Experten-Leitfaden: Designs für erfolgreiche Metallfertigung optimieren

Metallfertigungsprojekte sind aufgrund verschiedener Faktoren ein heikler Prozess, aber die größte Herausforderung ist die praktische Umsetzung des Designs und dessen Realisierung. Selbst wenn Sie an einen erfahrenen Drittanbieter auslagern, kann einiges schiefgehen. Das Beste aus Ihrem Fertigungsprozess herauszuholen, ist besonders schwer, wenn kein präziser Workflow existiert. Für Einsteiger hier Tipps, die viel Zeit und Geld sparen können.

Den richtigen Dienstleister wählen

Die Wahl des richtigen Dienstleisters ist ein unschätzbarer Schritt. Ein Unternehmen, das kundenspezifische Zerspanungsteile termingerecht und in Qualität liefert, wird zur Erweiterung Ihrer eigenen Organisation. Neben den leicht quantifizierbaren Aspekten eines Angebots (Preis, Zeit etc.) gibt es weitere Qualitäten, auf die Sie achten sollten.

Art und Umfang der Fertigung, die das Unternehmen betreibt, verraten viel über die Eignung für Ihr Projekt. Ein Standard-Schweißbetrieb kann keine Industriearbeiten wie Baumaschinen bewältigen. Konsultieren Sie einen Experten zu den besten Prozessen und suchen Sie danach. Manchmal kann ein Unternehmen bestimmte Leistungen mangels Erfahrung oder Maschinen nicht anbieten – z. B. nicht alle verfügen über Personal oder Maschinen für WIG-Edelstahlschweißen oder Lichtbogenschweißen.

Zur Prüfung der Qualitätsstandards gibt es mehrere Wege: Referenzprojekte und Kundenbewertungen einsehen, angebotene Prozesse und Zertifizierungen recherchieren, nach Qualitätskontrollmaßnahmen fragen. Auch die Qualität von Personal, Ressourcen und Ausstattung ist aufschlussreich.

Als Faustregel: Unternehmen, die Designservices und internes Engineering anbieten, sind oft vorteilhaft. Sie designen innerhalb ihrer Möglichkeiten und optimieren für ihre eigenen Maschinen. Wenn Designer und Fertigungsingenieure verschiedene Parteien sind, kann es zu Stilkonflikten kommen.

Mit dem Fertiger zusammenarbeiten

Der Fertiger kann Ihnen viel Arbeit abnehmen, wenn die Kommunikation stimmt. Er sagt Ihnen, wie praxistauglich Ihr Design ist, welche Materialien geeignet sind und wie die beste Produktion aussieht. Das ist der Experte – hören Sie ihm zu, binden Sie ihn früh ein und verbessern Sie das Design entsprechend.

Planen Sie das Projekt richtig, indem Sie einen Plan mit dem Fertiger abstimmen. Sie können einen kleinen Betrieb mit wenig Personal nicht hetzen und keine Projekte erwarten, die über seine Kapazitäten hinausgehen. Passen Sie Ihre Erwartungen an die tatsächlichen Fähigkeiten an. Deshalb brauchen Sie einen effektiven Projektplan mit realistischen Zeitplänen und Ressourcenplanung.

Jeder Projektplan sollte initiale Design- und Engineering-Zeichnungen sowie technische Spezifikationen enthalten. Benennen Sie einen Projektmanager und einen Kommunikationsmanager als Hauptansprechpartner für den Fertiger. Das sind Ihre Ansprechpartner für alle Änderungen und Kommunikation. Behalten Sie den Projekttermin im Blick.

Design-Arbeit

Das Entfernen unnötiger Designelemente spart Zeit, Geld und Nerven. Jedes Element muss einen klaren Zweck haben und das Team nicht verwirren. Unnötige Teile kosten Material und Zeit. Zudem sollten initiale Prototypen und Beta-Versionen so einfach und geradlinig wie möglich sein. Veredelungen können in der finalen Version berücksichtigt werden.

Generell ist es am besten, das Design vor der Materialwahl zu haben. Manchmal ist das Material jedoch durch Notwendigkeit, Funktion oder Ästhetik vorgegeben. Dann dient das Material als Design-Leitlinie. Härte, Steifigkeit, Gewicht, Schmelzpunkt und andere Materialeigenschaften im Blick behalten und realistisch bei der Formgebung bleiben.

Die richtigen Materialien wählen

Materialien beeinflussen alles: Kosten, Design, erforderliche Prozesse. Wichtige Überlegungen: Verfügt der Fertiger über passende Maschinen? Lässt sich ein Hersteller für das Material finden? Fertiger setzen oft auf lokale Partner – die Qualität vorab zu kennen, ist ratsam.

Je nach Endverwendung sollten Sie Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit prüfen. Metallfertigung und kundenspezifische Zerspanungsteile haben viele Faktoren: Werden sie längere Zeit im Freien eingesetzt? Dann brauchen sie rostbeständiges Material. Verformen sie sich unter bestimmten Temperaturen? Reagieren sie auf externe Reize wie Elektrizität oder Schall?

Besonders beim Budget: Holen Sie die Meinung des Fertigers ein, was ein initialer Prototyp kostet und was das finale Produkt. Planen Sie Geld für Zwischeniterationen ein. Planen Sie Materialkosten und -verbrauch entsprechend.

Ihre Prozesse kennen

Es gibt zahlreiche Prozesse, die Sie kennen sollten. Für kleinere Projekte können CNC-Schneiden oder Metall-3D-Druck nützlich sein – oft schneller und günstiger. Die Ergebnisse variieren stark je nach Maschinenpark. CNC-Maschinen bieten beste Präzision, haben aber wie alle Prozesse Grenzen. Metall-3D-Druck schafft einzigartige Formen, hat aber Nachteile und weniger ausgereifte Lasertechnologien verschwenden mehr Material.

Grundlegende Übersicht der CNC-Prozesse:

• Stanzen – Metall wird zwischen Stempel und Matrize gleicher Form platziert. Zum Erzeugen eines Lochs im Blech wird der Stempel in die Matrize gepresst.
• Umformen/Prägen – Nutzt Ober- und Unterwerkzeug, um das Metall in die gewünschte Form zu bringen.
• Schneiden – Mit Schneidwerkzeugen: Plasma, Laser, Wasserstrahl oder Blechscheren.
• Biegen – Abkantpressen biegen Bleche in V-, U- oder Kanalformen.
• Rollformen – Kontinuierliches Biegen von Langbandmetall zum gewünschten Querschnitt. Reduziert Verschnitt durch Coil-Zufuhr besser als Stanzen und Prägen.

Ermitteln Sie, welche Prozesse Ihr Fertiger anbietet, und fragen Sie, wie sie die Endqualität Ihres Produkts beeinflussen.

Prototyping & Design-Test

Testen Sie Ihre Designs, experimentieren Sie und justieren Sie nach. Das ist ein kontinuierlicher Prozess, der mehrere Iterationen erfordern kann. Budgetieren Sie diese Phase früh, um später nicht in Finanznot zu geraten. Halten Sie den Fertiger im Loop und nutzen Sie neue Erkenntnisse optimal.