Blechgerechtes Konstruieren 11. Innovationstag 2013 1
Blechgerechtes Konstruieren 11. Innovationstag 2013 Stefan Agternkamp Leiter Konstruktion 2
11. Innovationstag 2013 Wer ist MBH? Wissenswertes über MBH Werkstoff Blech Anwendungsmöglichkeiten Gestaltungsbeispiele Kosten 3
MBH Gegründet: 1977 Firmensitz: Ibbenbüren / Münsterland Mitarbeiter 2013: 270 Produktionsfläche rund 18800 qm Branchen Landmaschinenbau Fahrzeugbau Lebensmittelindustrie Branche der regenerativen Energien Schienenverkehrstechnik Medizin- / Pharmatechnik Allgemeine Maschinen- und Anlagenbau 4
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
Beispiele unserer Leistungsfähigkeit Von der Idee bis zum fertigen Produkt 6
z.b. für den Landmaschinenbau 7
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Druckbehälterbau, z.b. für die Lebensmittelindustrie 11
Aluminium Baugruppen 12
Schweißvorrichtungen 13
Schweißvorrichtungen 14
Fertigungskonzepte 15
Entwicklung von Roboterschweißanlagen
11. Innovationstag 2013 Wer ist MBH? Wissenswertes über MBH Werkstoff Blech Anwendungsmöglichkeiten Gestaltungsbeispiele Kosten 17
Anwendungsmöglichkeiten Bauteile aus Blech sind nicht nur Halterungen oder Verkleidungsbleche, denn Blech ist ein Werkstoff mit vielen Gestaltungsmöglichkeiten. 18
Anwendungsmöglichkeiten Es sind auch Funktionsteile mit der mit der zur Verfügung stehenden Fertigungstechnik realisierbar. 19
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
Anwendungsmöglichkeiten Bewegungseinheit Werkzeugmaschine Gehäusehalter Einfache Funktion 21
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
Anwendungsmöglichkeiten Prinzipielle Vorgehensweise F Beispiel Rollenhalter Gesägtes Rohr auf eine Platte geschweißt Unterschiedliche Winkelvarianten Belastung: überwiegend Druck Ebenheit und Rechtwinkeligkeit ±0,2mm 23
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. 1000 / Jahr 24
Anwendungsmöglichkeiten Weitere Optimierungsschritte Schweißen reduzieren 25
Anwendungsmöglichkeiten 26
Gestaltungsregeln 27
Gestaltungsregeln Erhöhen der Stabilität Durch Gestaltung der Blechränder Abkantungen Falzungen Mehrfache Abkantungen 28
Gestaltungsregeln Erhöhen der Stabilität Erhöhung der Torsionsteifigkeit durch geschlossene Profile 29
Gestaltungsregeln Erhöhen der Stabilität Durch einschweißen von Rippen 30
Gestaltungsregeln Schweißen reduzieren Schweißnähte vermeiden bzw. reduzieren lange Fügestellen abkanten kurze Fügestellen schweißen 31
Gestaltungsregeln Verzug, Schweißnahtlage Verzug reduzieren durch Punktschweißen, max. 2 Bleche Lochschweißen unterbrochene Schweißnähte symmetrische Schweißnähte Laserschweißen 32
Gestaltungsregeln Verzug, Schweißnahtlage Nahtvorbereitung durch Biegen erzeugen Kehlnaht außen Kehlnaht innen 33
Gestaltungsregeln Verzug, Schweißnahtlage, Verputzen Verputzarbeiten durch günstige Kantengestaltung reduzieren Verputzen erforderlich Verputzen nicht erforderlich 34
Gestaltungsregeln Abwicklungen Kompakte Abwicklungen verringern den Verschnitt 35
Gestaltungsregeln Blechtafelgröße beachten Abwicklungen sollten auf eine Normtafel passen Bei großen Bauteilen auf das Teilegewicht achten Schwere Teile aus Einzelteilen fügen 36
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
Gestaltungsregeln Größenverhältnisse beachten Kleine Laschen an großen Teilen vermeiden Alternativ Handkantungen vorsehen 38
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
Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren Fügehilfen durch Anreißen mit: Körner Lasergravur 40
Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren Fügehilfen schweißgerecht gestalten 41
Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren Eindeutig definierte Teilezuordnung durch Fügehilfen möglich Verwendung von unsymmetrischen Fügehilfen 42
Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren 43
Gestaltungsregeln Stecksysteme, Gravuren 44
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
Kosten Zu Beginn des Produktentstehungsprozesses können die Kosten am meisten beeinflusst werden. 46
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
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
Kosten Tischgestell Ist-Situation 17 Bauteile gesägte Rohre Montagebleche Anforderungen Modular für versch. Varianten Ebenheit der Anschraubflächen hohe Belastung gute Zugänglichkeit 49
Kosten Tischgestell Lösungsansätze Reduzieren der Teileanzahl Ersetzen der Rohre durch Blechprofile Zusammenfassen von Teilen Integration von Funktionen 50
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
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
Kosten Türanschlag Winkel als Anschlag für eine Tür. 53
Kosten Türanschlag Lösungsansätze Reduzieren, Vereinfachen der Prozessschritte Entfallen von Schweißen, Biegen, 54
Kosten Türanschlag Schweißen ersetzen Schweißnähte durch Biegungen ersetzen Anschraubflächen aufschneiden Toleranzen beachten 4 Biegungen 55
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
Kosten Halter Energiekette Reduzieren von Prozessschritten Klassische Konstruktion Verwenden von Halbzeugen Viele einfache Prozessschritte Gewinde 57
Kosten Halter Energiekette Lösungsansätze Nutzen von Verfahrensvorteilen Kombinierte Bearbeitung, Gewinde formen, 58
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
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
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