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Blechbearbeitung Tipp #5: Guss- und Frästeile ersetzen

Kosten sparen kann so einfach sein! In unserer Blog-Reihe Tipps für die Blechbearbeitung zeigen wir Ihnen einfache Spartricks für Ihre Konstruktionen. Fünfter Tipp: Guss- und Frästeile können oft durch kostengünstige Blechteile ersetzt werden.


In vielen Firmen – insbesondere in Firmen mit einer eigenen mechanischen Fertigung – werden Halter, Stützen, Winkel,  Abdeckungen, Unterlagen, Hebel, Streben, Füsse und viele weitere Maschinenelemente gefräst. Wenn für die Serienproduktion eine Kostenoptimierung durchgeführt wird, lohnt es sich bei sehr hohen Stückzahlen oft diese Bauteile zu giessen. Sehen Sie sich mal um und überlegen Sie sich, welche Maschinenelemente auch durch einfache Blechbearbeitung hergestellt werden könnten. Bei einer Kalkulation auf dem Blexon Portal werden Sie feststellen, dass sich eine Blechkonstruktion bei Einzelstücken und oft auch bei Serienprodukten lohnt.

Die Firma in der Max arbeitet veranstaltet einmal im Jahr einen Workshop. Sämtliche Mitarbeiter machen am Workshoptag am Morgen einen Ausflug und erarbeiten am Nachmittag Lösungsansätze für ein vorgegebenes Thema. Im letzten Jahr wurden Vorschläge zum Thema „Arbeitsplatz und Ergonomie“ erarbeitet. Seit dem Workshop gibt es in der Firma Stehplätze und Sitzbälle für eine optimale Körperhaltung während dem Arbeiten. Da die besten Vorschläge vom letzten Jahr wirklich umgesetzt wurden, freuen sich die Mitarbeiter dieses Jahr ganz besonders auf diesen Workshop. Sie wollen wieder Vorschläge erarbeiten welche dann im laufe des Jahres umgesetzt werden. Was wohl dieses Jahr das Thema sein mag?

Kosten durch Blechbearbeitung optimieren

Nach dem Mittagessen beginnt der Workshop. Nach einer kurzen Einleitung des Chefs steht Max auf die kleine Bühne und macht einen kurzen Vortrag über Kostenoptimierungen. Er erklärt wie man durch das Verwenden von gleichem Material, dem Konstruieren von wiederholenden Blechteilen, dem Einsetzen von Micro Joints und der optimalen Gestaltung von Bauteilen in der Blechbearbeitung sehr viel Zeit und Geld sparen kann. Nach dem Vortrag übernimmt wieder der Chef das Wort: „Liebe Mitarbeiter, Sie haben gehört was Max über das Einspar-Potential gesagt hat. Nun möchte ich alle dazu auffordern, in Teams noch mehr Ideen für Kosteneinsparungen durch Blechbearbeitung zu finden. Dieses Jahr wird jeder den Wettbewerb gewinnen. Nächstes Jahr werden 50% der Kosten welche durch Ideen aus diesem Workshop eingespart werden können aufgeteilt und als Bonus ausbezahlt!“. Jetzt wird es laut im Raum. Alle fangen an Ideen und Ansätze zu diskutieren. „Auf jedem Tisch liegt ein Blatt auf dem die Teammitglieder stehen. Es hat Stifte, Kreiden, Projektoren, Flipcharts, Beamer, Laptops und Internet. Auf Los geht’s Los… LOS!“

Grosses Potential

In den nächsten drei Stunden entstehen haufenweise Mindmaps, Post-It Zettel, Skizzen, Notizen, Zeichnungen, Dokumenten, Zusammenfassungen, Lösungsansätzen und Internetrecherchen. Nun gibt der Chef neue Anweisungen: „Sie haben noch 1,5 Stunden Zeit. Macht eine kurze Pause und teilt dann eure Teams auf. Das halbe Team soll eine Präsentation der Lösungen erstellen und die andere Hälfte soll eine qualitative Abschätzung der Kosteneinsparungen machen.“ Nach einem Espresso machen sich alle Teams sofort wieder an die Arbeit und eine Stunde vor dem Nachtessen wird der Workshop gestoppt. Es ist Zeit für die Präsentationen.

 

Folgende drei Themen wurden von den Projektteams erarbeitet.

