Warum ist mein Bauteil so teuer? Drei Konstruktionsentscheidungen, die oft unnötige Kosten verursachen

Christian Gebhardt

Als Technologie Lead hat Christian zum Ziel, die Produktsparte Blechbearbeitung auf das neue Level zu bringen. Er ist für Optimierung der Kostenkalkulationen, Weiterentwicklung der Blechbearbeitungsprozesse und Lösung von technischen Problemstellungen auf der Laserhub-Plattform zuständig. Dabei schaut er auf eine mehrjährige Berufserfahrung als Projektingenieur für Laseranwendungen beim Fraunhofer (USA) zurück, als Project Lead Laser bei Magna International sowie als Betriebsleiter bei Hujer Lasertechnik GmbH.

Hobbys: Er liebt es, mit seiner Familie und dem Hund draußen zu sein und werkelt gerne an seinem Haus.

Wie erkennt Laserhub das passende Fertigungsverfahren?

Wenn Sie eine CAD-Datei auf die Laserhub-Plattform hochladen, analysiert das System automatisch die Geometrie des Bauteils. Ziel ist es, das Fertigungsverfahren zu finden, das technisch zu den Anforderungen des Bauteils passt.

Dabei unterscheidet die Plattform grundsätzlich zwischen drei Bauteiltypen:

• Blechteile (inklusive Dickblechen und Biegeteilen)
• Rohrlaserteile
• CNC-Zerspanungsteile (Fräs– und Drehteile)

Für einzelne Bauteile dauert diese Analyse meist nur 10 bis 30 Sekunden. Auch komplexe Baugruppen mit vielen unterschiedlichen Komponenten können gleichzeitig ausgewertet werden.

Die automatische Bauteiltypenerkennung betrachtet dabei unter anderem Materialstärken, Geometrien, Bohrungen, Taschen, Biegungen und weitere konstruktive Merkmale. Anhand dieser Informationen wird ermittelt, welches Fertigungsverfahren die Anforderungen des Bauteils am besten erfüllt.

Die Stärken der verschiedenen Fertigungsverfahren

Keines dieser Verfahren ist grundsätzlich besser als ein anderes. Entscheidend ist, dass das gewählte Fertigungsverfahren zur Funktion des Bauteils passt.

Die automatische Bauteiltypenerkennung bewertet also nicht, welches Verfahren günstiger oder besser ist. Sie prüft, welches Verfahren die Anforderungen des Bauteils am besten erfüllen kann.

Wann wird ein Blechteil zum CNC-Zerspanungsteil?

Viele Bauteile wirken auf den ersten Blick wie klassische Blechteile. Dennoch kann die Analyse zu dem Ergebnis kommen, dass eine zerspanende Bearbeitung erforderlich ist.

Der Grund dafür sind häufig einzelne Merkmale, die mit Laserschneiden allein nicht wirtschaftlich oder technisch sinnvoll umgesetzt werden können.

Dazu zählen beispielsweise:

• Sacklochbohrungen
• Taschen
• seitliche Bohrungen
• Absätze oder Stufen
• mehrere Bearbeitungsebenen
• besonders hohe Anforderungen an Oberflächenqualität
• enge Form- und Lagetoleranzen

Christian Gebhardt, Teamleiter Fertigungstechnik bei Laserhub, erklärt:

Genau deshalb lohnt es sich, die Anforderungen eines Bauteils bereits während der Konstruktion kritisch zu hinterfragen.

Beispiel 1: Sackloch oder Durchgangsbohrung?

Sacklochbohrungen sind ein gutes Beispiel dafür, wie sich Konstruktionsentscheidungen auf die Fertigung auswirken.

Ist eine Sacklochbohrung für die Funktion des Bauteils erforderlich, ist eine zerspanende Bearbeitung oft die richtige Wahl. Muss die Bohrung dagegen nicht innerhalb des Materials enden, kann eine Durchgangsbohrung dieselbe Aufgabe erfüllen.

In diesem Fall kann ein Blechteil die technisch ebenso sinnvolle und gleichzeitig wirtschaftlichere Lösung sein.

Die entscheidende Frage lautet also nicht: „Wie vermeide ich Zerspanung?“, sondern: „Welche Funktion muss die Bohrung tatsächlich erfüllen?“

Beispiel 2: Absatz fräsen oder als Baugruppe lösen?

Ähnlich verhält es sich bei Absätzen oder Stufen innerhalb eines Bauteils.

Wenn hohe Präzision, Festigkeit oder eine bestimmte Funktion gefordert sind, kann ein gefräster Absatz die richtige Lösung sein. In anderen Anwendungen geht es lediglich darum, zwei unterschiedliche Ebenen bereitzustellen.

Dann kann es sinnvoll sein, die Konstruktion als kleine Baugruppe aus mehreren Komponenten aufzubauen. Beispielsweise durch ein zusätzliches Blechteil, das verschraubt oder verschweißt wird.

Beide Ansätze können technisch korrekt sein. Welcher davon der bessere ist, hängt von den Anforderungen des Bauteils ab.

Rohrlaserteile: Oft mehr Möglichkeiten als erwartet

Neben Blech- und CNC-Zerspanungsteilen spielen auch Rohrlaserteile eine wichtige Rolle.

