CMF: Erfolgreiches Produktdesign dank bürotauglichem 3D-Drucker

Im Laufe der vergangenen Jahrzehnte hat sich die Vorstellung von Design sowohl bei Unternehmen als auch bei Verbrauchern verändert. Historisch gesehen stand bei der Markteinführung eines Produkts dessen technischer Fortschritt im Mittelpunkt. Im 21. Jahrhundert sind eine hervorragende technische Leistung jedoch selbstverständlich geworden. Soll das Produkt eine Chance auf eine erfolgreiche Markteinführung haben, müssen dessen Entwickler besonderen Wert auf das Produktdesign, wie zum Beispiel mit Hilfe von CMF, legen.

Produktdesign als Wettbewerbsvorteil?

In einer Studie hat sich die Unternehmensberatung McKinsey 2018 mit dem Zusammenhang zwischen Produktdesign und Geschäftserfolg befasst. Demnach erzielen designorientierte Unternehmen 32 Prozent mehr Umsatz und 56 Prozent höhere Gesamtrenditen für ihre Aktionäre als Unternehmen, die sich weniger auf das Design konzentrieren. Das zeigt, dass Unternehmen, die ein Verständnis für die Optik und Haptik ihres Produkts mitbringen – von der Farbauswahl bis zur Oberflächenbearbeitung – daraus einen Wettbewerbsvorteil generieren können. Dies gilt in nahezu alle Branchen, von der Automobil- bis zur Konsumgüterindustrie, vom Gesundheitswesen über medizinische Geräte bis hin zur Unterhaltungselektronik.

Es gibt heute zahlreiche Verfahren und Werkzeuge, die den Fachleuten helfen, zu einem erfolgreichen Produktdesign zu gelangen. Und es gibt Hürden, die es den Designern erschweren, während des Entwicklungsprozesses ihre Ideen realistisch darzustellen, um sie den Entscheidungsträgern zu vermitteln.

CMF – die Kunst des Produktdesigns

Eine Herausforderung für Designer ist der sogenannte CMF-Prozess – Color, Material, Finishing. CMF bezieht sich auf den Prozess, in dem Farbe, Material und Finishing eines Produktes bestimmt und ausgewählt werden. Farbe kann sich auf Farbtöne, Sättigungen, Schattierungen und Farbkombinationen beziehen; mit Materialien ist die Haptik und andere Materialeigenschaften gemeint. Und Finishing steht für die Textur, also die Beschaffenheit der Oberflächen. Das können Muster, Mattierungen, die Glätte oder der Glanz sein.

Alle Eigenschaften zusammen ergeben am Ende das „CMF-Erscheinungsbild” des Produkts. Designer stehen oft vor dem Problem, dass das CMF-Erscheinungsbild im Produktentwicklungsprozess nicht genug berücksichtigt wird – oft zeigt sich das erst am Endprodukt. Das liegt daran, dass sich Designstudios und KMU im Prototypenprozess oft auf einfarbigen 3D-Druck verlassen – wenn sie denn überhaupt additive Technologien nutzen, um Prototypen zu erstellen.

Einfarbige Prototypen können zwar die Geometrie und Funktionalität der Konstruktion verdeutlichen, aber sie können keine Farben, Texturen oder Oberflächen realistisch darstellen.

Daher ist das komplette Designkonzept nur über mehrere Medien darstellbar. Zur Beschreibung von Farbe, Material und Finishing neuer Produktdesigns nutzen Designer beispielsweise Gewebemuster und Farbpaletten sowie Bilder. Zudem entsteht vielleicht ein einfarbiger physischer 3D-gedruckter Prototyp. Dieser lässt sich bei Bedarf noch lackieren oder veredeln, um die Designidee realistischer zu „imitieren“.

Es ist dadurch nicht nur schwierig, die Designidee schnell umzusetzen und das Produktdesign bei einer Präsentation gut zu „verkaufen“, auch schnelle Designiterationen und Tests mit Zielgruppen oder potenziellen Käufern sind so kaum möglich.

Einige Designstudios lagern die Erstellung von Vollfarbprototypen an Dienstleister aus, damit wenigstens am Ende des Designprozesses ein realistischer Prototyp des Produkts vorzeigbar ist. Doch die Lieferzeit für solche Modelle liegt in der Regel bei mehreren Wochen und die Kosten sind relative hoch (mehrere Tausend Dollar für ein 10 bis 15 Zentimeter langes Modell).

Auch besteht die grundlegende Herausforderung, nun dem Dienstleister, das gewünschte Erscheinungsbild im Sinne von CMF zu vermitteln – wieder ist zwar die Form in der 3D-Datei klar definiert, aber die CMF-Informationen sind auf Bildern, Folien, PowerPoints sowie Notizen verteilt. So aufbereitet können diese Information leicht missverstanden werden.

Vollfarb-3D-Druck

Bisher nutzen nur wenige Unternehmen das Potenzial des Vollfarb-3D-Drucks mit mehreren Materialien. Dieses besteht insbesondere darin, dass sich in kurzer Zeit realitätsnahe Prototypen erstellen lassen. Diese lassen sich zudem in schnellen Zyklen anpassen, um das Design zu optimieren und zu präsentieren.

Ein Beispiel für Vollfarb-Multimaterial- Drucksysteme ist die PolyJet-basierte J-Serie von Stratasys, mit umfassenden, Pantome-validierten Farbpaletten und bis zu sieben unterschiedlichen Polymermaterialien. Diese Technologie liefert Designern ein Instrument für die vollständige Integration von CMF-Prototypen in den Produktentwicklungsprozess. Letztlich sparen die schnellen Design-Iterationen Zeit und Geld und die Aussicht auf ein erfolgreicheres Produkt steigt.

Das bessere Design lässt sich potenziellen Kunden und Entscheidern einfacher mit den realitätsnahen Prototypen präsentieren, ohne auf verschiedene Medien ausweichen zu müssen.

Realistisches Look and Feel durch CMF

Auch, dass die Designer bei einem Druckvorgang unterschiedliche Materialien kombinieren können, eröffnet neue Möglichkeiten. Sie können die Umsetzung des Designs verbessern, da die Texturen und unterschiedliche Materialoberflächen genau dargestellt werden können – etwa eine Holzstruktur, Marmoreffekte oder sogar Glas. In Kombination mit Pantome-validierten Farbspektren gelangt CMF direkt in den Prozess der Erstellung von Prototypen und ermöglicht Designern, 3D-gedruckte Modelle mit realitätsgetreuer Genauigkeit zu erstellen, die kaum vom Endprodukt zu unterscheiden sind.

Zudem erleichtern 3D-gedruckte Vollfarbprototypen auch die Möglichkeit von Versionstests. Dabei werden zur Marktforschung potentiellen Nutzern unterschiedliche Versionen desselben Produkts präsentiert. Auf diese Weise beziehen Produktdesigner relevante Zielgruppen in die CMF-Entscheidungen mit ein.

Designern steht mit Vollfarb-Multimaterial-3D-Druck heute ein Instrument zur Verfügung, mit dem sie die bestehende Designbarrieren überwinden und ihre Ideen besser in den Produktentwicklungsprozess einbringen können.

Der neue 3D-Drucker J55 ist genau für diese Aufgabe entwickelt, Designs und Entwürfe kostengünstig im eigenen Unternehmen zu validieren. Er ist zudem bürotauglich, kompakt und arbeitet sehr leise.

Die Autorin Yariv Sade ist Director of Applications Engineering bei Stratasys.

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