  • Parallel konstruieren (Mehrere Lösungsansätze sollen parallel konstruiert und auf dem Blexon-Portal kalkuliert werden. So kann jeweils die günstigere Variante weiterverfolgt werden)
    • Vorteil: Mit jedem parallel konstruierten Bauteil lernt der Konstrukteur dazu. Irgendwann kennt der Konstrukteur alle Kniffs und Tricks.
    • Nachteil: Der Aufwand in der Anfangsphase der Konstruktion ist etwas höher.
    • Kosteneinsparung: Schwer abschätzbar. Dadurch dass der Konstrukteur zum Blech-Profi wird, kann nachhaltig Geld und Zeit gespart werden.
  • Dünnere Bleche einsetzen (Viele Verschalungen und Verstrebungen sind überdimensioniert. Diese sollen durch dünnere Bleche ersetzt werden.
    • Vorteil: Es kann Geld eingespart werden.
    • Nachteil: Es muss sehr viel Zeit in Berechnungen investiert werden damit ein möglichst dünnes Material eingesetzt werden kann und die Festigkeit trotzdem noch ausreicht.
    • Kosteneinsparungen: Weniger Material = weniger Materialkosten. Dünneres Material = schneller schneiden = weniger Bearbeitungskosten. Weniger Gewicht = weniger Transportkosten
  • Guss- und Frästeile ersetzen (Maschinenelemente welche bisher in der mechanischen Werkstatt gefräst oder für die Serienproduktion gegossen wurden, sollen wenn möglich durch Blechkonstruktionen ersetzt werden)
    • Vorteil: Kann sowohl bei neuen Bauteilen als auch bei bestehenden Maschinenelementen schnell und einfach umgesetzt werden.
    • Nachteil: Wenn die Bauteile Passungen oder extrem hohe Toleranzen benötigen, muss trotzdem noch eine Fräsmaschine eingesetzt werden.
    • Kosteneinsparungen: Bei Einzelteilen sind die Kosten- und Zeiteinsparungen sehr gross. Für die Fertigung über das Blexon-Portal müssen keine Zeichnungen und keine NC-Programme erstellt werden. Die Abwicklung kann einfach auf dem Portal importiert werden. Nach dem Kalkulieren kann das Bauteil direkt bestellt werden. Auch bei grösseren Stückzahlen lohnt sich der Einsatz der Blechbearbeitung in vielen Fällen.

Während dem Nachtessen wird über die verschiedenen Lösungsansätze diskutiert. Vielen gefällt die Einfachheit des dritten Ansatzes. Teure Teile können ganz einfach durch günstige Teile ersetzt werden, ohne dass die Maschinen neu erfunden werden oder grosse Berechnungen angestellt werden müssen. Zudem kann die Einsparung direkt gemessen werden (Kosten Frästeil – Kosten Blechteil = Einsparung exkl. Zeit).

Eine Woche nach dem Workshop wird bereits mit der Umsetzung der Kostenoptimierungen begonnen. Der Chef hat beschlossen, dass die Massnahme „Guss- und Frästeile ersetzen“ kombiniert mit der Massnahme „Parallel konstruieren“ sofort umgesetzt werden sollen. Unter den Instruktionen von Max sollen alle Konstrukteure 4-5 Guss oder Frästeile welche in den Maschinen eingesetzt werden in ein Blechteil konvertieren. Dabei sollen jeweils 2-3 Konzepte skizziert und das günstigste auskonstruiert werden.

Nach einem halben Jahr ist der Chef äusserst zufrieden mit den Ergebnissen: „Wir haben viele Teile optimiert und können so in den nächsten Jahren sehr viel Geld sparen. Als toller Nebeneffekt haben wir in der Entwicklungs- und Konstruktionsabteilung nur noch Profis in der Blechbearbeitung!“

Blechverarbeitung Tipp #4: Wenig Einzelteile

Kosten sparen kann so einfach sein! In unserer Blog-Reihe Tipps für die Blechverarbeitung zeigen wir Ihnen einfache Tricks für Ihre Konstruktionen. Vierter Tipp: Ersetzen Sie komplizierte Baugruppen durch wenige funktionale Blechteile.


