Werkstoff- und fertigungsgerechtes Konstruieren - Seminare

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Der Konstrukteur bestimmt die Produktkosten durch die Wahl des Fertigungsverfahrens in vielfältiger Weise (z. B. Gestaltung von Guss-, Schweiß-, Schmiede-, Zerspanteilen u. v. a.). Durch die Wahl des Werkstoffes nimmt er einen Einfluss auf die Herstellkosten des 
Produktes1.

Daher gilt für den Konstrukteur, dass er über ausreichende Fertigungskenntnisse verfügen muss, d. h.:

  • Der Konstrukteur sollte über möglichst umfassende Kenntnisse über Fertigungsverfah-ren und deren Anwendungsgrenzen verfügen, und zwar sowohl im eigenen Betrieb als auch bei Zulieferbetrieben2.
  • Teile sollten grundsätzlich möglichst fertigungsgerecht gestaltet werden (z. B. unter Beachtung von Gestaltungsregeln)2.
  • Konstruktion und Fertigung sollten möglichst eng zusammenarbeiten (z. B. Einsatz eines Fertigungsexperten als Berater in der Konstruktion)2.
  Der Konstrukteur bestimmt die Produktkosten durch die Wahl des Fertigungsverfahrens in vielfältiger Weise (z. B. Gestaltung von Guss-, Schweiß-, Schmiede-, Zerspanteilen u. v. a.).... mehr erfahren »
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Werkstoff- und fertigungsgerechtes Konstruieren - Seminare

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Der Konstrukteur bestimmt die Produktkosten durch die Wahl des Fertigungsverfahrens in vielfältiger Weise (z. B. Gestaltung von Guss-, Schweiß-, Schmiede-, Zerspanteilen u. v. a.). Durch die Wahl des Werkstoffes nimmt er einen Einfluss auf die Herstellkosten des 
Produktes1.

Daher gilt für den Konstrukteur, dass er über ausreichende Fertigungskenntnisse verfügen muss, d. h.:

  • Der Konstrukteur sollte über möglichst umfassende Kenntnisse über Fertigungsverfah-ren und deren Anwendungsgrenzen verfügen, und zwar sowohl im eigenen Betrieb als auch bei Zulieferbetrieben2.
  • Teile sollten grundsätzlich möglichst fertigungsgerecht gestaltet werden (z. B. unter Beachtung von Gestaltungsregeln)2.
  • Konstruktion und Fertigung sollten möglichst eng zusammenarbeiten (z. B. Einsatz eines Fertigungsexperten als Berater in der Konstruktion)2.
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Hilfreich sind Arbeitsblätter mit Gut-Schlecht-Beispielen zur fertigungsgerechten Gestaltung; sie sollten betriebsspezifisch ausgerichtet sein. Regelmäßige Zusammenkünfte (etwa alle 6...8 Wochen, auch mit Ein- und Verkauf gemeinsam) haben sich ebenso bewährt wie die Benennung eines Beauftragten der Fertigung (Arbeitsvorbereitung) für die Beratung der Konstruktion.

Wird ein Fertigungsexperte als Berater in der Konstruktion eingesetzt, so sollte er folgende Aufgaben übernehmen:

  • Beratung über vorhandene Maschinen, Vorrichtungen, Werkzeuge, Verfahren
  • Hinweise zur kostengünstigen Gestaltung am Konstruktionsarbeitsplatz
  • Kosten- bzw. Einsparungsabschätzungen am Konstruktionsarbeitsplatz
  • Vergleichskalkulationen verschiedener Entwürfe
  • Kontrolle von Kostenzielen gemeinsam mit dem Konstrukteur
  • Einholung von Angeboten über Zukaufteile und Auswärtsfertigung zusammen mit dem Einkauf

Darüber hinaus sollten insbesondere bei der Fertigung von Kleinserienprodukten folgende Leitlinien beachtet werden:

  • Universal-Fertigungsverfahren vorsehen (Bohren, Drehen, Fräsen, Abkanten, Schwei-ßen), Universalmaschinen einsetzen
  • Maschinenaufwendige Verfahren (insbesondere Bohrwerksarbeit) vermeiden bzw. durch einfachere Verfahren ersetzen; d. h. größere Teile zuerst spangebend bearbeiten, dann fügen (z. B. Schweißen)
  • Hochpräzise Fertigungsverfahren durch einfachere und nachträgliche Ausrichtarbeiten ersetzen
  • Runde, flache Teile vermeiden (schwierig zu spanen)
  • Außenradien vermeiden, Innenradien nicht zu groß wählen (z. B. Bohrerdurchmesser, Drehstahlradius o. ä. beachten)

An vorderster Stelle hängt die Wahl der Fertigungsverfahren, aber auch die Wahl der Werk-zeugmaschinen von dem zum Einsatz kommenden Werkstoff ab. Durch ihn werden darüber hinaus die Materialwirtschaft und die Qualitätskontrolle beeinflusst. Weiterhin entscheidet er darüber, ob die Fertigung im eigenen Hause oder auswärts stattfindet1.

