Formgebung Sechs Tipps zur Optimierung von Konstruktionen

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Schneller, effizienter und flexibler konstruieren - dieser Spagat beschäftigt viele Konstrukteure und Entwickler. Unser Experte hat deshalb sechs Konstruktionstipps parat, mit denen Konstruktionen bereits im Entstehungsprozess optimiert werden können.

Die zunehmende Komplexität der Produktentwicklung und die Forderung nach kürzeren Entwicklungsprozessen stellen Konstrukteure täglich vor große Herausforderungen. Entwickler stehen unter Druck, die Zeit bis zur Realisierung des Produktes zu minimieren und gleichzeitig möglichst flexibel auf die Bedürfnisse der Kunden zu reagieren. Und dabei sind sie im Konstruktionsprozess häufig auf sich allein gestellt und die Suche nach Konstruktionsfehlern gleicht der Suche nach der Nadel im Heuhaufen – so werden Entwicklungszeiten oft unnötig verlängert.

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Blechbauteile automatisiert analysieren und optimieren

Die folgenden sechs Konstruktionstipps zum Biegen und Laserschneiden von Blech unterstützen dabei, Konstruktionen bereits im Entstehungsprozess zu optimieren:

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Konstruktionstipp 1 – sich kreuzende Biegelinien berücksichtigen

Du hast Stunden in deine 3D-Konstruktion investiert und merkst dann, dass sich das konstruierte Bauteil nicht abwickeln lässt? Unser Tipp: Trenne die kürzeste Biegung bei drei sich kreuzenden Biegelinien auf, um das Blechbauteil abwickelbar zu machen.

Soll diese Kante anschließend geschlossen sein, muss auf eine Schweißnaht oder ein anderes Herstellungsverfahren zurückgegriffen werden.

Konstruktionstipp 2 – Überlappende Flächen beim Abwickeln vermeiden

Was tun, wenn sich das Bauteil zwar abwickeln lässt, die Platine jedoch überlappende Flächen aufweist? Die Folge: Das Bauteil lässt sich nicht mithilfe eines einteiligen Laserzuschnitts fertigen. Prüfe daher regelmäßig deine 3D-Konstruktion im Konstruktionsprozess auf Überlappungen im abgewickelten Zustand.

Konstruktionstipp 3 – Mindestmaße für Lochdurchmesser einhalten

Blech zu dick, Lochdurchmesser zu klein? Wird der minimale Lochdurchmesser unterschritten, führt ein zu hoher Energieeintrag auf einer Fläche zu einem fehlerhaften Produktionsergebnis. Die gewünschte Werkstückqualität für den Laserzuschnitt erreicht man durch Beachten der Mindestmaße:

Mindestmaß für den Lochdurchmesser = 0,7 × Materialstärke

Konstruktionstipp 4 – Blech prozesssicher biegen

Damit das Biegen nicht zum Brechen wird, muss beim Fertigungsverfahren Biegen ein werkzeugbedingtes Mindestmaß eingehalten werden. Wird die Mindestschenkellänge unterschritten, kann das Werkstück nicht gebogen werden.

Für eine 90°-Biegung kann mit der Gesenkweite W die kleinstmögliche Schenkellänge S_min berechnet werden:

S_min = √2/2 × W

Beispiel: Eine Platine aus Aluminium (AlMg3) mit einer Blechstärke von 2 mm und einem Biegewinkel von 45° lässt sich mit Lmin = 17,20 mm biegen.

Konstruktionstipp 5 – Entlastungsschlitze hinzufügen

Befinden sich Ausschnitte nahe der Biegezone, werden diese beim Biegevorgang deformiert. Die ungewollte Verformung hat häufig einen optischen, mitunter einen funktionalen Einfluss auf ein Bauteil. Beispiel: Wird der Mindestlochabstand nicht eingehalten, ist die Anschraubsituation bei einer verformten Bohrung nicht mehr gegeben. Entlastungsschlitzen schaffen Abhilfe.

Konstruktionstipp 6 – Mindeststufenmaß bei Z-Kantungen beachten

Entgegengesetzte Biegungen, sogenannte Z-Biegungen, werden oft fehlerhaft konstruiert und führen zu unnötigen Abstimmungsschleifen mit der Arbeitsvorbereitung. Um Kollisionen zwischen Biegewerkzeug und Bauteil zu vermeiden, muss bei zwei aufeinanderfolgenden Biegungen ein Mindeststufenmaß X_min eingehalten werden, wie die Tabellen in der Bildergalerie zeigen:

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