Formgebung Drei Tipps für optimierte Schweißbaugruppen

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In der Fertigung von Schweißbaugruppen aus Blech kann eine Vielzahl von Einzelbauteilen zum signifikanten Kostentreiber werden: Durch niedrige Stückzahlen und vielfältige Blechstärken entstehen Programmier- und Rüstaufwände, die sich vermeiden lassen – mit durchdachten Blechbiegekonstruktionen. Unser Experte hat drei Tipps dafür.

Schweißprozesse haben einen großen Einfluss auf die Fertigungskosten. 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 im Produktionsprozess gespart und nachgelagerte Bearbeitungsprozesse reduziert werden.

Tipp 1: 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.

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

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Tipp 2: 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 Optimierungspotenzial 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.

Tipp 3: Verstärkungen und Knotenbleche integrieren.

Desweiteren 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 Optimierungspotenzial 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.

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