Auf technischen Zeichnungen erscheint die Wahl zwischen CNC-Bearbeitung, Druckguss und Blechbearbeitung oft einfach. In der realen Produktion treffen OEMs jedoch häufig suboptimale Prozessentscheidungen – was zu höheren Kosten, längeren Lieferzeiten und Problemen in der nachgelagerten Montage führt. Die eigentliche Schwierigkeit liegt nicht im Verständnis der einzelnen Prozesse, sondern in deren Verhalten unter realen Fertigungsbedingungen wie Toleranzvorgaben, Lieferkettenengpässen und Produktionsschwankungen.
Dieser Artikel bietet einen technischen Vergleich dieser Prozesse, hebt häufige Konstruktionsfehler hervor und erklärt, wie technikorientierte Zulieferer OEMs dabei helfen, unnötige Risiken und Kosten zu vermeiden.
1. CNC-Bearbeitung: Präzision und Flexibilität, aber stark kostenintensiv.
Die CNC-Bearbeitung gilt aufgrund ihrer Präzision und Wiederholgenauigkeit oft als die sicherste Wahl, wobei die Toleranzen üblicherweise durch Normen wie beispielsweise … vorgegeben werden. ASME Y14.5. Bei komplexen Geometrien ist CNC jedoch aufgrund von Materialverschwendung und langen Bearbeitungszyklen die kostenintensivste Option.
Wann CNC geeignet ist
- Niedrige bis mittlere Stückzahlen oder komplexe Geometrien mit engen Ausbeuteanforderungen.
- Hochpräzise Bauteile für Anwendungen in der Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt oder Messtechnik.
- Prototyping und technische Validierung (EVT/PVT).
- Strukturen, die sich nicht zum Gießen oder Umformen eignen.
- Bauteile, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit erfordern, wie zum Beispiel Kühlkörper.
Häufige Fehler von Erstausrüstern
- CNC-Fertigung bei für den Druckguss geeigneten Produktionsvolumina.
- Die DFM-Optimierung, die die Bearbeitungszeit verkürzen könnte, wird übersprungen.
- Unnötig enge Toleranzen festlegen.
Branchenbeispiel
Für die Prototypenfertigung wurde zunächst ein Gehäuse für Unterhaltungselektronik gefräst. Mit steigender Stückzahl auf mehrere Tausend Einheiten schnellten die CNC-Kosten pro Stück in die Höhe. Nach der Evaluierung alternativer Verfahren mit einem Anbieter für Mehrprozessfertigung entschied sich das Team für den Druckguss mit selektiver CNC-Nachbearbeitung, wodurch die Gesamtkosten um rund 301 TP3T gesenkt werden konnten.
2. Druckguss: Ideal für maßstabsgetreue Modelle, erfordert jedoch Planung und realistische Erwartungen
Druckguss bietet eine hohe Kosteneffizienz bei größeren Stückzahlen, jedoch werden die fixen Werkzeugkosten und die lange Vorlaufzeit in der frühen Planungsphase häufig unterschätzt. Das Verfahren wird typischerweise für Aluminium-, Zink- oder Magnesiumlegierungen eingesetzt, wobei das Material selbst die Anwendbarkeit einschränkt. Hersteller orientieren sich oft an Richtlinien von Branchenverbänden wie beispielsweise … NADCA um Qualität und Dimensionsstabilität zu gewährleisten.
Wann Druckguss geeignet ist
- Mittlere bis hohe Produktionsvolumina, bei denen die Werkzeugkosten amortisiert werden können.
- Bauteile, die eine stabile Geometrie und gleichbleibende Wiederholgenauigkeit erfordern.
- Komplexe 3D-Strukturen, deren maschinelle Fertigung kostspielig ist.
- Anwendungsbereiche, in denen kleinere kosmetische Mängel akzeptabel sind.
Häufige Fehler von Erstausrüstern
- Fehleinschätzung der wirtschaftlichen Bestellmenge und Verwendung von Druckguss für Kleinserien.
- Die Lieferzeit für Werkzeuge wird unterschätzt (oft 12–20+ Wochen).
- Wir erwarten Präzision auf CNC-Niveau ohne Nachbearbeitung.
