9 Expertentipps zur Vermeidung von Oberflächenproblemen, bevor sie entstehen

So stellen Sie sicher, dass Ihre Anfrage keine „Finish“-Schritte auslässt

Bei der Erstellung einer Angebotsanfrage (RFQ) ist kein Detail zu gering, um es aufzunehmen. Doch da wir nur Menschen sind, können selbst die gewissenhaftesten unter uns kleine, aber wichtige Details übersehen – wie etwa Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit.

Stellen Sie sich Folgendes vor:

Sie haben eine RFQ erstellt, die scheinbar alles enthält, was ein Lieferant für eine präzise und termingerechte Kostenschätzung zur Fertigung eines kleinen Metallteils benötigt.

Ihre RFQ umfasst Außen- und Innendurchmesser (OD und ID), Länge und Toleranzen des Teils. Sie enthält eine technische Zeichnung des Teilkonstrukteurs. Sogar das gewünschte Material und seine Quelle sind detailliert spezifiziert.

Was könnte da schon schiefgehen?

1. Stellen Sie sicher, dass Ihr Bestellschein mit Ihrer RFQ übereinstimmt.

Angenommen, Sie erstellen Ihren Bestellschein – oder Ihr Lieferant prüft einen soeben aufgegebenen Auftrag – und stellen fest, dass die RFQ ein kleines, aber entscheidendes Detail vermissen lässt.

Beispielsweise muss das Teil eine polierte oder raue Oberflächenbeschaffenheit aufweisen oder eine andere Eigenschaft erfordern, die einen nachgelagerten Arbeitsschritt notwendig macht.

Diese kleine Auslassung bedeutet:

• Überarbeitung der RFQ, um die fehlenden Details einzufügen
• Neuangebot durch den Lieferanten, um den zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand des nachgelagerten Schritts zu berücksichtigen
• Verzögerung des Produktionsstarts – was bei engen Terminen die Kosten weiter in die Höhe treiben kann

Immer dann, wenn ein Bestellschein nicht das widerspiegelt, was angeboten wurde, können Probleme auftreten. Dies gilt insbesondere, wenn Unterschiede zwischen RFQ und Bestellung zusätzliche Schritte im Produktionsprozess erfordern.

2. Achten Sie darauf, keine nachgelagerten Operationen in Ihrer RFQ auszulassen.

Beim Erstellen einer RFQ sollten Sie bedenken, welche Anforderungen einen weiteren Prozessschritt in der Produktion bedeuten. Dazu gehören beispielsweise Merkmale wie:

• Rechtwinkligkeit
• Parallelität
• Rechtwinklige Endschnitte
• Minimale oder maximale Endausbrüche
• Spezifische Fasen

Metallveredelungsprozesse – vom Anbringen eines Radius über Polieren, Sandstrahlen bis hin zum Trowalisieren – fügen einem Trennvorgang zusätzliche Schritte hinzu.

Fügen Sie einer Bestellung die Passivierung hinzu, bedeutet das nicht nur, dass der Lieferant neu anbieten muss, um den zusätzlichen nachgelagerten Schritt zu berücksichtigen. Es bedeutet auch den zusätzlichen Schritt, festzulegen, welches Passivierungsverfahren – Salpetersäure- oder Zitronensäurebasiert – erforderlich ist.

Selbst wenn der nachgelagerte Schritt von einem Dritten durchgeführt wird, gibt es möglicherweise damit verbundene Details, die Ihr Fertigungspartner kennen muss. Beispielsweise müssen die Teile eventuell auf eine bestimmte Weise verpackt werden, um einen effizienten Versand und eine problemlose Handhabung durch den Drittanbieter zu gewährleisten.

3. Setzen Sie nicht voraus, dass Ihr Lieferant weiß, wie die Oberflächenbeschaffenheit mit dem Verwendungszweck Ihres Teils zusammenhängt.

Als Hersteller oder Teilkonstrukteur betrachten Sie die Oberflächenbeschaffenheit eines Teils in Bezug auf die Leistung. Das heißt, Sie interessieren sich dafür, wie die Beschaffenheit die Endfunktionalität und/oder die Passung mit anderen Komponenten bei der Montage Ihres Produkts beeinflusst.

Aus Sicht Ihres Lieferants ist die Oberflächenbeschaffenheit entweder ein Nebeneffekt des Fertigungsprozesses – ODER sie ist ein wichtiges Merkmal, das bestimmt, welche Prozesse zur Herstellung eines Teils und zum Erreichen einer bestimmten Beschaffenheit eingesetzt werden.