Bei Baugruppen aus Blech stellen sich die Kosten nicht nur aus den einzelnen Blechteilen zusammen. Auch die Kosten für die Montage, für die Verbindungselemente (Schrauben, Nieten, Klebstoff usw.) und für die Ausrichtung der Bauteile müssen einberechnet werden. Wenn Sie also Baugruppen mit vielen verschiedenen Blechteilen haben, lohnt es sich, die Konstruktion nochmals zu überarbeiten. Auch die Blechverarbeitung wird günstiger wenn weniger verschiedene Teile bestellt werden müssen. Prüfen Sie ihre Konstruktionen. Sie werden an vielen Stellen Einsparmöglichkeiten entdecken.

Fr. 287.-

Viele Blechteile 

- 46%

 Einsparungen 

Fr. 156.-

 Ein Blechteil

Für einen Wellenprüfstand hat ein Lehrling eine Vorrichtung aus Blech konstruiert. Der Chef war mit der Arbeit zufrieden aber die Kosten für die Herstellung waren ihm zu hoch. In der Montagehalle stehen fünf Wellenprüfstände und alle sollen mit der neuen Vorrichtung ausgerüstet werden. Der Chef weiss was in solchen Fällen zu tun ist: „Nicht verzagen, Max fragen“. Max soll die Konstruktion günstiger gestalten und die Montage und Ausrichtung der Vorrichtung vereinfachen.

Nichts Einfacheres als das…

Max sieht sich den Auftrag kurz an, steht auf und wendet sich direkt an den Lehrling. Das Problem ist in diesem Fall so einfach zu lösen, dass er die Zeit welche er vom Chef für den Auftrag bekommen hat, lieber für eine Lektion „Blechverarbeitung leicht gemacht“ einsetzt. Er erklärt dem Lehrling, dass die zahlreichen Einzelteile in der Blechverarbeitung grosse Kosten verursachen weil diese einzeln gehandelt werden müssen. Zudem müssen für die Montage Schrauben besorgt werden und ein Monteur muss alle Vorrichtungen einzeln zusammenschrauben. Zum Schluss gibt er dem Lehrling den alles entscheidenden Tipp: „Mach die Vorrichtung aus einem einzigen Blechteil.“

Zeit sparen während dem Konstruieren

Nach 30 Minuten sieht Max den Lehrling in der Kaffee-Ecke stehen und plaudern. Max geht direkt auf ihn zu und will gerade mit einer Standpauke beginnen als der Lehrling sagt: „Merci Max, das Blechteil ist bereits bei Blexon“. Max staunt nicht schlecht: „Potztausend, das ging aber zackig!“. Nach einer kurzen Diskussion und einem Kafi sind sich die beiden einig. Zeit kann bereits während dem Konstruieren gespart werden wenn nicht mehrere Einzelteile gezeichnet und in einer Baugruppe zusammengefügt werden müssen.

Eine Skizze lohnt sich

Trotz diesem Erfolgserlebnis warnt Max den Lehrling vor Übermut. Die Art der Blechverarbeitung muss während dem Konstruieren stets im Hinterkopf präsent sein. Komplizierte Teile können manchmal wegen überlappenden Laschen oder wegen unmöglichen Abkantungen nicht gefertigt werden. Max verrät sein Geheimrezept: „Ich mache jeweils kurz eine Skizze und überlege wie ich das Blechteil am einfachsten konstruieren, fertigen und montieren kann. Dabei achte ich jeweils auch auf mögliche Kollisionen. Nach dem Konstruieren erstelle ich eine Abwicklung, importiere diese bei Blexon und kalkuliere das Blechteil. Automatisch wird die Fertigbarkeit geprüft und ein gestaffelter Stückpreis berechnet. Manchmal konstruiere ich auch zwei verschiedene Versionen des Blechteils und vergleiche die Preise.“

Zurück am Arbeitsplatz steht Max vor seinem Chef… Dieser zeigt auf den Bildschirm und will gerade anfangen zu sprechen als Max (wie er es vom Lehrling gelernt hat) das Wort ergreift: „Auftrag erledigt Boss! Und der Lehrling hat etwas dazugelernt“. Fünf Minuten später erklärt der Lehrling dem Chef wie man kostengünstig konstruiert. Der Chef ist zufrieden!

