CNC-Gewinn steigern: Bewährte Strategien für High Mix–Low Volume & Batch-Produktion

Mehr Umsatz aus Ihren CNC-Werkzeugmaschinen? Prüfen Sie, wie sie für heutige On-Demand-Fertigungsbedarfe einsetzbar sind: High Mix – Low Volume (HMLV) und Batch-Order-Produktion.

Vom Beginn des industriellen Massenfertigungszeitalters bis heute: CNC-Werkzeugmaschinenhersteller müssen kontinuierlich adaptieren & innovieren, um mit Fertigungstrends Schritt zu halten.

Die Branche erlebte drastische Änderungen in der Nachfrage nach gefertigten Teilen: von Einzelstücken, definierten Stückzahlen bis Massenfertigung – und zurück zur Batch-Produktion.

Heute verschiebt sich Nachfrage Richtung „Made-to-Order“ und „On-Demand“: High-Mix-Low-Volume (HMLV) sowie Batch-Order-Fertigung.

Bei HMLV: niedrige Lagerbestände (1–50 Teile), Batch-Orders: wiederholte Produktionsaufträge von 1–10 bis 500–1.000 Teile.

High Mix – Low Volume Produktion (HMLV): Was Sie in der CNC-Bearbeitung beachten müssen

Auch Make-to-Order-Fertigung genannt: HMLV ist Prozess, große Produktvielfalt in kleinen Chargen herzustellen. Oft in Branchen mit einzigartigen, komplexen Teilen & spezifischen Qualitätsanforderungen.

Faktoren, die HMLV-Nachfrage treiben

Immer beliebter bei Halbleiterherstellern & anderen schnelllebigen Sektoren: HMLV hilft Herstellern, Lagerbestände zu reduzieren oder Null-Lager zu fahren bei schwankender Nachfrage.

Besseres Ressourcenmanagement – Lagerbestand ist gebundenes Kapital. Doch die Pandemie zeigte: gar kein Lager kann katastrophal sein. Bricht Logistik-Lieferkette zusammen, ist Just-in-Time (JIT) nicht durchführbar. Kleiner On-Demand-Produktion ist HMLV ideal für solche Situationen.

HMLV auch nützlich wegen verkürzter Produktlebenszyklen.

Beispiel Elektronikmarkt: Früher Teile 10+ Jahre lagerbar. Heute max. 3–5 Jahre Haltbarkeit elektronischer Komponenten. In dieser Zeit ändern sich Designs & Technologien radikal – 12 Monate alte Handys gelten als „alt“!

Beide Punkte (niedrig/kein Lager; schnellere Produktzyklen) haben Fertigung radikal verändert & beeinflusst. Machen HMLV-Produktionstechniken für Teilelieferanten praktikabel & praktikabel.

HMLV für kleine bis mittelständische Teilehersteller

Heute üblich: KMU erhalten kleinere Batch-Aufträge. Wiederholt über Zeit oder viele Aufträge für Teile mit unterschiedlichen Formen, Spezifikationen, Materialien.

Für KMU-Teilehersteller bevorzugt: flexible Produktionssetups wie HMLV. Mit Maschinen & Automatisierungssystemen designed, um sehr unterschiedliche Teile gleichzeitig zu bearbeiten.

Diese Aufträge: einstellige Stückzahlen bis wenige Dutzend, bis 500 Stück/Auftrag. Müssen zeitlich wiederholbar programmiert werden, in gleichen oder unterschiedlichen Mengen.

HMLV Fallstudie: Luftfahrt- & Halbleiterteilehersteller

CEO/Geschäftsführer
Luftfahrt- & Halbleiterteilefertigung, Singapur

Kundenproblem: Platz- & Personalmangel

Kunde A führt erfolgreiche Teilefertigung mit hauptsächlich eigenständigen CNC-Bearbeitungszentren & wenigen CNC-Drehzentren. Produktion in 2 Schichten à 10 h.

Doch über Zeit: massive Einschränkungen bei Platz & qualifiziertem Personal. In Singapur schwierig, ausgebildete CNC-Operatoren zu finden & zu halten. Besonders frustrierend für CEO angesichts Boom bei Halbleiterteile-Nachfrage seiner Kunden.

Lösung: Hwacheon D2-5AX mit Automatic Workpiece Changer AWC 20

Zur Lösung investierte Kunde A in Hwacheon 5-Achs-Bearbeitungszentrum D2-5AX mit Automatic Workpiece Changer AWC 20. Setup ideal für HMLV & andere flexible Fertigungsbedarfe.

Mit neuem Setup: 20 Teile gleichen Designs ODER 20 völlig verschiedene Teile in einer Spannung. CNC-Werkzeugmaschinen praktisch 24/7 lauffähig – signifikante Produktivitäts- & Rentabilitätssteigerung.

Nicht nur das: Maschinenoperator kann parallel an anderen Maschinen arbeiten, während D2-5AX automatisch Teile fertigt. Nicht nur verbleibende 4 h/Tag überbrückt, sondern Ausfallzeiten durch Personalmangel eliminiert.

Dank neuem Setup: Produktivität & Gewinne gestiegen. Bei dringenden Kundenaufträgen: Teil priorisiert in Automatisierungssystem einspeisen – Reaktionszeit drastisch verkürzt. Dank 5-Achs-Positionierfähigkeit: Aufträge angenommen, die früher abgelehnt wurden.

Zufrieden mit Ergebnis sucht Kunde A nun nächstgrößeres 5-Achs-Bearbeitungszentrum – D3-5AX mit Automated Pallet System APC 7/14 oder 21 Stationen von Hwacheon.

Batch-Order-Produktion: Was in der CNC-Bearbeitung zu beachten

Batch-Order = wiederholter Produktionsauftrag für bestimmte Stückzahl – 1–10 bis 1.000 Teile in Einzelauftrag.