Rohrlaserschneiden eignet sich besonders für Bauteile mit konstantem Innen- und Außendurchmesser. Bohrungen, Konturen, Ausschnitte oder Gehrungen lassen sich dabei direkt in das Profil integrieren.

Sobald sich Durchmesser innerhalb des Bauteils verändern oder besonders hohe Anforderungen an Toleranzen und Oberflächen entstehen, wird dagegen häufig eine CNC-Zerspanung erforderlich.

Gerade bei Hülsen, Buchsen oder ähnlichen Bauteilen lohnt sich deshalb die Überlegung, ob die geforderte Geometrie tatsächlich notwendig ist oder ob sich dieselbe Funktion auch mit einem Rohrprofil erreichen lässt.

Die wichtigste Frage lautet: Was muss das Bauteil wirklich können?

Die automatische Bauteiltypenerkennung hilft dabei, das passende Fertigungsverfahren zu finden. Noch wichtiger ist jedoch die Frage, welche Anforderungen das Bauteil tatsächlich erfüllen muss.

Braucht eine Bohrung wirklich einen definierten Grund? Muss eine Fläche besonders fein bearbeitet werden? Sind sehr enge Toleranzen für die Funktion erforderlich?

Wer diese Fragen frühzeitig beantwortet, konstruiert nicht nur fertigungsgerechter, sondern findet häufig mehrere technisch sinnvolle Wege zum Ziel.

Dabei geht es nicht darum, ein bestimmtes Fertigungsverfahren zu vermeiden. Vielmehr hilft das Verständnis der jeweiligen Stärken dabei, die optimale Lösung für die eigene Anwendung zu finden.

Warum die automatische Bauteiltypenerkennung für Kunden wichtig ist

Die automatische Bauteiltypenerkennung sorgt nicht nur für schnelle Angebote. Sie hilft auch dabei, das passende Fertigungsverfahren für jedes Bauteil zu finden.

Gerade bei komplexen Baugruppen ist das ein großer Vorteil. Unterschiedliche Bauteile können gleichzeitig hochgeladen und automatisch ausgelesen werden. Dadurch erhalten Kunden innerhalb kurzer Zeit eine technische Einordnung und eine belastbare Kalkulation für ihre gesamte Anfrage.

Gleichzeitig macht die Analyse sichtbar, welche konstruktiven Merkmale Einfluss auf die Fertigung haben. Dieses Wissen kann bereits bei zukünftigen Projekten helfen, bessere Entscheidungen zu treffen.

Sie möchten einen anderen Bauteiltyp prüfen?

Die automatische Bauteiltypenerkennung liefert eine erste technische Einschätzung auf Basis Ihrer CAD-Datei. In vielen Fällen können Sie den vorgeschlagenen Bauteiltyp nach der Kalkulation jedoch auf Positionsebene anpassen.

Das ist beispielsweise sinnvoll, wenn ein Bauteil zwar als Blechteil erkannt wurde, Sie aufgrund besonders hoher Anforderungen an Toleranzen oder Oberflächenqualität jedoch eine Fertigung als CNC-Zerspanungsteil bevorzugen. Umgekehrt kann es sich lohnen zu prüfen, ob sich bestimmte Konstruktionsmerkmale so anpassen lassen, dass ein anderes Fertigungsverfahren infrage kommt.

Sollte eine Änderung des Bauteiltyps aufgrund der Geometrie oder bestimmter Konstruktionsmerkmale nicht möglich sein, erhalten Sie einen entsprechenden Hinweis in der Plattform. Wenn Anpassungen an der CAD-Datei erforderlich sind, unterstützt Sie zudem unser kostenloser CAD-Korrekturservice. Unsere Experten prüfen Ihre Konstruktion und helfen dabei, die CAD-Datei für die gewünschte Fertigung vorzubereiten.

So können Sie verschiedene Fertigungsansätze unkompliziert vergleichen und gemeinsam mit unseren Experten die für Ihre Anwendung passende Lösung finden.

Fazit: Die beste Konstruktion berücksichtigt auch die Fertigung

Ob Blechteil, Rohrlaserteil oder CNC-Zerspanungsteil – jedes Fertigungsverfahren hat seine Stärken und seine Berechtigung.

Die automatische Bauteiltypenerkennung von Laserhub hilft dabei, das Verfahren zu finden, das am besten zu den Anforderungen eines Bauteils passt. Wer bereits während der Konstruktion Fertigung, Toleranzen, Oberflächen und Funktion gemeinsam betrachtet, schafft die Grundlage für technisch überzeugende und wirtschaftlich sinnvolle Bauteile.

Wenn ein Preis also einmal höher ausfällt als erwartet, lohnt sich ein genauer Blick auf die Konstruktion. Nicht, um ein bestimmtes Fertigungsverfahren zu vermeiden, sondern um die Lösung zu finden, die den Anforderungen Ihres Bauteils wie auch Ihrem Budget am besten gerecht wird.

Laden Sie Ihre CAD-Dateien auf der Laserhub-Plattform hoch und prüfen Sie innerhalb weniger Sekunden, welches Fertigungsverfahren für Ihre Bauteile infrage kommt.