Wenn die Beschaffenheit für die Funktion und/oder Passung Ihres Teils entscheidend ist, können Sie diese unterschiedlichen Sichtweisen zusammenführen, indem Sie den Verwendungszweck des Teils sowie seine Oberflächenspezifikation in Ihre RFQ aufnehmen.

Auf mikroskopischer Ebene weist selbst die „glatteste“ Oberfläche eine Textur auf, die aus Spitzen und Tälern sowie deren Richtung auf der Oberfläche (auch als „Lay“ bekannt) besteht. Prozesse wie Schleifschneiden, Schleifen, Läppen und Fräsen beeinflussen diese Oberflächen, ebenso wie Werkzeugauswahl und -zustand, Vorschub und Schnittgeschwindigkeit sowie andere Faktoren.

Das Verständnis der Endanwendung eines Teils kann Ihrem Lieferanten helfen, wichtige Entscheidungen darüber zu treffen, wie die gewünschten Abmessungen, Toleranzen und die Oberflächenbeschaffenheit erreicht werden können.

4. Teilen Sie Ihrem Lieferanten mit, welche Normen Sie verwenden.

Je nach Anwendung, Branche oder Unternehmen können unterschiedliche Normen für die Definition einer Eigenschaft wie der Oberflächenbeschaffenheit gelten.

So könnten Sie Ihre Anforderungen an die Rauheit beispielsweise auf ASME B46.1 der American Society of Mechanical Engineers oder auf ISO 4287 und ISO 4288 der Internationalen Organisation für Normung stützen. Diese Normen umfassen:

• Die verwendete Terminologie
• Die Parameter der Eigenschaft
• Messverfahren

Indem Sie Ihre Normen in der RFQ angeben, können Sie die Fertigbarkeit optimieren und sicherstellen, dass Sie und Ihr Lieferant „auf dem gleichen Stand“ sind.

5. Berücksichtigen Sie die Auswirkungen der angeforderten Prozesse.

Manchmal fordert ein Kunde ein Angebot für einen bestimmten Durchmesser an, der nachfolgende Bestellung fügt dann die Anforderung hinzu, dass die Oberfläche mittellos geschliffen werden muss.

Das Problem hierbei: Mittelloses Schleifen erfordert einen größeren Ausgangsdurchmesser, um den Materialabtrag beim Prozess auszugleichen und sicherzustellen, dass das Endteil den korrekten Durchmesser aufweist.

Eine solche Anforderung fügt also nicht nur einen nachgelagerten Prozess hinzu – sie hat auch Auswirkungen auf das zu bestellende Rohmaterial.

6. Fügen Sie eine präzise und hilfreiche technische Zeichnung bei.

Wenn eine Zeichnung existiert, legen Sie diese Ihrer RFQ bei. Eine vollständige, detaillierte Zeichnung trägt wesentlich dazu bei, ein genaues Angebot zu erhalten und böse Überraschungen in letzter Minute zu vermeiden – für Sie und Ihren Lieferanten.

Genauso wichtig ist es, sicherzustellen, dass die Zeichnung klar widerspiegelt, was Sie wollen und brauchen. So kann beispielsweise eine Innenradius-Anforderung – wie bei einem Schraubenkopf mit Konus – auf einer Zeichnung verwirrend sein.

Bei Metal Cutting erhalten wir häufig Zeichnungen, die eine Ecke anzeigen, aber unklar lassen, was genau benötigt wird. Soll sie bündig sein? Nicht bündig?

7. Geben Sie die Parameter zur Quantifizierung der Rauheit an.

Wussten Sie, dass es mehr als 100 quantitative Parameter gibt, um Oberflächenbeschaffenheitsmerkmale zu beschreiben und zu vergleichen?

Jeder Parameter hat Vor- und Nachteile und wird von Ingenieuren basierend auf seiner Auswirkung auf die Teileleistung festgelegt. Manchmal werden zwei oder mehr Parameter oder ein Verhältnis eines Parameters zu einem anderen benötigt, um eine Oberfläche vollständig zu beschreiben.

Glücklicherweise gibt es eine kurze Liste gängiger Parameter, die die meisten Bedürfnisse in der Zerspanungswelt abdecken. Zum Beispiel:

• Mittlere Rauheit (Ra) ist eine Berechnung der durchschnittlichen Länge zwischen allen Spitzen und Tälern (oder der durchschnittlichen Höhe) von der Mittellinie der Oberfläche.
• Mittlere Rauhtiefe (Rz) wird berechnet, indem der Durchschnitt der Höhe der fünf höchsten Spitzen und der Tiefe der fünf tiefsten Täler auf der Oberfläche gebildet wird.

