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Das Foam Reaction Prototyping (FRP)

CNC-gesteuerte Erzeugung von Modellen in XXL-Format

  1. EinsZuEins Herbák 1:1 Prototyping Herbák GmbH

Abstract

Das FRP-Verfahren ist eine neuentwickelte Technologie, die andere Verfahren des Prototypenbaus bzw. der Prototypenerzeugung an Präzision, Schnelligkeit und Rentabilität um ein Vielfaches übertrifft. Generell verringert sich damit der Zeitrahmen von der Idee bis zum fertigen Modell (time-to-market) dramatisch.

Keywords

2. Das FRP-Verfahren

Bei diesem patentierten Verfahren bewegt eine Portalfräsmaschine einen neuentwickelten Mischkopf entlang einer Bahn, die aus dem virtuellen Modell durch Schichtenbildung (Slicing) abgeleitet ist. Der Modellkörper wird kontinuierlich aus PU-Schaum lagenweise aufgebaut. Das aufschäumende Material erzielt dabei mit geringem Materialeinsatz einen hohen Volumenzuwachs. PU-Schaum ist im Gegensatz zu EPS (Polystyrol) wesentlich temperaturbeständiger, das ist zwingend erforderlich wenn anschließend eine 2- Komponenten-Paste als Abschlußschicht aufgetragen werden soll.

Beim Schäumen des PU-Kerns entstehen an dessen äußerer Kontur verfahrensbedingt Toleranzen von einigen Zentimetern. Um diese Ungenauigkeit zu beseitigen, sind Folgeschritte erforderlich. Zur Herstellung geometrisch exakter 1:1 Modelle sind grundsätzlich zwei Strategien möglich:

Das Grundmodell wird mit Übermaß erzeugt, anschließend gemäß den virtuellen Oberflächendaten überfräst und eventuell versiegelt.

Das Grundmodell wird mit Untermaß gefertigt und danach mit einer 2K-Modellbaupaste beschichtet. Der auf diese Weise erzeugte konturnahe Rohling wird schließlich überfräst und erhält somit seine endgültige Form. Für diese Strategie ist eine 5-Achs Kinematik notwendig.

Im Verbund mit der Aussenbeschichtung entsteht aus dem Hartschaumkern eine Sandwich-Konstruktion hoher Formstabilität und hinreichender Oberflächenhärte. Diese Eigenschaft ist oft erwünscht, damit der Körper mit einer Messmaschine überprüft werden kann, respektive eine lackierfähige Oberfläche entsteht.

Mit dem entsprechenden Werkzeugwechselsystem können diese Teilschritte von derselben Portalfräsmaschine in einer Aufspannung abgearbeitet werden.

Abb.1: Der FoamJet generiert CNC-gesteuert Modelle aus PU-Hartschaum

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