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Fallstudie

Fortschrittliches Prototyping und Produktvalidierung mit der PolyJet™-Technologie bei Jones Plastic


Stratasys ToughONE Material prototype by Jones Plastics
Jones Plastics Logo

Customer

Jones Plastics

Headquarters

Louisville, Kentucky, USA

Industry

Custom Injection Molding

Employees

2,500+

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Die Herausforderung 

Jones Plastic and Engineering mit Hauptniederlassung in Louisville, Kentucky, ist ein führendes Unternehmen für kundenspezifischen Spritzguss mit sechs Standorten in den Vereinigten Staaten und Mexiko. Das Unternehmen bedient Branchen wie die Automobilindustrie, die Haushaltsgeräteindustrie, die Energiespeicherbranche und den Powersport und bietet umfassende Leistungen für die Produktentwicklung, von der Konstruktion und Simulation bis hin zum Prototyping, Gießen und der Montage. Für Jones Plastic spielt das Prototyping eine entscheidende Rolle dabei, Kunden dabei zu unterstützen, von frühen Konzepten zu serienreifen Teilen zu gelangen. Viele Kunden des Unternehmens müssen Entwürfe validieren, bevor sie sich auf teure Werkzeuge im Werkzeugbau festlegen, doch herkömmliche Prototyping-Methoden bieten nicht immer das Maß an Realismus, Detailtreue oder Leistungsfähigkeit, das für fundierte Entscheidungen erforderlich ist.

Jones Plastic ToughONE Drill Prototype

CAD-Renderings können zwar die Absicht eines Entwurfs veranschaulichen, vermitteln jedoch möglicherweise nicht vollständig das Aussehen des Endprodukts, einschließlich Farbe, Textur, Oberflächenbeschaffenheit oder Transparenz. In anderen Fällen müssen Kunden zunächst verstehen, ob ein Bauteil die erforderliche funktionale Leistung – einschließlich Flexibilität oder Langlebigkeit – erbringen kann, bevor sie den nächsten Schritt gehen. Ohne einen realistischen physischen Prototyp können sich Designentscheidungen verzögern, die Entwicklungskosten steigen und das Risiko von Änderungen in späten Phasen zunehmen.

Jones Plastic wollte seine firmeninternen Prototyping-Kapazitäten ausbauen, damit Kunden Prototypen früher, klarer und mit größerer Sicherheit bewerten können.

Um die Lücke zwischen Konzept und Produktion zu schließen, integrierte Jones Plastic die Stratasys PolyJet™-Technologie in sein firmeninternes 3D-Prototyping-Labor und nutzt den Stratasys J826™-Drucker zur Herstellung hochrealistischer, funktionsfähiger Vollfarb-Prototypen. Das Unternehmen entwickelte einen digitalen Workflow, der 3D-CAD, KeyShot-Rendering, 3MF-Dateien und den PolyJet-3D-Druck miteinander verbindet. Dies ermöglicht es Jones Plastic, digitale Entwürfe in physische Teile umzusetzen, die dem beabsichtigten Endprodukt besser entsprechen. Mit PolyJet kann das Team Prototypen mit Vollfarbdruck, Textur, Transparenz und feinen Details herstellen sowie starre und Soft-Touch-Materialien in einem einzigen Druck kombinieren. Derselbe Workflow unterstützt auch anspruchsvollere Anforderungen an das funktionale Prototyping. Jones Plastic nutzt Pantone-Farbabstimmungs-Workflows mit KeyShot und Spektralphotometern sowie 3D-Scannen und Reverse Engineering für eine präzise Reproduktion. Für das funktionale Prototyping verwenden sie fortschrittliche Materialien wie PolyJet ToughONE™.

Zusammen ermöglichen diese Funktionen es Jones Plastic, das Prototyping nicht als eigenständigen Schritt, sondern als integrierten Bestandteil der Produktvalidierung zu nutzen.

Jones Plastics rapid prototype using Stratays PolyJet ToughONE

Die Lösung

Um die Lücke zwischen Konzept und Produktion zu schließen, integrierte Jones Plastic die Stratasys PolyJet™-Technologie in sein firmeninternes 3D-Prototyping-Labor und nutzt den Stratasys J826™-Drucker zur Herstellung hochrealistischer, funktionsfähiger Vollfarb-Prototypen. Das Unternehmen entwickelte einen digitalen Workflow, der 3D-CAD, KeyShot-Rendering, 3MF-Dateien und den PolyJet-3D-Druck miteinander verbindet. Dies ermöglicht es Jones Plastic, digitale Entwürfe in physische Teile umzusetzen, die dem beabsichtigten Endprodukt besser entsprechen. Mit PolyJet kann das Team Prototypen mit Vollfarbdruck, Textur, Transparenz und feinen Details herstellen sowie starre und Soft-Touch-Materialien in einem einzigen Druck kombinieren. Derselbe Workflow unterstützt auch anspruchsvollere Anforderungen an das Prototyping. Jones Plastic nutzt Pantone-Farbabstimmungs-Workflows mit KeyShot und Spektralphotometern sowie 3D-Scannen und Reverse Engineering für eine präzise Reproduktion. Für das funktionale Prototyping verwenden sie fortschrittliche Materialien wie PolyJet ToughONE™.

