Produktion vs. Fertigung vs. Zerspanen: Wichtige Unterschiede erklärt

Die Machbarkeit, ein Produkt aus natürlichen organischen oder anorganischen Ressourcen herzustellen, hängt vom wissenschaftlichen Fortschritt ab und wird durch menschliche Bedürfnisse beschleunigt. Doch die einfache, effiziente, produktive, wirtschaftliche und ergonomische Umwandlung von Rohstoffen in nützliche Produkte gemäß Kundenanforderungen basiert auf technologischem Wachstum sowie Management und Planung. Obwohl nicht jede Anforderung in einem einzelnen Produkt erfüllbar ist, versuchen erfolgreiche Unternehmen im Wettbewerb, möglichst viele Funktionalitäten in einem Produkt zu vereinen, ohne den Preis zu erhöhen oder andere notwendige Qualitäten zu opfern.

Es ist die größte Herausforderung für Maschinenbauingenieure, den Output ständig zu verbessern, um im globalisierten Markt neue Maßstäbe zu setzen. Jeder Umwandlungsprozess umfasst zahlreiche Schritte und bezieht gleichzeitig andere Fachbereiche ein. Entsprechend haben sich drei Begriffe herausgebildet – Produktion, Fertigung und Zerspanen –, die manchmal synonym verwendet werden, aber nicht identisch sind. Lassen Sie uns ihre Abgrenzung und Beziehung zueinander im Hinblick auf die direkte Konsumgüterfertigung betrachten.

Was ist Produktion?

Produktion ist das System, das alle für den Fertigungsprozess relevanten Bereiche umfasst. Es ist nicht nur der Schritt, der Rohmaterial zum Endprodukt verarbeitet, sondern involviert jeden zugehörigen Schritt. Meist beginnt es mit der Marktforschung, wo Informationen über frühere ähnliche Produkte und neue Anforderungen direkt vom Kunden gesammelt und analysiert werden, um neue Ideen zu gewinnen. Die Managementfreigabe für das neue Produkt wird eingeholt; das Management prüft dabei auch Sichtweisen anderer Bereiche wie Sicherheit und Recht.

Nach Freigabe obliegt es dem Designteam, dem Produkt unter Berücksichtigung der Fertigbarkeit eine ästhetische Form zu geben. Das Design wird dann über die Fertigung in das physische Produkt überführt. Auch hier geben viele Bereiche direkten und indirekten Input; z. B. werden Instandhaltung und Inspektion während der Fertigung kontinuierlich durchgeführt. Die gefertigten Produkte müssen strenge Qualitätskontrollen bestehen; akzeptierte Produkte gelangen nach Verpackung als Endprodukte in den Verkauf. Erneut wird Kundenfeedback direkt gesammelt und für neue Ideen genutzt.

Es handelt sich also um ein geschlossenes Kreislaufsystem, das jeden einzelnen Input für die Konsumgüterfertigung umfasst. Typische Bereiche innerhalb der Produktion: Prognose, Management, Planung, Design, Beschaffung, Lagerung, Terminierung, Fertigung, Instandhaltung, Inspektion, Qualitätskontrolle, Verpackung, Vertrieb, Kundenbeziehung. Fertigung ist somit nur ein Element der Produktionsmenge.

Was ist Fertigung?

Fertigung ist jener Schritt in der Produktion, der Rohmaterial oder Schrott tatsächlich in das gewünschte Produkt umwandelt. Es ist ein Schritt – weder System noch Prozess. Doch dieser Schritt besteht aus einer Vielzahl von Prozessen, um Rohstoffe oder Schrott effizient und wirtschaftlich in gewünschte Produkte umzuwandeln, indem ausreichend Wert geschaffen wird.

Mit dem rasanten technologischen Fortschritt existiert heute eine Vielzahl von Fertigungsprozessen für unterschiedliche Materialien und Arten: Gießen, Umformen, Fügen, Zerspanen, Wärmebehandlung, Beschichten und Färben, Rapid Prototyping, Pulvermetallurgie etc. Jeder hat unterschiedliche Fähigkeiten, bestimmte Merkmale systematisch zu erzeugen.

Der Fertigungsschritt wird durch einen oder mehrere der genannten Prozesse realisiert. Zerspanen ist also ein Prozess, der unter dem Fertigungsschritt im gesamten Produktionssystem angesiedelt ist.

Was ist Zerspanen?

Zerspanen ist ein subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem überschüssiges Material schrittweise von einem vorgeformten Rohling mittels Schneidwerkzeug abgetragen wird, um die gewünschte Form, Größe und Merkmale zu erzeugen. Hauptzweck ist die Verbesserung von Maßgenauigkeit und Toleranz durch lagenweises Abtragen von Material vom Grundwerkstück. Der Zerspanprozess umfasst diverse Operationen, die die eigentliche Aufgabe ausführen. Wiederum gibt es eine breite Palette von Operationen für die tatsächlichen Anforderungen.

Großzügig lassen sich Zerspanprozesse klassifizieren in: konventionelle Verfahren (metallisches Werkzeug), Schleifverfahren (schleifendes Werkzeug) und unkonventionelle Verfahren (kein klassisches Werkzeug). Drehen, Gewindeschneiden, Konusdrehen, Fasen, Spinnen, Gewindebohren, Nuten, Abstechen, Planen, Fräsen, Hobeln, Stoßen, Bohren, Wälzfräsen, Zahnradstoßen etc. fallen unter konventionelles Zerspanen. Schleifen, Honen, Läppen, Polieren, Superfinish etc. sind schleifende Operationen. WSM, USM, WJM, EDM, ECM, LBM, PAM, IBM etc. sind unkonventionelle Zerspanoperationen.

Fazit: Produktion ist das System, das jeden mit der Produktfertigung verbundenen Schritt angibt. Fertigung ist der Schritt, der Rohmaterial durch erhebliche Wertschöpfung in das gewünschte Produkt umwandelt. Diese Realisierung erfolgt mittels eines oder mehrerer Zerspanprozesse. Daher fallen Drehen, Fräsen etc. (Operationen) in das Zerspanen (Prozess), das unter der Fertigung (Schritt) der Produktion (System) angesiedelt ist.

Dieser Artikel stellt einen wissenschaftlichen Vergleich zwischen Produktion, Fertigung und Zerspanen dar. Der Autor empfiehlt folgende Quellen zur Vertiefung:

1. Unterschied zwischen Produktion, Fertigung und Zerspanen von difference.minaprem.com.
2. Principles of Engineering Manufacture von V. Chiles, S. Black, A. Lissaman und S. Martin (3. Auflage, Butterworth-Heinemann).