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Prototypen & Modellbau aus Hartschaum

Vom CAD-Modell zum greifbaren Prototyp — in Tagen statt Wochen. Wir fräsen Designmodelle, Gießereimodelle und Funktionsprototypen aus PUR-Hartschaum, Styropor® (EPS) und XPS. Für die Automobilindustrie, den Maschinenbau und die Gießereitechnik.

Vom CAD-Modell zum greifbaren Prototyp

In der Produktentwicklung, im Maschinenbau und in der Gießereitechnik brauchen Sie greifbare Modelle, und zwar schnell. Auf unseren 5-Achs-CNC-Anlagen fräsen wir Prototypen, Designmodelle und Gießereimodelle aus PUR-Hartschaum, EPS (Styropor®) und XPS (Styrodur®). Dichten von 15 bis 700 kg/m³ decken das gesamte Spektrum ab: vom leichten Anschauungsmodell bis zum hochbelasteten Werkzeugmodell.

Für Gießereimodelle und Sandgussmodelle setzen wir auf PUR-Hartschaum mit hoher Dichte: exzellente Oberflächen und Maßhaltigkeit über mehrere Abgüsse hinweg. Designmodelle für die Automobilindustrie oder den Maschinenbau fertigen wir mit Toleranzen bis ±0,1 mm. Schwindmaße, Bearbeitungszugaben und Formschrägen werden bereits in der CAD-Konstruktion berücksichtigt.

Falls nötig, übernehmen wir die komplette Datenaufbereitung und 3D-Konstruktion, auch nach Handskizze, Zeichnung oder physischer Vorlage. Einfache Prototypen sind in wenigen Tagen fertig, komplexe Modelleinrichtungen in 2–4 Wochen.

Anwendungsbereiche

  • Gießereimodelle, Sandgussmodelle und Lost-Foam-Modelle
  • Designstudien und Interieur-Prototypen für die Automobilindustrie
  • Architekturmodelle und Stadtmodelle im Maßstab
  • Urmodelle und Positivformen für den Werkzeugbau
  • Anschauungsmodelle für Messen, Showrooms und Präsentationen
  • Funktionsprototypen für Ergonomie- und Einbauprüfungen

Wir verarbeiten alle gängigen CAD-Formate: STEP, IGES, STL, SAT sowie native Formate aus SolidWorks, Inventor, CATIA, Siemens NX und AutoCAD. Für 2D-Konturen akzeptieren wir DXF- und DWG-Dateien.

Projektbeispiel

Vom CAD-Modell zum Gussteil

Ein typischer Ablauf in der Gießereitechnik: vom 3D-Datensatz über das CNC-gefräste Styropormodell bis zum fertigen Gussteil.

3D-CAD-Modell eines Fahrzeug-Formteils mit Bemaßung für den Werkzeugbau 1 — 3D-CAD-Konstruktion des Formteils
CNC-gefrästes Styropormodell einer Fahrzeugkarosserie für den Sandguss in der Gießerei 2 — CNC-gefrästes Styropormodell
Fertige Sandguss-Teile (Schneckengehäuse) gegossen mit CNC-gefrästem Styropormodell 3 — Fertiges Gussteil aus der Gießerei

Einsatzgebiete im Detail

Unsere CNC-gefrästen Modelle kommen in unterschiedlichsten Branchen zum Einsatz. Hier ein Überblick über die häufigsten Anwendungsfelder.

Gießereimodelle & Sandguss

Für den Sandguss fertigen wir CNC-gefräste Modelle und Kernkästen aus hochdichtem PUR-Hartschaum (ab 200 kg/m³). Diese Modelle halten den mechanischen Belastungen beim Einformen stand und sichern maßgenaue Abgüsse. Schwindmaße, Bearbeitungszugaben und Formschrägen werden bereits in der CAD-Konstruktion berücksichtigt. Auch mehrteilige Modelleinrichtungen mit Kernkästen, Modellplatten und Anschnittsystemen realisieren wir aus einem Guss. Das ist wirtschaftlicher als herkömmliche Holzmodelle und deutlich schneller verfügbar.

Automobildesign & Interieur

Designstudien, Sitzbock-Modelle und Interieur-Prototypen fräsen wir maßstabsgetreu aus Hartschaum. PUR-Blockmaterial erlaubt die Darstellung feiner Details wie Fugen, Radien und Oberflächentexturen. Durch 5-Achs-Simultanbearbeitung entstehen komplexe Freiformflächen ohne Nacharbeit. Die Modelle dienen der Design-Freigabe, Ergonomie-Erprobung oder als Messemuster. Falls gewünscht, beschichten wir die Oberfläche mit Polyurea oder GFK und lackieren in Wagenfarbe.

