Prototypenfräsen ist ein maschineller Produktionsprozess, der verwendet wird, um Prototypen für Designprojekte zu konstruieren. Der Prozess umfasst das Schneiden eines Prototypmodells aus verschiedenen Materialien mit einer dreidimensionalen CNC-Fräsmaschine. Diese Maschinen bestehen aus einem Hochgeschwindigkeits-Maschinenkopf, der dreidimensionale Bewegungen ausführen kann und mit einem Spannfutter ausgestattet ist, in das eine Reihe von Schneidwerkzeugeinsätzen eingesetzt werden. Der Kopf bewegt sich über einen Block Modellmaterial und entfernt nach und nach Schichten davon, bis der fertige Prototyp sichtbar wird. Der Prototypenfräsprozess wird durch eines von verschiedenen Computer Aided Design (CAD)-Programmen gesteuert, auf denen das Designteam ein digitales Modell des Prototyps erstellt hat.
Prototyping ist ein Produktdesignprozess, bei dem Modelle eines vorgeschlagenen Produkts vor der endgültigen Abnahme des Produkts konstruiert werden. Dies ist ein kritischer Teil des Designprozesses, der während der Entwicklung des Produkts viel Zeit und Geld sparen kann. Prototypmodelle werden so gebaut, dass sie unterschiedliche Funktionalitäten aufweisen, sodass Designer das Produkt bewerten und es Investoren und dem Zielmarkt vorführen können. Prototypenfräsen ist eines der Prozesse, die häufig verwendet werden, um diese Modelle herzustellen. Es ist als subtraktives Modellierungsverfahren bekannt, bei dem Material von einem Block des Modellierungsmediums entfernt oder abgezogen wird, um das Modell zu erzeugen.
Der Prototypen-Fräsprozess wird von hochentwickelten dreidimensionalen CNC-Fräsmaschinen durchgeführt, die von CAD-Programmen gesteuert werden. Der Prozess beginnt mit der Entwicklung eines dreidimensionalen digitalen Computermodells des Produkts. Dieses Modell wird von einer hochentwickelten CNC-Fräsmaschine als Karte verwendet, um seine Bewegung während des Fräsprozesses zu steuern. Die Maschinen verfügen über agile Maschinenköpfe, die Hochgeschwindigkeits-Schneidmeißel antreiben, die dem Profil des Computermodells getreu folgen und langsam Schichten von einem Block aus Modelliermaterial abschneiden, um den fertigen Prototyp freizugeben.
Die zum Fräsen von Prototypen verwendeten Materialien variieren, umfassen jedoch typischerweise verschiedene Typen von Epoxidharz, hochdichtem Schaumstoff oder Metallen. Auch bei der Herstellung von Prototypen kommen Holz und speziell gestaltete Laminatplatten zum Einsatz. Die Wahl des Modellierungsmaterials hängt im Allgemeinen vom beabsichtigten Detaillierungsgrad und der Funktionalität ab, die der Prototyp aufweisen soll. In einigen Fällen wird das gefräste Produkt überhaupt nicht als Prototyp verwendet, sondern eher als positiver Stopfen, um genaue Formen herzustellen, die zur Herstellung hochwertiger Gussteile des endgültigen Prototyps verwendet werden.