Weitere gängige Parameter sind die Quadratmittelrauheit (RMS) und die maximale Rauhtiefe (Rmax).

Ra – Vor- und Nachteile

Ra liefert einen einfachen Wert für die Gut/Schlecht-Bewertung und eine gute Möglichkeit zur Überwachung der Prozessstabilität, was ihn zum am häufigsten verwendeten Oberflächenparameter macht. Tatsächlich gilt Ra in den USA als Standardparameter für die Oberflächenbeschaffenheit, sofern auf der Zeichnung nichts anderes angegeben ist.

Ra kann jedoch nicht zwischen verschiedenen Oberflächentypen unterscheiden, die denselben Ra-Wert aufweisen. Daher können zusätzliche Parameter zusammen mit Ra verwendet werden, wie Rp (Maximale Spitzenhöhe), Rv (Maximale Talgröße) oder Ry (Maximale Spitzen-zu-Tal-Rauheit).

(Mehr über Ra-Oberflächenanforderungen erfahren.)

Rz – Vor- und Nachteile

In weiten Teilen Europas wird Rz als Parameter für die Oberflächenrauheit gegenüber Ra bevorzugt.

Da Rz die Extreme (höchste und tiefste Spitzen) der Oberfläche mittelt, beschreiben Rz-Werte die durchschnittliche Oberflächenbeschaffenheit möglicherweise nicht genau. Rz ist jedoch empfindlicher gegenüber Änderungen der Oberflächenbeschaffenheit als Ra.

In Oberflächenvergleichstabellen finden Sie weitere Informationen zu Ra, Rz und anderen Oberflächenparametern.

8. Warten Sie nicht, bis es zu spät ist, um Details zur Oberflächenbeschaffenheit anzugeben!

Manchmal wird eine zusätzliche Anforderung an die Oberflächenbeschaffenheit erst entdeckt, nachdem ein Teil bereits gefertigt wurde – was Komplikationen und zusätzliche Kosten nach sich zieht.

Im besten Fall kann das Teil nachbearbeitet werden, um die benötigte Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen. Natürlich erst nach Überarbeitung des Angebots und Ermittlung des zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwands für den zusätzlichen Prozessschritt.

In anderen Fällen kann das Teil nachbearbeitet werden – ABER es gibt Grenzen, welche Prozesse angewendet werden können, ohne andere wichtige Merkmale des Teils zu gefährden. Beispielsweise:

• Wenn eine glattere Oberfläche gefordert ist, kann ein Polierschritt hinzugefügt werden, dies kann jedoch den Endradius vergrößern und möglicherweise den Durchmesser des Teils verringern.
• Umgekehrt, wenn eine sehr raue Oberfläche gefordert ist, kann ein Sandstrahlschritt hinzugefügt werden, was jedoch den Durchmesser des Teils vergrößern kann.

Im schlimmsten Fall kann das Teil nicht wie benötigt fertiggestellt werden, und der gesamte Prozess muss neu beginnen – von der Neuangebotserstellung bis zur Neuanfertigung des Teils. Das bedeutet Material-, Zeit- und Arbeitsverschwendung sowie erhebliche Kostenüberschreitungen.

9. Wenn Sie alles von Anfang an einbeziehen, verbessern sich die Chancen, dass Ihr Lieferant helfen kann.

Für einen Lieferanten wie Metal Cutting gibt es oft Möglichkeiten, den Prozess einfacher und kosteneffizienter zu gestalten, wenn Kunden uns im Voraus über alle nachgelagerten Operationen informieren, die ihre Teile benötigen.

Wenn der Prozess beispielsweise zu den Fertigungsmöglichkeiten von Metal Cutting gehört, können wir die Produktion straffen und Ihnen die Zeit und Kosten eines Drittanbieters ersparen.

Wenn ein Dritter erforderlich ist, kann Metal Cutting das Rohmaterial oder die Teile ordnungsgemäß verpacken und direkt an den anderen Lieferanten versenden, um den nachgelagerten Schritt durchzuführen.

Unabhängig von der Komplexität Ihrer RFQ oder der Anzahl der Schritte in Ihrem Produktionsprozess: Sicherzustellen, dass Ihr Lieferant informiert ist, ist ein entscheidender Schritt zur Optimierung der Fertigbarkeit, damit Sie die gewünschten Ergebnisse erzielen.