Grundsätzlich empfiehlt es sich, die für den jeweiligen Anwendungsfall passenden Werkstoffe hinsichtlich der folgenden Kriterien zu bewerten1:

  • Funktion
  • Wirkprinzip
  • Auslegung
  • Sicherheit
  • Ergonomie
  • Fertigung
  • Kontrolle
  • Montage
  • Transport
  • Gebrauch
  • Instandhaltung
  • Recycling
  • Kosten
  • Termin

Empfehlungen zur Wahl des Werkstoffes für bestimmte Werkstücke werden in der Literatur3 ausgesprochen. Eine gute Zusammenarbeit zwischen Fachkräften der Konstruktion, der Fertigung, des Werkstoffbereichs und des Einkaufs ist vorauszusetzen1.

 

Literaturhinweise

Pahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Konstruktionslehre – Grundlagen erfolgreicher Produktentwicklung – Methoden und Anwendung, 7. Auflage, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York; Aachen und Magdeburg, 2006

Jorden, W.: Umdruck zur Vorlesung Konstruktionssystematik, Uni-GH-Paderborn, 1985

3 Illgner, K.-H.: Werkstoffauswahl im Hinblick auf wirtschaftliche Fertigungen, VDI-Z. 114 (1972) 837-841, 992-995 

Hilfreich sind Arbeitsblätter mit Gut-Schlecht-Beispielen zur fertigungsgerechten Gestaltung; sie sollten betriebsspezifisch ausgerichtet sein. Regelmäßige Zusammenkünfte (etwa alle... mehr erfahren »
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Hilfreich sind Arbeitsblätter mit Gut-Schlecht-Beispielen zur fertigungsgerechten Gestaltung; sie sollten betriebsspezifisch ausgerichtet sein. Regelmäßige Zusammenkünfte (etwa alle 6...8 Wochen, auch mit Ein- und Verkauf gemeinsam) haben sich ebenso bewährt wie die Benennung eines Beauftragten der Fertigung (Arbeitsvorbereitung) für die Beratung der Konstruktion.

Wird ein Fertigungsexperte als Berater in der Konstruktion eingesetzt, so sollte er folgende Aufgaben übernehmen:

  • Beratung über vorhandene Maschinen, Vorrichtungen, Werkzeuge, Verfahren
  • Hinweise zur kostengünstigen Gestaltung am Konstruktionsarbeitsplatz
  • Kosten- bzw. Einsparungsabschätzungen am Konstruktionsarbeitsplatz
  • Vergleichskalkulationen verschiedener Entwürfe
  • Kontrolle von Kostenzielen gemeinsam mit dem Konstrukteur
  • Einholung von Angeboten über Zukaufteile und Auswärtsfertigung zusammen mit dem Einkauf

Darüber hinaus sollten insbesondere bei der Fertigung von Kleinserienprodukten folgende Leitlinien beachtet werden:

  • Universal-Fertigungsverfahren vorsehen (Bohren, Drehen, Fräsen, Abkanten, Schwei-ßen), Universalmaschinen einsetzen
  • Maschinenaufwendige Verfahren (insbesondere Bohrwerksarbeit) vermeiden bzw. durch einfachere Verfahren ersetzen; d. h. größere Teile zuerst spangebend bearbeiten, dann fügen (z. B. Schweißen)
  • Hochpräzise Fertigungsverfahren durch einfachere und nachträgliche Ausrichtarbeiten ersetzen
  • Runde, flache Teile vermeiden (schwierig zu spanen)
  • Außenradien vermeiden, Innenradien nicht zu groß wählen (z. B. Bohrerdurchmesser, Drehstahlradius o. ä. beachten)

An vorderster Stelle hängt die Wahl der Fertigungsverfahren, aber auch die Wahl der Werk-zeugmaschinen von dem zum Einsatz kommenden Werkstoff ab. Durch ihn werden darüber hinaus die Materialwirtschaft und die Qualitätskontrolle beeinflusst. Weiterhin entscheidet er darüber, ob die Fertigung im eigenen Hause oder auswärts stattfindet1.

Grundsätzlich empfiehlt es sich, die für den jeweiligen Anwendungsfall passenden Werkstoffe hinsichtlich der folgenden Kriterien zu bewerten1:

  • Funktion
  • Wirkprinzip
  • Auslegung
  • Sicherheit
  • Ergonomie
  • Fertigung
  • Kontrolle
  • Montage
  • Transport
  • Gebrauch
  • Instandhaltung
  • Recycling
  • Kosten
  • Termin

Empfehlungen zur Wahl des Werkstoffes für bestimmte Werkstücke werden in der Literatur3 ausgesprochen. Eine gute Zusammenarbeit zwischen Fachkräften der Konstruktion, der Fertigung, des Werkstoffbereichs und des Einkaufs ist vorauszusetzen1.

 

Literaturhinweise

Pahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Konstruktionslehre – Grundlagen erfolgreicher Produktentwicklung – Methoden und Anwendung, 7. Auflage, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York; Aachen und Magdeburg, 2006

Jorden, W.: Umdruck zur Vorlesung Konstruktionssystematik, Uni-GH-Paderborn, 1985

3 Illgner, K.-H.: Werkstoffauswahl im Hinblick auf wirtschaftliche Fertigungen, VDI-Z. 114 (1972) 837-841, 992-995 

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