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Schweißbaugruppen optimieren

Gerade in Fertigungsprozessen von Schweißbaugruppen aus Blech kann eine Vielzahl von Einzelbauteilen als signifikanter Kostentreiber fungieren. Durch niedrige Stückzahlen und vielfältige Blechstärken der Einzelteile innerhalb einer Schweißbaugruppe entstehen vermeidbare Kosten durch Programmier- und Rüstaufwände. Dabei lassen sich viele Schweißbauteile mithilfe durchdachter Blechbiegekonstruktionen entscheidend optimieren und ersetzen.

 

Kostenintensiver Fertigungsschritt „Schweißen“ - vermeiden oder optimieren.

Einen großen Anteil an der Preisgestaltung haben dabei die Schweißprozesse. Zulieferer passen Kundendaten zumeist noch manuell an die Anforderungen ihrer Fertigung an, um ihre Prozesssicherheit zu erhöhen und den eigenen Aufwand zu minimieren. Je nach Kundenvorgaben kann jede einzelne Schweißnaht aufwändige Folgearbeitsschritte erfordern. Geometrische Bedingungen können zudem eine automatisierte Fertigung ausschließen und das händische Schweißen unabdingbar machen. Fernab einer automatisierten Großserienproduktion stellen neben dem Fügeverfahren manuelle Richt- und Schleifaufwände signifikante Kostentreiber dar.

Obwohl sich Schweißprozesse in vielen Anwendungsfällen nicht vollständig verhindern lassen, kann durch den Einsatz alternativer Verfahren, wie zum Beispiel dem manuellen oder automatisierten Punktschweißen, Zeit innerhalb des Produktionsprozesses gespart werden. In Kombination mit den zuvor genannten Optimierungen können nachgelagerte Bearbeitungsprozesse reduziert werden.

Bauteilanzahl und Materialstärke minimieren.

Baugruppen, die in ihrem Kern aus einer Kombination von Rohren jeglicher Art und Laserteilen bestehen, können durch einteilige Blechbiegekonstruktionen ersetzt werden. Durch die integrierte Ausführung von Knotenblechen als Schenkel oder den Einsatz von Kreuzbiegungen, sogenannter „Bombierungen“, kann die Bauteilanzahl und die benötigte Materialstärke reduziert werden.

Des Weiteren ist der Konstrukteur nicht an die Maße standardisierter Halbzeuge gebunden, die je nach Gängigkeit ihrer Abmaße einen erheblichen Anteil an den Materialkosten aufweisen können.

Abb. 1: Transformation einer Schweißgruppe (rechts) zu einer Blechbiegekonstruktion (links)

Baugruppen umkonstruieren.

Konstruktionsrichtlinien können dafür sorgen, dass sich Schweißbaugruppen nicht durch kostengünstige einteilige Blechbiegekonstruktionen ersetzen lassen. Einschränkungen dieser Art bedeuten jedoch nicht, dass sich hinsichtlich der Bauteilanzahl kein Optimierungspotential finden lässt. Weisen mehrere Baugruppenpositionen dieselbe Rohmaterialstärke auf, lassen sich diese mithilfe von Stegen als Sollbruchstellen in das Hauptbauteil integrieren. Dafür bietet sich die Positionierung innerhalb größerer Innenkonturen, dem sogenannten „Ausbrand“ an. Dieses Vorgehen sorgt dafür, dass das ohnehin im Rohzuschnitt einkalkulierte Material für weitere Bauteile verwendet werden kann und sich lediglich die Laserzeit des Einzelbauteils erhöht.

Abb. 2: Knotenbleche mit Sollbruchstelle im „Ausbrand“

Verstärkungen und Knotenbleche integrieren.

Des Weiteren können Verstärkungen und Knotenbleche Bestandteil des eigentlichen Blechbiegebauteils sein. Hierfür können Schenkel als Innenkonturen konstruiert und mittels Biegung und kurzen Schweißnähten zur Stabilität des Gesamtbauteils beitragen.

Gerade fremdbezogene Bauteile weisen häufig ungenutztes Optimierungspotential auf, da mögliche Konstruktionsoptimierungen durch die Fertigung Aufwand auf der Seite der Zulieferer und interne Abstimmungsprozesse seitens der Kunden nach sich ziehen. Wird ein Bauteil jedoch optimal auf die Fertigung eines Zulieferers abgestimmt, so schränkt dieser Umstand die Anzahl kostengünstiger Alternativen bei Lieferengpässen und Ausfällen ein. Somit bildet eine durchdachte Konstruktion nach wie vor das Fundament eines kostengünstigen Fertigungsprozesses.

Abb. 3: Gebogener Schenkel: Integrierte Ausführung von Knotenblechen

Verfasst von

Miles Barke

Sales Manager

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