Branchenbeispiel
Ein Hersteller von Industrieanlagen bearbeitete zunächst ein komplexes Aluminiumgehäuse. Mit steigenden Jahresproduktionszahlen erwies sich der Druckguss als deutlich wirtschaftlicher. Nach der Umstellung sanken die Gesamtstückkosten – einschließlich der Nachbearbeitung – um fast die Hälfte, und die Maßgenauigkeit verbesserte sich über die Chargen hinweg.
3. Blech: Sehr flexibel, aber am häufigsten falsch angewendet
Blech eignet sich hervorragend für Strukturbauteile, Gehäuse und Halterungen. Zu seinen Hauptvorteilen zählen geringe Werkzeugkosten, hohe Designflexibilität und die Eignung für große Bauteile oder Varianten. Die Prozesse in der Blechbearbeitung orientieren sich häufig an Normen, die von Organisationen wie der [Name der Organisation/des Verbandes einfügen] definiert werden. Verband der Hersteller und Verarbeiter (FMA).
Wann Blech geeignet ist
- Teile mittlerer Komplexität und mittlerer bis hoher Stückzahl.
- Große Strukturen, die sich nicht für den Guss eignen.
- Kostensensible Gehäuse oder Bauteile.
- Teile, die gebogen, geschweißt, montiert und oberflächenbearbeitet werden müssen.
- Konstruktionen, die schnelle Iterationen bei minimalen Werkzeugkosten erfordern.
Häufige Fehler von Erstausrüstern
- Überdimensionierte Biegungen oder Radien führen zu mehr Ausschuss und höheren Fertigungskosten.
- Einbringen von gussähnlichen Merkmalen in Blechkonstruktionen (wie z. B. dichte Erhebungen).
- Die Wahl ungeeigneter Materialstärken oder -qualitäten, die zu Vibrations- oder Ermüdungsproblemen führen.
Branchenbeispiel
Ein Gehäuse für Netzwerkgeräte war ursprünglich mit mehreren kleinen internen Bauteilen konstruiert worden, die sich besser für den Guss eigneten. Nach der Überarbeitung des Bauteils hin zur Fertigung aus Blech konnte das Team die Fertigungsschritte reduzieren, die Schweißvorgänge vereinfachen und die Gesamtkosten um etwa 251 TP3T senken, während gleichzeitig die Montagekonsistenz verbessert wurde.
4. Warum Fehleinschätzungen so häufig vorkommen
Branchenweit führen vier wiederkehrende Probleme zu Prozessabweichungen:
- Verkürzte Entwicklungszeiten ohne DFM-Überprüfung
- Die Kapazitäten des Lieferanten sind auf einen einzigen Prozess beschränkt.
- Mangelndes frühzeitiges Feedback der Fertigung an die Entwicklung
- Vergleich nur des Stückpreises unter Vernachlässigung der gesamten Lebenszykluskosten
5. Der Wert eines ingenieurtechnisch integrierten Lieferanten
Ein Lieferant mit umfassenden Prozessfähigkeiten und fundierter DFM-Expertise ermöglicht es OEMs:
- Führen Sie einen strukturierten Kosten- und Toleranzvergleich über alle Prozesse hinweg durch.
- Wählen Sie für jede Stufe den optimalen Prozess (EVT → PVT → MP)
- Risiken frühzeitig erkennen und Entwicklungszeiten verkürzen
- Flexibilität bewahren, anstatt sich auf einen einzigen Prozess festzulegen.
Abschluss
Die Wahl des richtigen Fertigungsprozesses ist eine strategische Ingenieursentscheidung – keine reine Preisfrage. OEMs, die frühzeitig Erkenntnisse aus dem DFM-Ansatz und eine mehrstufige Prozessbewertung integrieren, können Risiken deutlich reduzieren, die Kostenstruktur verbessern und die Markteinführungszeit verkürzen.
Wenn Sie jemals Schwierigkeiten hatten, das richtige Verfahren auszuwählen, Kosten und Präzision in Einklang zu bringen oder den Übergang vom Prototyp zur Serienfertigung zu meistern, kontaktieren Sie uns gerne. Unser Ingenieurteam unterstützt Sie bei der Auswahl des passenden Verfahrens und gibt Ihnen praktische Hinweise aus unserer langjährigen Erfahrung mit verschiedenen Verfahren.
Haftungsausschluss: Die in diesem Artikel beschriebenen Szenarien und Beispiele sind allgemeine Branchensituationen, die zu Veranschaulichungszwecken erstellt wurden und sich nicht auf einen bestimmten Kunden oder ein bestimmtes Projekt beziehen.