Architekturmodelle

Stadtmodelle, Gebäudestudien und Geländemodelle fräsen wir aus EPS oder XPS in Maßstäben von 1:1 bis 1:1000. Das geringe Materialgewicht macht auch großflächige Modelle leicht transportierbar. Topografische Konturen, Fassadenstrukturen und Gebäudegeometrien werden direkt aus Architekturdaten (BIM, Rhino, SketchUp) übernommen. Durch modularen Aufbau lassen sich auch Modelle mit mehreren Metern Kantenlänge realisieren.

Urmodelle & Werkzeugbau

Urmodelle bilden die Basis für den Formen- und Werkzeugbau. Aus PUR-Hartschaum hoher Dichte fräsen wir Positivformen, von denen GFK- oder Silikonformen abgenommen werden. Die homogene Materialstruktur sorgt für eine porenfreie, hochwertige Abformoberfläche. Auch Laminierformen, Tiefziehmodelle und Lehren fertigen wir CNC-gestützt, präziser und schneller als in handwerklicher Herstellung. Bei Serienwerkzeugen liefern wir das Urmodell inklusive Aufmaß.

Anschauungsmodelle & Messebau

Für Messen, Showrooms und Präsentationen fertigen wir dreidimensionale Modelle, Logos und Skulpturen in Überlebensgröße. Styropor (EPS-Hartschaum) ist das Material der Wahl: leicht, großformatig verfügbar und kostengünstig. Einzelteile bis 6,3 m fräsen wir am Stück; größere Objekte entstehen durch fugenlose Segmentbauweise. Die Oberfläche wird anschließend verspachtelt und lackiert oder mit einer Polyurea-Hartbeschichtung versehen, die das Modell kratz- und stoßfest macht.

Welches Material für welches Modell?

Die Wahl des richtigen Hartschaums entscheidet über Oberflächenqualität, Maßhaltigkeit und Belastbarkeit Ihres Modells. Auf unserer Materialien-Seite finden Sie den vollständigen Vergleich aller vier Kernmaterialien.

EPS (15–30 kg/m³)

Eignet sich für großformatige Anschauungsmodelle, Messeexponate und Architekturmodelle. Das geringe Gewicht und der günstige Preis machen es ideal für Objekte, bei denen die Oberfläche nachträglich veredelt wird.

XPS (30–45 kg/m³)

Bietet eine feinere, geschlossenzellige Struktur und höhere Druckfestigkeit als EPS. Empfehlenswert für Architekturmodelle mit feinen Details und Modelle, die eine bessere Fräsoberfläche ohne aufwendige Nacharbeit erfordern.

PUR-Hartschaum (80–700 kg/m³)

Das Premiummaterial im Modellbau. Das homogene, porenfreie Gefüge liefert höchste Fräspräzision und exzellente Oberflächenqualität. Für Designmodelle empfehlen wir Dichten von 100–200 kg/m³. Für Gießereimodelle setzen wir PUR ab 200 kg/m³ ein, das bringt die nötige Abriebfestigkeit beim Einformen in Sand.

EPP (20–90 kg/m³)

Zeichnet sich durch seine einzigartige Rückstellfähigkeit aus. Nach Verformung kehrt EPP nahezu vollständig in seine Ursprungsform zurück. Ideal für Funktionsprototypen im Automotive-Bereich, Crash-Absorber und wiederverwendbare Verpackungen.

Häufige Fragen zu Prototypen & Modellbau

Hier finden Sie Antworten auf die wichtigsten Fragen rund um CNC-gefräste Prototypen und Modelle.

Welche Toleranzen sind bei CNC-gefrästen Hartschaummodellen erreichbar?

Bei der 5-Achs-CNC-Fräsbearbeitung von Hartschaum erreichen wir je nach Material Toleranzen von ±0,1 mm bis ±0,5 mm. PUR-Hartschaum mit hoher Dichte (ab 300 kg/m³) erlaubt die engsten Toleranzen, während EPS aufgrund seiner Perlstruktur etwas gröbere Werte liefert. Für Gießereimodelle mit Schwindmaßberücksichtigung arbeiten wir standardmäßig mit ±0,2 mm. Die erreichbare Genauigkeit hängt neben dem Material auch von der Bauteilgeometrie und der gewählten Frässtrategie ab.

