
Heim / Produktdesign / Herstellung Wie man ein Ersatzteil anfertigen lässt
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Überprüfung der Fertigungsgerechtigkeit: Geometrie, Toleranzen, Material und Volumen.
Herstellung process selection: machining, molding, casting, sheet metal, forming and additive.
Kostenkalkulation in der Fertigung: Kostentreiber, Werkzeugkosten im Vergleich zu Stückkosten und Sollkosten.
Normen and certificates by industry: medical, automotive, aerospace, food.
ISO 9001 certified Lieferanten by process and certificate, and the manufacturing RFQ.
Lieferantenqualifizierung: Audit, Erstmusterprüfung, PPAP und Kontrollplan.
Metrologie, zerstörungsfreie Prüfung, Materialidentifizierung und Prüflaboratorien.
Pilotprojekt, Änderungsmanagement, Rückverfolgbarkeit und Lieferbedingungen.
| Verfahren | Typischer Verbrauch und Volumen | Achten Sie auf |
|---|---|---|
| CNC-Bearbeitung | Prototypen und Klein- bis Mittelserien aus Metall oder Kunststoff, mit engen Toleranzen und ohne Werkzeugaufwand. | Die Kosten hängen von der Maschinenlaufzeit und den Rüstzeiten ab. Vermeiden Sie tiefe, enge Taschen, dünne Wände und sehr kleine Innenradien. |
| Spritzguss | Kunststoffteile in Stückzahlen von Tausenden bis Millionen, mit niedrigen Stückkosten und hohen Werkzeugkosten. | Halten Sie die Wandstärke gleichmäßig und fügen Sie eine Entformungsschräge hinzu. Hinterschneidungen erhöhen die Formkosten. Siehe die Tricks beim Design von Kunststoffen. |
| Druckguss | Aluminium-, Zink- und Magnesiumteile in großen Stückzahlen mit komplexen dünnen Wänden. | Hohe Werkzeugkosten und ein Risiko der Porosität. Kritische Flächen müssen in der Regel nachbearbeitet werden. |
| Blechbearbeitung | Laserschneiden und -biegen von Einzelteilen bis hin zu Serienfertigung sowie Stanzen für große Stückzahlen. | Biegeradius, Loch-Rand-Abstand und Rückfederung bestimmen, was machbar ist und welche Toleranz zu erwarten ist. |
| Metallstanzen und -schmieden | Hochvolumige Strukturbauteile mit hoher Festigkeit. | Stanzformen sind teuer und die Herstellung dauert lange, daher sollte das Design vor der Bestellung festgelegt werden. |
| Schweißen und Fügen | Frames, enclosures, Druck parts and assemblies of several pieces. | Verformung und Schweißnahtqualität. Erkundigen Sie sich nach den Schweißverfahren und den qualifizierten Schweißern. |
| Investitionsguss und Sandguss | Komplexe Metallformen in mittleren Stückzahlen und großen Bauteilen. | Schwindung, Oberflächenbeschaffenheit und Porosität. Planen Sie eine Bearbeitungszugabe und eine Röntgenprüfung für kritische Teile ein. |
| Thermoformen und Vakuumformen | Große, flache Kunststoffgehäuse mit geringen Werkzeugkosten. | Wandstärkenreduzierung bei tiefen Ziehungen und größere Toleranzen als beim Spritzgießen. Siehe Thermoplaste vs. Duroplaste. |
| Hydroforming | Hohle Metallformen und -rohre, die durch Flüssigkeitsdruck geformt werden. | Pressen und Werkzeuge amortisieren sich hauptsächlich bei hohen Stückzahlen, wie sie bei Automobilteilen vorkommen. |
| Additive Fertigung | Prototypen, komplexe Geometrien und geringe Stückzahlen ohne Werkzeugaufwand. | Oberflächenbeschaffenheit, richtungsabhängige Eigenschaften und Nachbearbeitung. Qualifizieren Sie den Prozess, bevor Sie ihn für zertifizierte Teile einsetzen. |
| Wärmebehandlung Und Oberflächenbehandlung | Secondary operations for hardness, Korrosionsbeständigkeit and finish. | Oftmals sind es an sich zertifizierte Prozesse, zum Beispiel NADCAP in der Luft- und Raumfahrt. |
Arbeiten Sie in dieser Reihenfolge. Bestätigen Sie die Machbarkeit mit einem Prüfung der FertigungsfreundlichkeitWählen Sie anschließend den Prozess anhand von Volumen, Material, Geometrie und Toleranz. Schätzen Sie die Kosten, suchen Sie zertifizierte Lieferanten, senden Sie zwei oder drei von ihnen dieselbe Fertigungsanfrage und qualifizieren Sie den ausgewählten Lieferanten durch ein Audit und eine Erstmusterprüfung. Führen Sie vor Serienbestellungen eine Pilotcharge durch. Siehe … Pilotproduktion.
