Wann ist bei der Blechfertigung Werkzeugbau erforderlich? Ein Praxisleitfaden für kundenspezifische Metallteile

Bei der Blechfertigung lassen sich viele kundenspezifische Teile ohne spezielle Werkzeuge herstellen. Laserschneiden, CNC-Stanzen, CNC-Biegen, Schweißen und weitere Verfahren ermöglichen es Herstellern, eine digitale Zeichnung direkt in ein physisches Bauteil umzusetzen. Dadurch eignet sich die Blechfertigung besonders für Prototypen, kundenspezifische Projekte und Produktionsmengen im niedrigen bis mittleren Bereich.

Dennoch spielen Fertigungswerkzeuge weiterhin eine wichtige Rolle.

Mit steigender Produktionsmenge oder wenn ein Teil besondere Formen und Umformmerkmale erfordert, können spezielle Werkzeuge die Gleichmäßigkeit verbessern, die Produktionsgeschwindigkeit erhöhen und die Stückkosten senken.

Bei Qingdao Huarui begleiten wir Kunden in unterschiedlichen Phasen der Produktentwicklung – von Prototypen-Blechteilen ohne spezielle Werkzeuge bis hin zu Serienprojekten mit kundenspezifischen Matrizen und speziellen Umformwerkzeugen.

Das Verständnis dafür, wann Werkzeuge erforderlich sind, hilft Unternehmen, vor Produktionsbeginn bessere Entscheidungen zu treffen.

Was bedeutet „Werkzeugbau“ in der Blechfertigung?

Der Begriff „Form“ wird oft für jedes kundenspezifische Fertigungswerkzeug verwendet, aber in der Blechfertigung kommen mehrere unterschiedliche Werkzeugarten zum Einsatz.

Je nach Verfahren können dies unter anderem sein:

• Stanzwerkzeuge

• Prägewerkzeuge

• Umformwerkzeuge

• Biegestempel und Biegematrizen

• Prägewerkzeuge für Reliefstrukturen

• Tiefziehwerkzeuge

• Schweißvorrichtungen

• Montagevorrichtungen

Einige Werkzeuge sind Standardwerkzeuge und bereits im Werk vorhanden.

Andere müssen speziell für ein Produkt konstruiert und gefertigt werden.

Diese Unterscheidung ist wichtig.

Wenn ein Teil mit Standard-Laserschneid- und Abkantwerkzeugen hergestellt werden kann, muss der Kunde möglicherweise nicht in eine spezielle Form investieren.

Wenn das Design besondere Umformmerkmale erfordert, die sich mit Standardwerkzeugen nicht effizient herstellen lassen, können kundenspezifische Werkzeuge erforderlich sein.

Warum viele Blechteile keine speziellen Werkzeuge benötigen

Die moderne Blechfertigung ist äußerst flexibel.

Bei vielen kundenspezifischen Metallteilen kann die Fertigung mit einer CAD-Datei beginnen, statt mit einer Form.

Ein typischer Ablauf kann beispielsweise so aussehen:

CAD-Zeichnung → Laserschneiden → CNC-Biegen → Schweißen → Oberflächenveredelung

Es ist keine Stanzform erforderlich.

Dadurch eignet sich das Verfahren besonders für:

• Prototypen

• Produktentwicklung

• Kleinserien

• Kundenspezifische Gehäuse

• Metallhalterungen

• Maschinenverkleidungen

• Elektroschränke

• Robotergehäuse

Wenn sich das Design ändert, kann der Hersteller normalerweise das Laserschneid- oder Biegeprogramm anpassen, statt eine teure Form zu modifizieren oder auszutauschen.

Diese Flexibilität ist einer der größten Vorteile der kundenspezifischen Blechfertigung.

Wann benötigt die Blechfertigung eine Form?

Spezielle Werkzeuge werden attraktiver, wenn dasselbe Teil wiederholt gefertigt werden muss.

Nehmen wir an, ein Kunde benötigt fünf kundenspezifische Halterungen.

Hier ist der Einsatz von Laserschneiden und CNC-Biegen in der Regel praktikabel.

Wenn der Kunde jedoch jährlich 500.000 identische Halterungen benötigt,

verändert sich die wirtschaftliche Betrachtung der Fertigung.

Bei hohen Stückzahlen lassen sich die Kosten einer kundenspezifischen Matrize auf eine sehr große Anzahl von Teilen verteilen.

Die Vorteile können sein:

• Höhere Produktionsgeschwindigkeit

• Niedrigere Stückkosten

• Bessere Gleichmäßigkeit

• Weniger manuelle Handhabung

• Kürzere Produktionszeiten

Aus diesem Grund sind Stanzen und spezielle Werkzeuge weiterhin wichtig in Branchen wie Automobilindustrie, Haushaltsgeräte, Elektronik und anderen Bereichen mit Großserienfertigung.

Die Frage der Stückzahl: Wann lohnt sich der Werkzeugbau?

Es gibt keine feste Stückzahl, ab der ein Projekt zwingend eine Form benötigt.

Die richtige Entscheidung hängt ab von:

• Komplexität des Bauteils

• Werkstoff

• Materialdicke

• Produktionsmenge

• Geforderte Taktzeit

• Personalkosten

• Stabilität des Designs

• Werkzeugkosten

Ein relativ einfaches Teil in großer Stückzahl kann den Werkzeugbau schnell rechtfertigen.

Ein komplexes Teil mit häufigen Designänderungen kann auch bei höheren Mengen besser mit Laserschneiden und CNC-Biegen gefertigt werden.

Deshalb sollten Kunden die gesamten Produktionskosten bewerten, nicht nur den Preis des ersten Teils.