Welche CAD-Daten benötigen Sie für die Fertigung?

Wir verarbeiten alle gängigen 3D-Formate: STEP, IGES, STL, SAT sowie native Formate aus SolidWorks, Inventor, CATIA, Siemens NX und AutoCAD. Für 2D-Konturen akzeptieren wir DXF- und DWG-Dateien. Ideal sind geschlossene Volumenmodelle im STEP-Format. Sollten nur Handskizzen, Zeichnungen oder physische Vorlagen vorhanden sein, übernehmen wir die komplette 3D-Konstruktion und Digitalisierung. Bitte achten Sie darauf, dass Schwindmaße, Bearbeitungszugaben oder Teilungsebenen in den Daten vermerkt sind.

Wann sollte PUR statt EPS für Modelle verwendet werden?

PUR-Hartschaum ist die richtige Wahl, wenn höchste Oberflächenqualität, enge Toleranzen oder mechanische Belastbarkeit gefordert sind, etwa bei Gießereimodellen, Urmodellen oder Funktionsprototypen. PUR bietet ein homogenes, feines Gefüge ohne Perlstruktur und lässt sich in Dichten von 80 bis 700 kg/m³ einsetzen. EPS hingegen ist deutlich kostengünstiger, leichter und ideal für großformatige Anschauungsmodelle, Architekturmodelle oder Messeobjekte, bei denen die Oberfläche nachträglich verspachtelt und lackiert wird.

Welche Oberflächenqualität erreichen gefräste Modelle?

Direkt nach dem Fräsen weist PUR-Hartschaum eine sehr glatte, nahezu porenfreie Oberfläche auf, die sich problemlos schleifen und lackieren lässt. Bei EPS zeigt die Oberfläche materialbedingt die typische Perlstruktur, die durch Spachtelung und Grundierung vollständig geglättet werden kann. Für höchste optische Ansprüche stehen zusätzlich Polyurea-Beschichtung, GFK-Laminierung oder professionelle Lackierung zur Verfügung. Auch Oberflächen in Klasse-A-Qualität mit RAL-Farblackierung sind möglich.

Wie lange dauert ein typisches Modellbauprojekt?

Wie lange es dauert, hängt von Bauteilgröße, Komplexität und Oberflächenanforderungen ab. Einfache Modelle bis 1 m Größe fertigen wir in 3–5 Werktagen. Komplexe Gießereimodelle mit Kernkästen und Oberflächenveredelung benötigen 2–4 Wochen. Großformatige Architektur- oder Messemodelle mit mehreren Metern Abmessung planen wir mit 3–6 Wochen. Durch Segmentbauweise sind auch großformatige Objekte realisierbar. Eilaufträge sind nach Absprache möglich. Eine verbindliche Terminaussage erhalten Sie mit unserem Angebot.

Für welche Branchen fertigen Sie Prototypen und Modelle?

Unsere CNC-gefrästen Hartschaummodelle kommen in zahlreichen Industrien zum Einsatz: Gießereitechnik (Sandgussmodelle, Lost-Foam-Modelle), Automobilindustrie (Designstudien, Interieur-Modelle), Architektur (Stadtmodelle, Gebäudemodelle), Maschinenbau (Urmodelle für den Werkzeugbau), Messebau (Anschauungsmodelle, Dekorationselemente) sowie Film- und Theaterproduktion (Kulissen, Requisiten). Durch unsere jahrzehntelange Erfahrung kennen wir die spezifischen Anforderungen jeder Branche.

Referenzprojekte

Ausgewählte Projekte

CAD-Modell eines CNC-gefrästen Werkzeugbau-Formteils mit Bemaßung
CAD-Modell eines CNC-gefrästen Werkzeugbau-Formteils mit Bemaßung
CNC-gefrästes Styropormodell für den Sandguss in der Gießereiindustrie
CNC-gefrästes Styropormodell für den Sandguss in der Gießereiindustrie
Fertige Sandguss-Teile (Schneckengehäuse) — gegossen mit CNC-gefrästem Styropormodell
Fertige Sandguss-Teile (Schneckengehäuse) — gegossen mit CNC-gefrästem Styropormodell
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Carl-Heinz Schneppenheim — Geschäftsführer · chs@schneppenheim.com