben, seine Funktionen prüfen und gegebenenfalls Verbesserungsvorschläge äussern.
Kosteneffizienz
Mit RP senken Unternehmen gleich in mehrfacher Hinsicht ihre Kosten. So erhalten sie bereits für wenig Geld und ohne grosse Vorabinvestition aussagekräftige Prototypen.
Gleichzeitig lassen sich mit minimalem finanziellem Aufwand in der Prototyping-Phase potenzielle Fehler beheben oder Anpassungen vornehmen. Zudem ist RP durch Innovationen und Effizienzsteigerungen in den letzten Jahren immer kostengünstiger geworden.
Materialvielfalt
Im Rahmen von RP lassen sich eine Vielzahl von Materialien nutzen.
Das reicht von unterschiedlichen Kunststoffen und Metallen bis zu speziellen Verbundwerkstoffen. Je nach dem spezifischen Anforderungsprofil ist es so möglich, Materialeigenschaften wie Flexibilität, Härte oder Transparenz zu simulieren.
Dies ermöglicht es, Prototypen zu erstellen, die den Materialeigenschaften des Endprodukts sehr nahekommen.
Originaltreue
Die hohe Präzision moderner RP-Verfahren sorgt dafür, dass Prototypen dem finalen Produkt in Bezug auf Form, Funktion und Materialeigenschaften stark ähneln.
Diese Originaltreue erleichtert es, Designentscheidungen zu treffen und das Produkt unter realistischen Bedingungen zu testen. Das wiederum stellt sicher, dass Endprodukte den Erwartungen der Entwickler sowie der Zielgruppe entsprechen.
Produkt- bzw. Produktionsqualität
Nicht nur die Produktionsqualität der Prototypen hat in den letzten Jahren durch verbesserte RP-Techniken sukzessive zugenommen. Auch die Produktqualität profitiert von RP.
Denn die iterative Entwicklung und umfassende Tests steigern die Qualität des Endprodukts deutlich. So lässt sich praktisch jedes Detail immer weiter qualitativ verbessern – von der Benutzerfreundlichkeit über die Ergonomie bis zur Haltbarkeit des Produkts.
Risikominimierung
Die Entwicklung von neuen Produkten ist oft riskant. RP minimiert die Risiken, die mit der Markteinführung eines unzureichend getesteten Produkts verbunden sind. Die Möglichkeit, bei funktionsfähigen Prototypen umfassende Tests in mehreren Validierungsphasen durchzuführen, sorgt dafür, dass sich technische, funktionale und ästhetische Mängel frühzeitig entdecken lassen.
Dies schafft wiederum Sicherheit für Unternehmen und verhindert auch einen potenziellen Imageschaden durch Produktmängel.
Vielfältige Einsetzbarkeit
Die Technik ist auch in einer Vielzahl von Bereichen einsetzbar. Das reicht von der Automobil- und Luftfahrtindustrie bis hin zu Konsumgütern und Medizinprodukten.RP unterstützt dabei sowohl einfache Designprojekte als auch komplexe technische Entwicklungen.
Fazit: Rapid Prototyping kann für Unternehmen den Unterschied machen
RP ist eine Schlüsseltechnologie in der modernen Produktentwicklung. Diese lässt sich gleich in mehreren Phasen des Produktentwicklungsprozesses einsetzen. Zudem hilft sie dabei, bessere Produkte zu günstigeren Preisen zu realisieren. Dafür benötigen Unternehmen allerdings einen kompetenten Partner. Dieser muss nicht nur die nötige Technik bereitstellen, sondern auch über das erforderliche Know-how und Erfahrung im Bereich RP verfügen. Dann steht Fortschritten bei der Produktentwicklung nichts mehr im Wege.
© kmu-marketing-blog.ch, 20.11.2024, Autorenteam
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