 

Blechteile online kalkulieren Tipp #3: Micro Joints

Das Verbinden von Blechteilen mit Micro Joints kann Kostenersparnisse bringen. Wenn man es richtig macht!


Bei kleinen Einzelteilen sind die Kosten für das Material und für das Laserschneiden kleiner als die Einricht- und die Programmierkosten. Wenn Sie mehrere Einzelteile im gleichen Material herstellen wollen, kann sich der Aufwand lohnen, die Einzelteile mit kleinen Stegen (Micro Joints) zu verbinden. Ein klassisches Beispiel dafür sind Tischdekorationen mit individuellen Namen. Die verbundenen Blechteile müssen Sie nach dem Fertigen noch trennen und evtl. verputzen. Schätzen Sie vor dem Einfügen der Micro Joints ab, ob sich der Aufwand lohnt. Testen Sie den Preisunterschied indem Sie die Blechteile online kalkulieren.

Beim Verbinden von Blechteilen mit Micro Joints ist Vorsicht geboten. Die falsche Anwendung kann einen grossen Mehraufwand bedeuten!

Versuchen Sie nicht, alle Blechteile mit Micro Joints zu verbinden, es wird ganz sicher zu Komplikationen kommen. Folgende Regeln müssen eingehalten werden:

  • Die Breite der Micro Joints muss mindestens 1 x Blechdicke betragen
  • Verbinden Sie nie mehrere Teile mit Micro Joints sondern Zeichnen Sie einen Rahmen und verbinden Sie jedes Einzelteil mit diesem Rahmen
  • Machen Sie den Rahmen genügend breit (Rahmenbreite mindestens 10 x Blechdicke)
  • Verbinden Sie nicht zu viele Bauteile miteinander, ansonsten können die Netze nicht mehr sauber transportiert bzw. verpackt werden
  • Lassen Sie die verbunden Bauteile nicht entgraten. Die Entgrat-Maschinen kann mit instabilen Strukturen nicht viel anfangen
  • Das Verwenden von Micro Joints ist bei abgekanteten Blechteilen nicht geeignet

Denken Sie immer daran, dass Sie bei verbundenen Bauteilen einen Mehraufwand haben. Sie müssen die Bauteile trennen, verputzen, entgraten und den Abfall (Rahmen usw.) entsorgen. Das Verwenden von Micro Joints wird sich also nicht in allen Fällen lohnen.

Max organisiert im Geschäft einen kleinen Kunden-Event. Da sich die Personen nicht kennen, beschliesst Max hochwertige Tischkarten aus Edelstahl herzustellen. Max konstruiert eine Tischkarte, kopiert diese acht mal und setzt die neun Namen der Teilnehmer ein. Fertig sind die Tischkarten. Jetzt müssen nur noch die DXF-Dateien erzeugt und in das Blexon-Portal importiert werden und schon können die Preise berechnet werden. Uff! 174.- Stutz für 9 Tischkarten… Die sind doch alle aus dem gleichen Material (Konstruktionstipp #1). Max ist ratlos. Er wollte eigentlich höchstens 100.- Fr. für die Tischkarten ausgeben.

Ein Anruf kann Wunder wirken – Micro Joints

Nach einigen ergebnislosen Versuchen das Material zu ändern und die Namen zu gravieren anstatt zu schneiden greift Max zum Telefon. Er ruft bei Blexon (Kontakt) an. Dort kennt man das Tischkarten-Problem und dem lieben Max ist schnell geholfen. Die Lösung heisst Micro Joint. Max verbindet alle Tischkarten mit kleinen Stegen. So entsteht ein grosses Blechteil welches nach dem DXF-Import auf dem Blexon-Portal online kalkuliert werden kann. Oh, Wunder! Jetzt kosten die neun Tischkarten noch 70.- Fr. inkl. Verpackung und Versand. Donnerwetter, das ist ja allerhand.

Fr. 174.-

 9 Tischkarten (einzeln) 

- 60%

 Einsparungen 

Fr. 70.-

 9 Tischkarten (mit Micro Joints) 

Max hat beim Telefonat mit Bruno Kaelin noch einige Tipps erhalten. Die Verbindung zwischen den Blechteilen soll nicht zu breit sein, sonst können die Blechteile fast nicht mehr getrennt werden und die Trennstellen müssten mit Feile und Schmirgelpapier nachbehandelt werden. Auch eine zu schmale Verbindung hat Nachteile. Einzelne Artikel können bei der Produktion abbrechen und verlorengehen. Die beste Form für einen Micro Joint ist ein Dreieck welches zum benötigten Blechteil hin schmaler wird. An der schmalsten Stelle wird die Verbindung beim herauslösen brechen. Die ideale Stegbreite am schmalsten Punkt ist etwa 1x Blechdicke. So kann fast nichts mehr schiefgehen.