Beginnen Sie mit dem Volumen, dann Material, Geometrie und Toleranz. Werkzeugbasierte Verfahren wie Spritzgießen und Druckgießen eignen sich für große Stückzahlen. Zerspanung, Blechbearbeitung und additive Fertigung eignen sich für Prototypen und Kleinserien. Prozesstabelle Vergleicht sie, und jeder Name führt zu Lieferanten. Überprüfen Sie die Auswahl mit dem Lieferanten, bevor Sie das Design endgültig festlegen.
Es handelt sich um eine Überprüfung des Designs hinsichtlich der Prozessgrenzen: Wandstärke, Radien, Entformungsschräge, Verhältnis von Tiefe zu Breite, Toleranzen, Oberflächenbeschaffenheit und Materialverfügbarkeit. Führen Sie diese Überprüfung zwischen Prototypen- und Werkzeugbau durch, da eine Änderung auf dem Papier eine Überarbeitung erfordert, während dieselbe Änderung nach dem Formenbau den Formentausch zur Folge hat. Siehe Design für die Montage and the Checkliste für die Entwurfsprüfung.
Addieren Sie Materialkosten, Maschinenlaufzeit zum Werkstattsatz, Rüst- und Werkzeugkosten (geteilt durch die Losgröße), Endbearbeitung, Qualitätskontrolle, Verpackung und Frachtkosten sowie Gemeinkosten und Gewinnspanne. Diese Bottom-up-Methode liefert die genauesten Ergebnisse, sobald der Prozess und das Volumen bekannt sind. Für eine erste Konzeptphase genügt eine grobe Schätzung anhand ähnlicher Teile. Produktwertanalyse zeigt, wie sich Funktion und Kosten in Beziehung setzen lassen.
Werkzeugkosten umfassen Formen, Matrizen und Vorrichtungen, die für ein einzelnes Bauteil gefertigt werden. Sie stellen einen Fixkostenfaktor dar, der auf alle produzierten Teile verteilt wird. Die Gewinnschwelle ergibt sich aus den Werkzeugkosten geteilt durch die Einsparungen pro Bauteil im Vergleich zu einem werkzeuglosen Verfahren. Unterhalb dieser Schwelle sind spanende Bearbeitung, Blechbearbeitung oder additive Fertigung in der Regel kostengünstiger.
Alle Angebote sollten auf derselben Basis erfolgen: gleiche Zeichnungsrevision, gleiches Material und Zertifikat, gleiche Toleranzen, gleiches Prüfniveau, gleiche Menge, gleiche Verpackung und gleiche Lieferbedingungen. Vermerken Sie, was in den Angeboten nicht enthalten ist, z. B. Werkzeuge, Muster oder Prüfungen. Incoterms Festlegen, wer die Transportkosten trägt und das Risiko übernimmt. Pugh-Matrix hilft dabei, die Optionen anhand mehrerer Kriterien zu bewerten.
