Blechgerechtes Konstruieren. 11. Innovationstag 2013

Transkript

1 Blechgerechtes Konstruieren 11. Innovationstag

2 Blechgerechtes Konstruieren 11. Innovationstag 2013 Stefan Agternkamp Leiter Konstruktion 2

3 11. Innovationstag 2013 Wer ist MBH? Wissenswertes über MBH Werkstoff Blech Anwendungsmöglichkeiten Gestaltungsbeispiele Kosten 3

4 MBH Gegründet: 1977 Firmensitz: Ibbenbüren / Münsterland Mitarbeiter 2013: 270 Produktionsfläche rund qm Branchen Landmaschinenbau Fahrzeugbau Lebensmittelindustrie Branche der regenerativen Energien Schienenverkehrstechnik Medizin- / Pharmatechnik Allgemeine Maschinen- und Anlagenbau 4

5 MBH Ihr Systemlieferant für... Entwicklung und Konstruktion Blechbearbeitung Erstellung von Schweißkonstruktionen in Stahl, Edelstahl, Aluminium Laser-Schweißtechnik Roboterschweißtechnik Oberflächentechnik Zerspanungstechnik Interne und externe Montage Maschinen- und Anlagenbau 5

6 Beispiele unserer Leistungsfähigkeit Von der Idee bis zum fertigen Produkt 6

7 z.b. für den Landmaschinenbau 7

8 8

9 9

10

11 Druckbehälterbau, z.b. für die Lebensmittelindustrie 11

12 Aluminium Baugruppen 12

13 Schweißvorrichtungen 13

14 Schweißvorrichtungen 14

15 Fertigungskonzepte 15

16 Entwicklung von Roboterschweißanlagen

17 11. Innovationstag 2013 Wer ist MBH? Wissenswertes über MBH Werkstoff Blech Anwendungsmöglichkeiten Gestaltungsbeispiele Kosten 17

18 Anwendungsmöglichkeiten Bauteile aus Blech sind nicht nur Halterungen oder Verkleidungsbleche, denn Blech ist ein Werkstoff mit vielen Gestaltungsmöglichkeiten. 18

19 Anwendungsmöglichkeiten Es sind auch Funktionsteile mit der mit der zur Verfügung stehenden Fertigungstechnik realisierbar. 19

20 Anwendungsmöglichkeiten Sehr genaue Frästeile Hohe Integration Passungen H7, g6, Form- und Lagetoleranzen in Bereichen von 0,05 oder genauer Stahlbau Toleranzen von mehreren Millimeter oder gröber 20

21 Anwendungsmöglichkeiten Bewegungseinheit Werkzeugmaschine Gehäusehalter Einfache Funktion 21

22 Anwendungsmöglichkeiten Alternatives Blechteil Biegen ohne Schweißen Integrieren von 2 Haltern in einen Winkel CrNi-Stahl, keine Oberflächenbehandlung erforderlich Festigkeit M6 durch Gewindeformen Kostenreduzierung von 85 % 22

23 Anwendungsmöglichkeiten Prinzipielle Vorgehensweise F Beispiel Rollenhalter Gesägtes Rohr auf eine Platte geschweißt Unterschiedliche Winkelvarianten Belastung: überwiegend Druck Ebenheit und Rechtwinkeligkeit ±0,2mm 23

24 Anwendungsmöglichkeiten Rohre durch Bleche ersetzen Belastung bei vergleichbarem Profil Varianten durch konstante Biegelängen mit gleicher Rüststation gebogen Kostenreduzierung von ca. 41% Stückzahlen aller Varianten ca / Jahr 24

25 Anwendungsmöglichkeiten Weitere Optimierungsschritte Schweißen reduzieren 25

26 Anwendungsmöglichkeiten 26

27 Gestaltungsregeln 27

28 Gestaltungsregeln Erhöhen der Stabilität Durch Gestaltung der Blechränder Abkantungen Falzungen Mehrfache Abkantungen 28

29 Gestaltungsregeln Erhöhen der Stabilität Erhöhung der Torsionsteifigkeit durch geschlossene Profile 29

30 Gestaltungsregeln Erhöhen der Stabilität Durch einschweißen von Rippen 30

31 Gestaltungsregeln Schweißen reduzieren Schweißnähte vermeiden bzw. reduzieren lange Fügestellen abkanten kurze Fügestellen schweißen 31

32 Gestaltungsregeln Verzug, Schweißnahtlage Verzug reduzieren durch Punktschweißen, max. 2 Bleche Lochschweißen unterbrochene Schweißnähte symmetrische Schweißnähte Laserschweißen 32

33 Gestaltungsregeln Verzug, Schweißnahtlage Nahtvorbereitung durch Biegen erzeugen Kehlnaht außen Kehlnaht innen 33

34 Gestaltungsregeln Verzug, Schweißnahtlage, Verputzen Verputzarbeiten durch günstige Kantengestaltung reduzieren Verputzen erforderlich Verputzen nicht erforderlich 34

35 Gestaltungsregeln Abwicklungen Kompakte Abwicklungen verringern den Verschnitt 35

36 Gestaltungsregeln Blechtafelgröße beachten Abwicklungen sollten auf eine Normtafel passen Bei großen Bauteilen auf das Teilegewicht achten Schwere Teile aus Einzelteilen fügen 36