Batch-Produktion oft: rasche Fertigung identischer Teile gleichzeitig, jedes Teil durchläuft separate Fertigungsstufen. Nächster Batch kann Stufe nicht beginnen, solange vorheriger Batch noch in diesem Zyklusabschnitt ist.

Früher: Teilehersteller mussten ein/mehrere Werkzeugmaschinen (CNC-Dreh- oder Fräsmaschinen) in mehreren Setups mit speziellen Vorrichtungen einrichten. Je ein Operator pro Maschine.

Heute: solche Batch-Aufträge mit einzelnem Setup – z. B. 4+1-Achs-Bearbeitungszentrum (D2-5AX/D3-5AX).

Mit Automatic Workpiece Changer (AWC): Operator richtet Maschine & System ein, lässt es selbstständig laufen. Nur gelegentliche Überwachung, Frischwerkzeugwechsel, Fertigteile entnehmen, Automationssystem mit Rohmaterial beschicken.

Inzwischen kann Operator zweite oder dritte Maschine/System bedienen.

Um gleiche Teile ODER sehr verschiedene Teile zu fertigen: prüfen, ob CNC-Bearbeitungssystem während Produktion auf richtige Schneidwerkzeuge umschalten kann. Hier kommt Automatic Tool Changer (ATC) ins Spiel – ermöglicht komplexere Teile.

Wie viele Stationen braucht ein Automatic Tool Changer (ATC)?

Für die meisten Kunden: Anforderungen & Anwendungen mit 60-Stationen-Werkzeugmagazin abdeckbar. System z. B. einzelnes 5-Achs-Bearbeitungszentrum D2-5AX/D3-5AX mit ATC 60 oder AWC 8/20.

Bei Bedarf an höherer Teilekomplexität: größere ATCs mit 90, 120, sogar 320 Stationen. Aber: begrenztes Budget → größere ATCs oft reduziert. Auch sinnlos, Werkzeughalter lange ungenutzt zu lagern – Staub/Schmutz auf Konus beeinträchtigt Rundlaufqualität. 120 Werkzeughalter & Schneidwerkzeuge zu bestücken = sehr hohe Investition.

Statt nur aufgerüsteten ATC zu kaufen: mit Kunden prüfen, häufigste Teile oder neue Aufträge für andere Teile. Ermitteln, ob Standardwerkzeuge zwischen Teilen geteilt werden können, und benötigte Werkzeuganzahl bestimmen – ob Standard oder Spezial.

Gute Nachricht: 5-Achs-Bearbeitungszentrum (4+1 oder Voll-5-Achs) ermöglicht volle Nutzung Standardwerkzeuge im Setup. Teil wird von Maschine in richtige Schneidposition positioniert.

Diese Flexibilität nicht bei Vertikalem Bearbeitungszentrum (VMC) oder Horizontalem (HMC) – dort nötig: Sonderwerkzeuge oder speziell designte Vorrichtungen.

Hinweis: Wurde CNC-Maschine gekauft & geliefert, ist technisch möglich, angebauten ATC auf größere Größe zu ändern. Aber: höherer Kosten & technisch komplizierter Prozess. Rat: Zusätze wie ATC vor Bestellung auswählen.

Batch-Produktion Fallstudie: Halbleiterteilehersteller

Chef Produktionsleiter
Halbleiterteilefertigung, Singapur

Kundenproblem: Standardfertigungsprozess nicht mehr gewachsen

Kunde B, Chef Produktionsleiter eines Halbleiterteileherstellers, hat Problem mit Erfüllung mehrerer Fertigungsaufträge aus Halbleiter- & Elektronikindustrie.

Mit Standard-Vertikalen Bearbeitungszentren (VMCs) bewältigte seine Linie Teile mit einfachen Designs & wenigen Sondervorrichtungen. Für solche Jobs: Werkzeuganzahl pro Operation für diese Teile mit Standard-ATC bis 30 Stationen abdeckbar.

Doch mit wachsender Auftragszahl & steigender Teilekomplexität wurde klar: aktueller Betriebsmodus nicht nachhaltig. Standardfertigung bewältigt Kundennachfrage nicht – zu viele Maschinen und/oder Operatoren nötig.

Lösung: Hwacheon D2-5AX mit ATC 60 und AWC 8

Zur Lösung boten wir Setup für Batch-Order-Produktion: Hwacheon 5-Achs-Bearbeitungszentrum D2-5AX mit ATC 60 und AWC 8.

Mit diesem Setup: Kunde B steigerte Flexibilität, Produktivität & Kosteneffizienz – ermöglichte Gewinnsteigerung ohne zusätzliche Maschinen- oder Personalkosten.

Ermutigt durch Durchbrüche mit Hwacheon 5-Achs-Bearbeitungszentrum & System: Kunde B bekundet, definitiv nächste Maschineninvestition in ähnlichem Setup zu tätigen.

Fazit

In heutiger volatiler & unsicherer Fertigungsumgebung: Flexibilität & Anpassungsfähigkeit sind Schlüssel in der CNC-Bearbeitung.

Mit richtigem Setup aus Mehrachsmaschinen, Automatic Workpiece Changers (AWCs) & Automatic Tool Changers (ATCs) können Teilehersteller Märkte erweitern für Kunden, die komplexere Teile mit schnellen Lieferungen benötigen. Solche Setups ideal für High Mix – Low Volume (HMLV) UND Batch-Order-Produktion.

Hwacheon Machine Tools bietet Mehrachs-Bearbeitungszentren wie D2-5AX – praktische, kosteneffektive Lösungen für Teilehersteller. Erfahren Sie, wie Sie unsere Lösungen nutzen können – Kontaktformular ausfüllen!