Blexon Micro Joint - Blechteile online kalkulieren

Nein, bei grossen Teilen lohnt sich das Verbinden mit Micro Joints nicht, weil hier die Kosten für das Material und für das Laserschneiden den grössten Teil der Gesamtkosten ausmachen. Wenn von einem Artikel ein grosse Stückzahl benötigt wird, lohnt sich der Aufwand für das Anbringen der Micro Joints auch nicht. Die Fixkosten verteilen sich in diesem Fall auf die Anzahl Artikel.

Auch bei Biegeteilen empfiehlt sich das Verwenden von Micro Joints nicht und bei filigranen oder sperrigen Teilen kann das Verpacken und der Versand Probleme bereiten.

Ideale Blechteile für Micro Joints sind also kleine individuelle Blechteile von denen kleinste Stückzahlen benötigt werden. Tischkarten oder individualisierte Schlüsselanhänger sind Paradebeispiele. Auch bei 3D-Puzzles (z.B. bei der Blexon-Ameise) welche aus vielen verschiedenen Einzelteilen bestehen lohnt sich das Verbinden mit Micro Joints. Es lohnt sich in vielen Fällen die Verwendung von Micro Joints auszuprobieren. Einfach einfügen, die Blechteile online kalkulieren und ein Angebot anfordern.

Und wenn wir gerade von der 3D-Ameise sprechen. Als Nachfolger soll eine Libelle entstehen. Das Projekt “Libelle | Ein 3D-Puzzle” kann auf www.100-days.ch mitverfolgt und unterstützt werden. In den News finden Sie den aktuellen Stand des Puzzles. Bald werden wir die ersten Blechteile online kalkulieren.

 

Blechkonstruktion Tipp #2: Wiederholende Blechteile

Kosten sparen kann so einfach sein! In unserer Blog-Reihe Konstruktionstipps zeigen wir Ihnen einfache Tricks mit denen Sie sofort Geld und Zeit sparen können. Zweiter Tipp: Sparen Sie sich die Konstruktion mehrerer Blechteile, wenn Sie mehrmals das gleiche Teil verwenden können. Das Einsparungspotential ist gross!

Die Programmierkosten und die Kosten für das Einrichten der Biegemaschine fallen bei einer Bestellung immer pro Artikel an. Zu spüren sind diese Kosten besonders bei Biegeteilen. Viele verschieden gebogene Blechteile innerhalb einer Bestellung bedeuten dementsprechend hohe Programmier- und Einrichtkosten. Wenn dieser Hinweis bereits während der Konstruktion von Biegeteilen beachtet wird, können Kosten gespart werden.

Fr. 380.-

5 verschiedene Teile

- 40%

Einsparungen

Fr. 230.-

2 verschiedene Teile

Der Konstrukteur und Heimwerker Max Muster baut für seine Werkstatt eine Werkbank aus Blechprofilen und einer Massivholzplatte. Beim konstruieren achtet er genau darauf, immer das gleiche Material zu verwenden (Konstruktionstipp #1). Während dem Kalkulieren auf dem Blexon-Portal studiert er die gestaffelte Preisliste etwas genauer. Die Stückpreise sinken bei Biegeteilen sehr stark, wenn mehrere Teile bestellt werden. Das Angebot für seine Werkbank, welche aus 5 verschiedenen Blechteilen besteht, könnte sicherlich noch etwas tiefer als CHF 380.- sein. Dies könnte er erreichen, indem er die Teilevielfalt verringert. Ein Versuch ist’s wert!

Max überlegt sich, wie er die Anzahl unterschiedlicher Teile reduzieren kann. Er kommt zum Schluss, dass er eigentlich nur zwei verschiedene Profile benötigt, wenn er die Lochmuster für die Montage jeweils auf alle Teile überträgt. Nach einem kurzen Re-Design seiner Werkbank auf nur noch 2 verschiedene Teile, kalkuliert Max die Profile nochmals neu und bekommt ein Angebot von nur noch CHF 230.-. Das sind Einsparungen von 40%!