Zusammen ermöglichen diese Funktionen Jones Plastic, das Prototyping nicht als eigenständigen Schritt, sondern als integrierten Bestandteil der Produktvalidierung zu nutzen.

Vertrauen schaffen durch realistische Prototypen

Eine wichtige Anwendung der PolyJet-Technologie bei Jones Plastic ist die Herstellung realistischer, präsentationsreifer Teile, die Kunden helfen, sich ihre Endprodukte besser vorzustellen. Dies ist besonders wertvoll, wenn ein Rendering allein nicht ausreicht, um eine Entscheidung zu treffen.

In einem Fall musste sich ein Kunde zwischen mehreren Farboptionen entscheiden. Anstatt sich nur auf Renderings zu verlassen, fertigte Jones Plastic einen physischen Prototyp unter Verwendung von Pantone 644C an. Das Team erstellte zudem eine strukturierte Plakette mithilfe von KeyShot und der PolyJet-Technologie und optimierte anschließend die Farbgenauigkeit mit einem Spektralphotometer. 

Das Ergebnis war eine erfolgreiche Farbanpassung, die den Wert physischer Prototypen im Entscheidungsprozess des Kunden unter Beweis stellte. Indem Jones Plastic dem Kunden eine greifbare, farbgenaue Darstellung des Produkts lieferte, ermöglichte das Unternehmen ein schnelleres und sichereres Feedback.

Erweiterung von visuellen Modellen zur funktionalen Validierung 

Jones Plastic nutzt die PolyJet-Technologie auch zur Unterstützung des funktionalen Prototypenbaus. Während Standard-PolyJet-Materialien wie Vero® und Digital-ABS-Material für viele Anwendungen wertvoll sind, erfordern einige Prototypen zusätzliche Haltbarkeit und Flexibilität für Testzwecke. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, setzte Jones Plastic auf PolyJet ToughONE, ein flexibles und schlagfestes Material.

Bei einer Sportartikelanwendung benötigte ein Kunde einen Funktionsprototyp eines rahmenbasierten Produkts. Erste Drucke mit Vero und Digital-ABS erfüllten die Leistungsanforderungen für die Anwendung nicht. Durch den Einsatz von PolyJet ToughONE konnte Jones Plastic den Funktionsprototypen firmenintern herstellen und den endgültigen Prototypen anschließend entsprechend den Spezifikationen des Kunden lackieren. Dadurch konnte das Unternehmen die Notwendigkeit von Funktionsprototypen aus der Auslagerung beseitigen, Entwicklungszeit und -kosten reduzieren und Tests unter realen Bedingungen bereits in einer früheren Phase des Entwicklungszyklus ermöglichen.

Jones Plastics Golf Divot Tool
Jones Plastics 3D printed ToughONE Tab logo

Auswirkungen

Durch die Integration der Stratasys PolyJet-Technologie in seinen Prototyping-Workflow hat Jones Plastic seine Fähigkeit gestärkt, Kunden bei der Validierung von Produkten zu unterstützen, bevor diese in den Werkzeugbau und die Produktion gehen. Das Unternehmen kann nun sowohl visuelle als auch Funktionsprototypen firmenintern / eigenen Prototypen herstellen, was die Kommunikation mit den Kunden verbessert und schnellere Design-Iterationen ermöglicht. Vollfarbige, multimateriale und texturierte Prototypen helfen Kunden dabei, besser zu verstehen, wie Endprodukte aussehen und sich anfühlen werden, während funktionale Materialien wie PolyJet ToughONE das Prototyping auf die Leistungsvalidierung ausweiten. Für Jones Plastic ist PolyJet zu einem entscheidenden Werkzeug geworden, um eine präzisere, effizientere und kundenorientiertere Unterstützung bei der Produktentwicklung zu bieten. Von farbgetreuen Ausstellungsmodellen bis hin zu Funktionsprototypen hilft PolyJet dabei, Produkte schneller in die Produktion zu bringen.