Prototyping

Eine ideale Umgebung für das Prototyping

Unsere Hochschule betreibt drei FabLabs an den beiden Campus-Standorten und bietet verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung von Prototypen oder lebensfähigen Mindestprodukten (MVP).

Ein FabLab (Fabrication Laboratory) ist ein offener Raum, der mit einer Standardausrüstung an Maschinen, Geräten und Materialien ausgestattet ist und in dem Menschen aus allen Gesellschaftsschichten mit Experten zusammenkommen können. Hier werden Ideen ausgetauscht, entworfen und hergestellt. Die FabCommunity ist ein internationales Netzwerk von mehr als 400 Werkstätten, die sich mit ihren Ideen und Erfahrungen in der digitalen Fertigung austauschen.

Voraussetzungen für eure Prototyping-Aktivitäten

Startpunkt: Eure Idee

Obwohl der Prototyping-Prozess je nach Ansatz, Maschine und Material unterschiedlich ist, beginnt alles mit eurer Produktidee. Unabhängig von der Idee oder eurem Produkt werdet ihr verschiedene Prototyping-Schritte durchlaufen, bis ihr schließlich euer MVP (Minimum Viable Product) herstellen und testen könnt. StartGlocal kann eure Prototyping-Aktivitäten im Rahmen unseres Business-Coachings oder bei unseren Veranstaltungen unterstützen.

Der Begriff Prototyping bedeutet nicht, dass immer nur physische Geräte entwickelt werden. Er umfasst auch "virtuelle" Prototypen wie z. B. Websites oder Software. Der erste Schritt in eurem Prozess besteht darin, geeignete Werkzeuge auszuwählen, die für den Entwurf und die Entwicklung eures Prototypen verwendet werden.

Häufig verwendete Maschinen für die digitale Fertigung

Bei digitalen Fertigungsverfahren wie dem (2D) Laserschneiden, Fräsen und 3D Druck steuert ihr die Maschine, indem ihr eine Datei bereitstellt, die eine eher technische Darstellung des Entwurfs oder der Geometrie enthält. Entweder die Maschine selbst oder ein spezieller Softwarekonverter verarbeitet die Eingabedatei und erzeugt die erforderlichen Befehle für die Motoren und andere Manipulatoren wie Laser oder Fräsköpfe.

Laserschneider, CNC-Fräsen

Für das 2D Laserschneiden wird in der Regel eine SVG-Datei (skalierbare Vektorgrafik) erstellt, die Informationen über die Formen enthält, die ihr aus dem Material ausschneiden oder in die ersten Millimeter der Oberfläche (z. B. Acrylglas oder Holz) gravieren möchtet. In den meisten Fällen werden diese 2D Formen durch gebogene oder gerade Linien definiert, die entweder gefüllt oder umrandet werden können. Es sind aber auch komplexere Formen möglich. Der Laser oder die CNC-Fräse ist in der Lage, das durch diese zweidimensionalen Pfade definierte Material zu entfernen/gravieren.

3D Drucker

Beim 3D Druck ist das Verfahren anders, da ihr eine sogenannte STL-Datei vorbereiten müsst, die die vollständige, dreidimensionale Geometrie enthält. Mit einer speziellen Software wird die dreidimensionale Geometrie in einzelne zweidimensionale Schichten zerlegt, um Start- und Endpositionen, Geschwindigkeiten und Koordinaten für die drei verschiedenen Motoren des 3D Druckers zu berechnen. Ein Algorithmus erstellt dabei eine präzise Zeitleiste, die festlegt, wann sich der Druckkopf an welcher Stelle im dreidimensionalen Raum befindet und wie schnell er zu diesem Zeitpunkt sein soll. Außerdem legt er fest, zu welcher Zeit welches Material aufgetragen werden soll. Der Drucker arbeitet schließlich auf der Grundlage der kompilierten Version eurer Geometrie. Dieser Prozess geschieht Schicht für Schicht, beginnend von ganz unten bis hinauf zur Spitze der Geometrie.

Hardware und Software für euer Prototyping

Die folgende Liste gibt einen Überblick über die Hardware und Software, die in unseren HSRW FabLabs üblicherweise verwenden werden. Da sich Geräte, Werkzeuge, Methoden, Hardware und Software ständig ändern, wird diese Liste niemals vollständig sein.

• 2D Layout und Design: Inkscape

• 3D CAD (computer aided design): Fusion 360, Solidworks, FreeCAD, OpenSCAD

• (embedded) Softwareentwicklung: Atom, Visual Studio Code, VSCodium, Xcode (macOS), Arduino IDE, PlatformIO, Git

• Elektronik Entwicklung: Arduino, Tinkerforge

• 3D Drucker: Ultimaker, Cura (software), Ender