Besondere Herrausforderung: Einzelteilfertigung
Sie brauchen ein Bauteil. Einmal, mit Termin, und es muss funktionieren. Dann kommt das Angebot zurück und liegt deutlich über dem, was ein Serienteil kosten würde.
Der Grund hat wenig mit Zerspanleistung zu tun. Bei Stückzahl 1 entscheidet, was vor dem ersten Span geklärt wurde. Es gibt keinen Erprobungslauf und kein zweites Teil, an dem sich eine Erkenntnis noch umsetzen lässt. Das erste Teil ist das Gutteil.
Einzelteilfertigung bedeutet die Herstellung eines Bauteils nach individueller Vorgabe, ohne Serie und ohne Stückzahllogik. In der Produktionswirtschaft ist das die Losgröße 1.
Ein Prototyp, der erstmals als reales Bauteil geprüft wird. Ein Ersatzteil, das nicht mehr lieferbar ist. Eine Sonderkomponente für eine Anlage, die es am Markt nicht gibt. Oder die Vorstufe zu einer späteren Serie.
Er ist rein kalkulatorisch, aber entscheidend: In der Kleinserie verteilen sich die einmaligen Aufwände auf mehrere Teile, bei Losgröße 1 trägt sie ein einziges Werkstück.
Die Kosten eines zerspanten Bauteils bestehen grob aus Maschinenkosten von 40 bis 60 Prozent, Rüstkosten und Programmierkosten, Material und Werkzeugverschleiß. Bei Einzelteilen machen die Rüstkosten und Programmierkosten jeweils 20 bis 40 Prozent aus.
30 Minuten Rüstzeit bei 65 Euro Stundensatz ergeben 32,50 Euro. Bei 100 Teilen sind das 33 Cent pro Stück. Bei einem Teil bleiben es 32,50 Euro, ebenso wie die komplette Programmierzeit. Bei 100 Teilen sind diese Kosten fast vernachlässigbar.
Der Rüstzeitanteil an der Arbeitszeit liegt in der zerspanenden Fertigung nicht selten über 60 Prozent. Wie ein Fertiger rüstet, beeinflusst den Preis Ihres Einzelteils deshalb stärker als sein Maschinenstundensatz.
In einer Serie kostet ein Fehlversuch ein Stück. Bei Losgröße 1 kostet er Werkstück, Material, Programmierung, Rüstzeit und Termin. Unsere Reklamationsquote in der Fertigung liegt unter 0,1 Prozent, was hier weniger eine Qualitätsaussage ist als eine Wirtschaftlichkeitszahl.
Sie wird selten genannt. Wenn wir den Rahmen kennen, können wir sagen, welche Anforderung ihn sprengt und ob es dafür eine funktional gleichwertige Alternative gibt.
Eine Änderung nach der Fertigungsfreigabe wirkt bei Losgröße 1 anders als in der Serie: Das laufende Werkstück ist in der Regel verloren, samt Material und Programmierung. Ein eindeutiger Revisionsstand und ein definierter Änderungsstopp verhindern das.
Häufig liegt nur eine Skizze oder das defekte Originalteil vor. Dann beginnt die Arbeit früher: Geometrie erfassen, 3D-Modell aufbauen, Machbarkeit prüfen, Fertigungsdaten ableiten. Bei uns bewerten Konstruktion und Fertigung dasselbe Bauteil im gleichen Haus.
Zeichnungen ohne Toleranzen oder mit Angaben, die dem 3D-Modell widersprechen, sind ein häufiges Problem. Die Rollenteilung ist eindeutig: Das Modell definiert die Geometrie, die Zeichnung definiert Toleranzen, Oberflächen und Gewinde.
Die Norm fasst Allgemeintoleranzen in Klassen zusammen, Teil 1 für Längen- und Winkelmaße, Teil 2 für Form und Lage. Ein Verweis im Schriftfeld wie ISO 2768-mK ersetzt Dutzende Einzeleintragungen.
Oft heißt es, enge Toleranzen steigerten die Kosten exponentiell. Der Zusammenhang ist stufenförmig. Solange eine Toleranz mit dem geplanten Verfahren in derselben Aufspannung erreichbar ist, ändert sich kaum etwas. Sobald sie einen zusätzlichen Arbeitsgang erzwingt, springt der Aufwand deutlich.
Werkzeugzugänglichkeit, denn ein Sonderradius erzwingt ein Sonderwerkzeug, dessen Kosten dieses eine Teil trägt. Ausreichende Spannflächen mit definierten Auflagepunkten. Und eine klare Bezugsstrategie, weil jede zusätzliche Aufspannung ihren eigenen Ausrichtfehler mitbringt.
Halbzeug und Aufmaß festlegen, Grobbearbeitung, Wärmebehandlung, falls nötig, Bezugsflächen und Nullpunkte erzeugen, Funktionsflächen schlichten, Nachbearbeitung, prüfen und dokumentieren.
Wird sie nachträglich eingeschoben, sind die Funktionsmaße bereits fertig und der Maßzuwachs der Randschicht liegt außerhalb der Toleranz.
