Mit Blech günstiger konstruieren: Ein Plädoyer für das Laserschneiden
Fertigungsgerecht konstruieren – warum es entscheidend ist
Wer in der Metallkonstruktion Kosten sparen möchte, sollte fertigungsgerecht konstruieren. Dieses Prinzip lernen Maschinenbaustudierende bereits im Studium und es gehört zur Grundlage der handwerklichen Metallberufe. Doch was bedeutet „fertigungsgerecht“?
Moderne Fertigungstechnologien wie der 3D-Metalldruck bieten scheinbar unbegrenzte Möglichkeiten. Aber: Nicht jede Technologie ist wirtschaftlich sinnvoll. Entscheidend ist vor allem die Fertigungszeit. Denn wie schon lange gilt: Zeit ist Geld.
Prozessschritte minimieren – schnellere Fertigung, geringere Kosten
Die Fertigungszeit für ein Bauteil spielt in der Konstruktion zwar nicht die alleinige, aber doch eine entscheidende Rolle. Studien zeigen: Je weniger Prozessschritte ein Produkt durchläuft, desto effizienter und günstiger wird die Fertigung. Jeder zusätzliche Prozessschritt verursacht Rüstzeiten und Wartezeiten.
Gleichzeitig gilt auch: Ein Kantvorgang ist oft schneller und kostengünstiger als das manuelle Zusammenschweißen mehrerer Teile. Aber umgekehrt lohnt es sich, unnötige Kantungen zu vermeiden, wenn ohnehin viele Schweißnähte nötig sind. Dann spart man sich die notwendige Wartezeit und Rüstzeit an der Kantbank.
Der entscheidende Vorteil des Laserschneidens
Lasergeschnittene Bauteile aus Blech haben einen unschlagbaren Kostenvorteil:
- Materialoptimierung: Durch geschickte Anordnung (Nesting) der Bauteile auf der Blechtafel wird das Material optimal genutzt, was die Materialkosten senkt.
- Nachhaltigkeit: Weniger Verschnitt bedeutet auch weniger Ressourcenverschwendung – ein Plus für die ökologische Bilanz.
- Produktionsgeschwindigkeit: Neben der Materialoptimierung ist auch die Fertigungsgeschwindigkeit ein großer Vorteil gegenüber spanenden Verfahren.
Bauteilgrößen: Ein oft unterschätzter Kostenfaktor
Größere Maschinen mögen beeindrucken, sind aber teurer in Anschaffung und Betrieb. Das wirkt sich auf den Stundensatz aus und damit auf den Bauteilepreis. Auch Rohmaterialien werden oft exponentiell teurer, wenn sie in großen Abmessungen gekauft werden. Ein Beispiel: Eine 5,5 m lange Stahlwange für eine Treppe kann kostengünstiger aus zwei kleineren Bauteilen zusammengesetzt werden.
Ein Kostenvergleich lohnt sich: Oft können kleinere Bauteile auf Standard-Tafelgrößen optimiert werden, was Produktionskosten erheblich reduziert. Dabei muss man wissen: Die gängigste Tafelgröße ist das Großformat (1.500 mm x 3.000 mm). Das bedeutet ein größeres Angebot und schlussendlich geringere Preise.
Materialwahl – der Einfluss auf die Kosten
Gute Materialkenntnis kann entscheidend sein. Folgende Faktoren sollten bedacht werden:
- Stahlsorten: Höhere Festigkeit bedeutet oft höhere Kosten.
- Alternativen: Der Einsatz von Aluminium spart zwar Gewicht, muss aber nicht immer kostengünstiger sein.
- Spezialmaterialien: Für besonders anspruchsvolle Anwendungen sind Titan oder Edelstähle Optionen – jedoch mit höheren Kosten.
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Besonderheiten des Laserschneidens beachten
Laserschneiden ist ein thermisches Schneidverfahren und bringt daher Hitze in das Material ein. Mögliche Effekte sind:
- Leichte Verformungen: Diese können durch Walzenrichtmaschinen ausgeglichen werden.
- Schneidkanten: Bei dickerem Blech entstehen grobere Kanten im Vergleich zur Fräsbearbeitung.
Die Toleranzen für lasergeschnittene Bauteile sind in der DIN EN ISO 9013 geregelt. Hierdurch können klare Planungsgrundlagen für Konstrukteure geschaffen werden.
Checkliste für kosteneffiziente Blechkonstruktionen
Achten Sie bei Ihrer nächsten Konstruktion auf folgende Punkte:
- Materialwahl: Kosteneffiziente Werkstoffe vergleichen. Das vermeintlich beste Material ist nicht immer die günstigste Lösung.
- Einheitliche Blechstärke: Unterschiedliche Stärken erhöhen Rüstzeiten und Kosten.
- Bauteilgrößen: Optimieren Sie auf Standardmaße.
- Designvereinfachung: Unnötige Schnörkel vermeiden. Es gilt aber auch. Mit Blechteilen haben Sie eine sehr große Gestaldungsfreiheit.
- Materialeinsparung: Effiziente Verschachtelung von Bauteilen.
- Toleranzen planen: Vermeiden Sie zu enge Toleranzen, wo sie nicht notwendig sind.
Fazit: Laserteile sind die clevere Lösung
Das Laserschneiden bietet im Metallbau, Maschinenbau und Anlagenbau klare Kostenvorteile: Effizient, schnell und nachhaltig. Wenn Sie konsequent auf Laserteile setzen, können Sie die Produktionskosten deutlich senken – ohne Kompromisse in der Qualität.
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