Senden Sie die Zeichnung mit allen Revisionen und einem 3D-Modell, Angaben zu Material und Güteklasse, Mengen und Prognose, Toleranzen und Oberflächenbeschaffenheit, den geltenden Normen, den erforderlichen Prüfverfahren und Dokumenten, der Verpackung, den Lieferbedingungen und dem gewünschten Angebotstermin. Bitten Sie um separate Angaben zu Werkzeugkosten, Stückpreisen für jede Menge und Lieferzeit. Checkliste für Angebotsanfragen Die obige Liste enthält alle einzelnen Punkte.
Das Qualitätsmanagementsystem des Lieferanten wurde von einer unabhängigen Stelle gemäß ISO 9001 geprüft. Verfahren, Aufzeichnungen und Korrekturmaßnahmen sind daher vorhanden. Dies garantiert jedoch nicht, dass ein bestimmtes Bauteil Ihren Anforderungen entspricht, und der Geltungsbereich des Zertifikats deckt möglicherweise nicht Ihren Prozess ab. Fordern Sie das Zertifikat an, prüfen Sie dessen Geltungsbereich und Ablaufdatum und qualifizieren Sie das Bauteil anschließend. Siehe ISO 9001.
IATF 16949 ist der Qualitätsmanagementstandard für die Automobilzulieferkette, ISO 13485 für Medizinprodukte und AS9100 für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Teile mit Lebensmittelkontakt unterliegen lebensmittelrechtlichen Vorschriften wie beispielsweise … HACCPIhr Produkt benötigt möglicherweise weitere Normen, beispielsweise für die elektrische Sicherheit. Normenrahmenwerke Listen Sie sie nach Branchen auf.
Die Lieferantenqualifizierung prüft, ob ein Lieferant Ihre Anforderungen an Qualität, Lieferzeit, Kosten und Compliance erfüllen kann. Definieren Sie die Anforderungen, prüfen Sie die Fähigkeiten und Zertifikate vorab, auditieren Sie den Lieferanten vor Ort oder remote, genehmigen Sie die ersten Teile mit einer Erstmusterprüfung, vereinbaren Sie einen Kontrollplan und Abnahmekriterien und fertigen Sie eine Pilotcharge vor Serienbestellungen an. Für kritische Teile qualifizieren Sie einen zweiten Lieferanten und überwachen Sie diesen kontinuierlich. Siehe Prüfung and the Pilotproduktion.
Die Erstbemusterung prüft, ob die ersten Teile einer neuen Fertigungsanlage alle Anforderungen der Zeichnung erfüllen und bestätigt somit deren Güte. PPAP (Production Part Approval Process) der Automobilindustrie belegt, dass der Prozess wiederholt konforme Teile herstellen kann. Das zugehörige Paket umfasst die Ergebnisse der Erstbemusterung, eine Prozess-FMEA, einen Kontrollplan, eine Messsystemanalyse und Fähigkeitsstudien mit bis zu 18 Elementen. In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird für Erstbemusterungen die Norm AS9102 verwendet. Siehe Erste Artikelüberprüfung, PFMEA, Die Kontrollplan Und Messsystemanalyse.
Überprüfung checks that the part was made to the specification. Validation checks that the part meets the need it was made for, in the conditions of use. Both are needed. See Validierung vs. Verifizierung.
Prüfen Sie die Stückliste und die Funktion jedes Bauteils, reduzieren Sie Toleranzen und Oberflächenbeschaffenheiten, die für die Funktion nicht erforderlich sind, verwenden Sie Standardmaterialien und -größen und berücksichtigen Sie den gewählten Fertigungsprozess. Vergleichen Sie Mengenrabatte und kalkulieren Sie die Kosten mangelhafter Qualität ein, bevor Sie das günstigste Angebot annehmen. Siehe So senken Sie die Produktkosten um 15 % Und Kosten für mangelhafte Qualität.
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