Jedes Halbzeug verzieht sich beim Schruppen, besonders Aluminium, hochlegierte Stähle und dünnwandige Bauteile. In der Serie beobachtet man das am ersten Teil. Bei Stückzahl 1 muss die Aufteilung zwischen Schruppen und Schlichten vorher stimmen. Das ist Erfahrungswissen der Fachkräfte und nicht durch eine Maschineninvestition ersetzbar.
Weniger Aufspannungen senken nicht nur die Rüstzeit, sondern verkürzen auch die Fehlerkette. Unsere DMG CMX 50 U bearbeitet fünfachsig mit Verfahrwegen von 500/450/400 mm, 12.000 U/min und 60-fach-Werkzeugwechsler, die Hurco VMX 42 ergänzt sie dreiachsig bis 1.067/610/610 mm. Verarbeitet werden Aluminium, Stahl, Edelstahl, Messing und Kunststoffe.
Sie stellt erst am Schluss fest, ob mehrere Tage Arbeit verwendbar sind. Besser ist eine prüfbare Kette: kritische Merkmale vorab markieren und Prüfpunkte im Prozess verteilen, spätestens nach jeder Wärmebehandlung.
Ein Messschieber genügt meistens. Je nach Anforderung braucht es aber auch Bügelmessschraube, Innenmessgerät, Höhenmessgerät, Rauheitsmessung oder ein Koordinatenmessgerät oder man misst die Passungen direkt an der Maschine. Wer erst am fertigen Teil merkt, dass eine Anforderung nicht prüfbar ist, hat ein Problem ohne gute Lösung.
Wenn NC-Programme, vorhandene Prüfmittel, spezielle Werkzeuge oder Spannvorrichtungen und Dokumentation erhalten bleiben, entfällt beim Nachbau ein großer Teil der Einmalkosten. Im Ersatzteilfall ist das der eigentliche Wert der Zusammenarbeit.
Gerade bei Einzelteilen und kleinen Losgrößen sind kurze Rüstzeiten entscheidend für eine wirtschaftliche Fertigung. Durch den Einsatz eines Nullpunktspannsystems lassen sich unterschiedliche Schraubstock- und Backengrößen schnell und präzise wechseln, für maximale Flexibilität bei minimalem Rüstaufwand. Umrüstzeit unter 2 Minuten.
Wird aus dem Einzelteil ein wiederkehrender Bedarf, greift dieselbe Ausstattung mit besserer Kostenkurve. Unser Automationssystem von Lang bietet 60 Schraubstockplätze für Bauteile bis 120 x 100 x 100 mm, mit Sonderbacken bis 117 x 230 x 145 mm.
Bei vielen Einzelteilen ist die Bearbeitung der kleinere Teil der Durchlaufzeit. Was nicht am Lager ist, setzt den Termin. Wir beschaffen über ein seit Jahren gewachsenes Netzwerk und können häufig auf verfügbare Alternativen ausweichen, wenn diese in der Anfrage freigegeben sind.
Eloxieren, Härten, chemisch Vernickeln oder Nitrieren brauchen Vorlauf, und mehrere aufeinanderfolgende Schritte addieren sich zu einem erheblichen Anteil der Gesamtdurchlaufzeit. Terminiert werden sie mit dem Ablauf, nicht am Ende.
Lässt sich dieses Teil mit den vorhandenen Maschinen, Werkzeugen, Spannmitteln und Prüfmitteln reproduzierbar innerhalb von Toleranz, Termin und Kosten herstellen?
Wenn die Antwort nicht klar ja ist, muss vorher etwas geändert werden: Konstruktion, Toleranz, Halbzeug, Prozessfolge, Fremdvergabe oder Prüfkonzept. Diese halbe Stunde Klärung ist der Unterschied zwischen einem planbaren Bauteil und einem teuren Lernprozess.
Wir sind rund 20 Mitarbeitende in Laupheim, mit Konstruktion und Fertigung an einem Standort, und arbeiten seit über 35 Jahren so. Schicken Sie uns Zeichnung oder 3D-Modell. Falls beides fehlt, genügt eine Skizze oder das Musterteil.
Schildern Sie uns Ihre Anforderung. Wir melden uns innerhalb von 24 Stunden mit einem konkreten Vorschlag.
Weil Programmierung, Rüsten und Arbeitsvorbereitung nur einmal anfallen, aber vollständig auf ein Werkstück umgelegt werden. Bei zerspanten Einzelteilen liegt der Rüst- und Programmierkostenanteil typischerweise bei 40 bis 80 Prozent.
Bei einem Stück. Der Übergang zur Kleinserie beginnt dort, wo sich die Einmalaufwände verteilen und die Stückkosten deutlich sinken.
Idealerweise 3D-Modell als STEP-Datei, 2D-Zeichnung mit Toleranzen und Oberflächen, Werkstoff und Lieferzustand sowie Termin und Prüfanforderungen.
Ja. Aus einer Skizze oder einem Musterteil lassen sich Geometrie und Maße erfassen und die Fertigungsdaten ableiten. Der Zusatzaufwand sollte in der Anfrage berücksichtigt werden.
Prototypenfertigung ist ein Anwendungsfall davon. Beim Prototyp steht die Erkenntnis im Vordergrund, beim Ersatzteil die Funktion im laufenden Betrieb.
Ja, sofern das Rüsten automatisiert wird und nicht die Bearbeitung. Der Nutzen wächst mit der Häufigkeit der Rüstwechsel.
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