Das Konstruieren von Blechteilen braucht Zeit. Wenn Teile zusammengefasst werden können, wird das Einzelstück günstiger und muss nur einmal konstruiert werden. Max hätte nur halb so viel Zeit im CAD verbringen müssen, wenn er von Anfang an weniger Teile konstruiert hätte. „Zum Glück muss ich dank dem Blexon-Portal keine Fertigungs-Zeichnungen oder PDF’s erstellen. Denn dadurch gewinne ich nochmals kostbare Zeit…“ denkt sich Max und klickt auf Bestellen.

 

Blechkonstruktion Tipp #1: Gleiches Material

Kosten sparen bei der Blechkonstruktion – So gelingt es im Handumdrehen!

Eine Blechkonstruktion kann eine Menge Geld kosten. Doch tatsächlich gibt es einige Möglichkeiten, wie du Blech konstruieren und gleichzeitig Kosten sparen kannst – z.B. indem du das gleiche Material für verschiedene Bauteile einsetzt. Wie das genau funktioniert und was du dabei beachten musst, das verraten wir dir in diesem Beitrag. Viel Spaß mit unserem Konstruktionstipp #1 zur Blechkonstruktion!

Fr. 200.-

Verschieden Materialien

-32%

Einsparungen

Fr. 135.-

Gleiche Materialien

Sicher ist es dir auch schon aufgefallen: Je mehr verschiedene Rohmaterialien du für eine Bestellung benötigst, desto tiefer musst du in deinen Geldbeutel greifen. Das liegt vor allem an den Handlings- und Einrichtkosten, die mit steigenden Rohmaterialien proportional zunehmen. In der Blechkonstruktion kann deshalb eine Menge Geld gespart werden, wenn du dich auf ein Material festlegst und dieses für so viele Bauteile wie möglich verwendest.

Nehmen wir folgendes Beispiel einer Blechkonstruktion: Für eine Bestellung brauchst du einen Sensorhalter, ein Beschriftungsschild und eine Distanzscheibe. Damit der Sensorhalter nicht rostet und nicht zu schwer wird, wählst du als Material 2mm Aluminium. Das Beschriftungsschild darf ebenfalls nicht rosten und benötigt 1,5mm Edelstahl. Die Distanzscheibe wird aus 3mm Stahl konstruiert. Nun hast du 3 Teile und 3 verschiedene Materialien. Der Auftrag kostet rund 200.- CHF wobei der Anteil für die Einrichtkosten fast die Hälfte ist.

Wie also könntest Du weniger verschiedenes Material bei der Blechkonstruktion verwenden und gleichzeitig Kosten sparen? Wenn du Blech konstruieren möchtest und zum Beispiel alles aus 3mm Stahl herstellst, wird der Sensorhalter zu schwer und das Beschriftungsschild rostet. Eine Blechkonstruktion nur aus Aluminium ist ebenfalls nicht möglich, weil die Distanzscheibe dann nicht die nötige Distanz von 3mm überbrücken würde. Die Rätsels Lösung? Alles aus 1,5mm Edelstahl.

Denn Edelstahl ist zwar schwerer als Aluminium, gleichzeitig nimmt aber bei gleichbleibender Festigkeit die Materialdicke ab – und der Sensorhalter wird nur minimal schwerer. Auch das Beschriftungsschild wird rostfrei bleiben und die 3mm Distanz ist mit zwei Distanzscheiben kein Problem mehr. Und das beste: Der Preis dürfte nun bei nur mehr 135.-CHF liegen! Das bedeutet eine Kosteneinsparung von rund 32%. Nicht schlecht, oder?

Unser Konstruktionstipp #1 also: Wann immer du eine Bestellung aufgibst, überlege dir vorher, wie du die verschiedenen Materialkosten reduzieren kannst. Brauchst du wirklich für jedes Teil ein anderes Material? Oder gibt es vielleicht die Möglichkeit mit einem Material besonders viele verschiedene Bauteile abzudecken? So sparst du bares Geld bei der nächsten Blechkonstruktion. Wir wünschen viel Erfolg und ein fleißiges Sparen!