37 Gestaltungsregeln Öffnungen innerhalb der Biegezone Abhilfemöglichkeiten sind z.b.: Laserschnitt auf der Biegelinie Biegung komplett freischneiden Öffnungen über die Biegezone legen Lasche in die Biegezone stehen lassen 37

38 Gestaltungsregeln Größenverhältnisse beachten Kleine Laschen an großen Teilen vermeiden Alternativ Handkantungen vorsehen 38

39 Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren Fügehilfen durch Verzapfung von: Flächigen Bauteilen mit Zapfen Gebogenen Bauteilen mit Zapfen in der Biegezone Innen am Bauteil Außen am Bauteil 39

40 Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren Fügehilfen durch Anreißen mit: Körner Lasergravur 40

41 Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren Fügehilfen schweißgerecht gestalten 41

42 Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren Eindeutig definierte Teilezuordnung durch Fügehilfen möglich Verwendung von unsymmetrischen Fügehilfen 42

43 Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren 43

44 Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren 44

45 Kosten Da der Konstrukteur die Herstellkosten zum größten Teil beeinflusst, ist es notwendig, dass er auch alle Möglichkeiten bei der Entstehung des Bauteils mit einbezieht. 45

46 Kosten Zu Beginn des Produktentstehungsprozesses können die Kosten am meisten beeinflusst werden. 46

47 Kosten Kenntnisse des Konstrukteurs zu Gestaltungsmöglichkeiten Anwendungsmöglichkeiten Alternativen Fertigungsverfahren Kenntnisse der Fertigungstechnologien Laserschneiden Stanzen Biegen Laserschweißen Genauigkeiten, Toleranzen der Fertigungsverfahren Kenntnisse der Fertigungsprozesse und Abläufe 47

48 Kosten Kosten reduzieren bei gleicher Funktionalität Um Kosten zu senken, stehen verschiedene Gestaltungsprinzipien zur Verfügung Reduzieren der Teileanzahl Zusammenfassen von Teilen Integration von Funktionen in einem Teil Reduzieren, Vereinfachen der Prozessschritte Entfallen von Schweißen, Biegen, Nutzen von Verfahrensvorteilen Gewinde formen, 48

49 Kosten Tischgestell Ist-Situation 17 Bauteile gesägte Rohre Montagebleche Anforderungen Modular für versch. Varianten Ebenheit der Anschraubflächen hohe Belastung gute Zugänglichkeit 49

50 Kosten Tischgestell Lösungsansätze Reduzieren der Teileanzahl Ersetzen der Rohre durch Blechprofile Zusammenfassen von Teilen Integration von Funktionen 50

51 Kosten Tischgestell Optimierte Version 6 Bauteile Blechkonstruktion keine Zerspanung mehr Schweißaufwand reduziert Funktionen integriert (Anschlüsse, Kabelführung, Steckverbindungen,..) Anforderungen Modular für versch. Varianten Ebenheit der Anschraubflächen hohe Belastung gute Zugänglichkeit 51

52 Kosten Kosten reduzieren bei gleicher Funktionalität Um Kosten zu senken stehen verschiedene Gestaltungsprinzipien zur Verfügung Reduzieren der Teileanzahl Zusammenfassen von Teilen Integration von Funktionen in einem Teil Reduzieren, Vereinfachen der Prozessschritte Entfallen von Schweißen, Biegen, Nutzen von Verfahrensvorteilen Gewinde formen, 52

53 Kosten Türanschlag Winkel als Anschlag für eine Tür. 53

54 Kosten Türanschlag Lösungsansätze Reduzieren, Vereinfachen der Prozessschritte Entfallen von Schweißen, Biegen, 54

55 Kosten Türanschlag Schweißen ersetzen Schweißnähte durch Biegungen ersetzen Anschraubflächen aufschneiden Toleranzen beachten 4 Biegungen 55

56 Kosten Kosten reduzieren bei gleicher Funktionalität Um Kosten zu senken stehen verschiedene Gestaltungsprinzipien zur Verfügung Reduzieren der Teileanzahl Zusammenfassen von Teilen Integration von Funktionen in einem Teil Reduzieren, Vereinfachen der Prozessschritte Entfallen von Schweißen, Biegen, Nutzen von Verfahrensvorteilen Gewinde formen, 56

57 Kosten Halter Energiekette Reduzieren von Prozessschritten Klassische Konstruktion Verwenden von Halbzeugen Viele einfache Prozessschritte Gewinde 57

58 Kosten Halter Energiekette Lösungsansätze Nutzen von Verfahrensvorteilen Kombinierte Bearbeitung, Gewinde formen, 58

59 Kosten Halter Energiekette Gestaltungsidee Integration der Funktionen in ein Blechbauteil Reduzieren der Prozessschritte In diesem Fall entfällt das Schweißen Stabilität und Kraftfluss werden durch entsprechendes Biegen gewährleistet 59

60 Kosten Halter Energiekette U-Profil Sägen Entgraten Bohren Gewindeschneiden Flach Sägen Entgraten Schweißnahtvorbereitung PositionierenSchweißen Spannen Richten Verputzen Blech Laserschneiden Blech Laserschneiden Gewindeschneiden, Schweißmutter, Biegen Blech Stanzen, bzw. Kombinierte Bearbeitung Biegen 60

61 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 61