Ein Verfahren ohne Werkzeugkosten kann einen höheren Stückpreis haben.

Ein Verfahren mit teurem Werkzeugbau kann nach Amortisation der Erstinvestition einen niedrigeren Stückpreis erzielen.

Laserschneiden vs. Stanzen: Flexibilität oder Geschwindigkeit?

Laserschneiden und Stanzen werden oft verglichen, erfüllen aber unterschiedliche Zwecke.

Laserschneiden

Laserschneiden eignet sich gut für:

• Prototypen

• Kundenspezifische Teile

• Klein- und Mittelserien

• Komplexe Formen

• Häufige Designänderungen

Der Hauptvorteil ist die Flexibilität.

Ein neues Design lässt sich üblicherweise durch eine Programmänderung einführen, statt eine neue Matrize zu fertigen.

Stanzen

Stanzen eignet sich gut für:

• Große Produktionsmengen

• Stabile Produktzeichnungen

• Hohe Produktionsgeschwindigkeit

• Wiederkehrende identische Bauteile

Der Hauptvorteil ist die Effizienz bei großen Stückzahlen.

Sobald das Werkzeug fertig ist, kann eine Stanzpresse Teile deutlich schneller herstellen als ein flexibles CNC-Verfahren.

Keines der Verfahren ist grundsätzlich besser.

Die beste Wahl hängt vom Projekt ab.

Werkzeuge verbessern auch die Blechumformung

Nicht alle kundenspezifischen Werkzeuge werden zum Trennen verwendet.

Einige Teile erfordern besondere Formen, die sich mit Standard-Abkantwerkzeugen schwer herstellen lassen.

Beispiele dafür sind:

• Reliefprägungen

• Lüftungsschlitze

• Spezielle Rippen

• Geformte Haken

• Komplexe Kurven

• Tiefziehmerkmale

Für diese Teile können kundenspezifische Umformwerkzeuge die Gleichmäßigkeit verbessern und die Produktionszeit senken.

Ein Robotergehäuse kann beispielsweise Lüftungsschlitze oder Umformmerkmale enthalten, die speziell für den Luftstrom und den Kabelschutz ausgelegt sind.

Ein Standard-Biegeverfahren ist nicht immer die effizienteste Lösung.

Kundenspezifische Werkzeuge können die Herstellung des Designs teilweise vereinfachen.

Werkzeugbau und Produktentwicklung

Entscheidungen zum Werkzeugbau sind besonders wichtig während der Produktentwicklung.

Ein Startup, das einen neuen Roboter entwickelt, kann das Gehäusedesign vor Fertigstellung des Endprodukts mehrmals ändern.

Eine zu frühe hohe Investition in Serienwerkzeuge kann unnötige Kosten verursachen.

Ein praktischerer Ansatz kann lauten:

Prototyp → Prüfung → Designänderungen → Kleinserie → Endgültiges Design → Serienwerkzeugbau

In den frühen Phasen bieten Laserschneiden und CNC-Biegen Flexibilität.

Sobald das Design stabil ist und die Produktionsmenge steigt, kann der Hersteller prüfen, ob Stanzen oder spezielle Werkzeuge wirtschaftlich sinnvoll sind.

Dieser Ansatz verhindert Investitionen in Werkzeuge, bevor die Auslegung des Produkts ausgereift ist.

Blechwerkzeuge in der Robotik

Die wachsende Robotikbranche erzeugt Nachfrage sowohl nach flexibler Fertigung als auch nach Serienwerkzeugen.

Roboterhersteller beginnen häufig mit kleinen Prototypenmengen.

Sie benötigen unter anderem:

• Kundenspezifische Halterungen

• Roboterabdeckungen

• Batteriegehäuse

• Sensorhalterungen

• Elektrogehäuse

In dieser Phase ist die Blechfertigung ohne spezielle Werkzeuge meist attraktiv.

Wenn der Roboter in die Serienproduktion geht, sucht dasselbe Unternehmen möglicherweise nach:

• Höherer Produktionsgeschwindigkeit

• Niedrigeren Stückkosten

• Besserer Gleichmäßigkeit

• Wiederholbarer Montage

Hier werden Vorrichtungen, kundenspezifische Umformwerkzeuge und Stanzmatrizen wertvoller.

Der Fertigungsprozess entwickelt sich gemeinsam mit dem Produkt.

Wie Qingdao Huarui unterschiedliche Produktionsphasen unterstützt

Bei Qingdao Huarui sind wir uns bewusst, dass ein Prototyp und eine Serienbestellung nicht immer auf dieselbe Weise hergestellt werden sollten.

Unsere Fertigung mit zwei Werken ermöglicht die Unterstützung eines breiten Spektrums von Produktionsanforderungen, darunter:

• Kundenspezifische Blechfertigung

• Laserschneiden

• CNC-Biegen

• Stanzen

• Schweißen

• CNC-Bearbeitung

• Unterstützung beim kundenspezifischen Werkzeugbau

• Oberflächenveredelung

• Montage

• Qualitätskontrolle

Für Projekte in der frühen Phase helfen wir Kunden bei der Herstellung von Prototypen und Kleinserien mit flexiblen Verfahren.

Mit steigender Produktionsmenge prüfen wir zudem, ob kundenspezifische Werkzeuge, Vorrichtungen oder andere Fertigungsmethoden die Effizienz verbessern können.

Das ist besonders nützlich für Kunden, die Roboter, Automatisierungsanlagen, Elektrogehäuse und Industriemaschinen entwickeln.

Wenn Sie ein Projekt zur Blechfertigung haben, zögern Sie nicht, es uns mitzuteilen!