Bei der Beschaffung kundenspezifischer mechanischer Teile konzentrieren sich viele Kunden ausschließlich auf den Stückpreis und übersehen dabei den Schlüsselfaktor, der die Gesamtkosten wirklich bestimmt: die Herstellbarkeit des Designs selbst. Die DFM-Analyse (Design for Manufacturability) ist eine Methode zur Identifizierung und Beseitigung potenzieller Herstellungsschwierigkeiten während der Entwurfsphase. Es kann die Bearbeitungskomplexität erheblich reduzieren, Durchlaufzeiten verkürzen, die Ausbeute verbessern und letztendlich die Gesamtkosten senken – und das alles ohne Beeinträchtigung der Teilefunktion.

In diesem Artikel werden mehrere praktische DFM-Empfehlungen sowohl für die CNC-Bearbeitung als auch für die Blechbearbeitung vorgestellt.

Teil I: DFM-Empfehlungen für CNC-bearbeitete Teile

1. Vermeiden Sie sehr kleine Innenradien

Viele Ingenieure entwerfen kleine Inneneckenradien (z. B. R0,5 mm) an gefrästen Teilen. Dies erfordert Schaftfräser mit winzigem Durchmesser, die die Bearbeitungszeit verlängern und bruchanfällig sind.
Empfehlung: Unkritische Radien auf R2 mm oder größer erhöhen. Es können Standard-Werkzeugdurchmesser verwendet werden, wodurch die Bearbeitungszeit um mehr als 30 % verkürzt wird.

2. Begrenzen Sie das Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser in tiefen Hohlräumen

Wenn die Hohlraumtiefe das Vierfache des Werkzeugdurchmessers überschreitet, wird die Spanabfuhr schwierig und das Risiko einer Werkzeugablenkung steigt stark an.
Empfehlung: Erwägen Sie bei tiefen Kavitäten das Erodieren oder eine geteilte Ausführung anstelle des aggressiven Fräsens.

3. Gewindegrößen standardisieren

Die Verwendung zu vieler verschiedener Gewindegrößen (z. B. M3, M4, M5, M6 gemischt) erhöht den Werkzeugwechsel und den Lagerbestand.
Empfehlung: Standardisieren Sie auf 1–2 gängige Größen, z. B. M4 und M6, sofern die Montage dies zulässt.

4. Vermeiden Sie strenge Toleranzen für jede Dimension

In einigen Zeichnungen wird für jede Abmessung eine Toleranz von ±0,01 mm festgelegt – ein sehr kostspieliger Ansatz.
Empfehlung: Enge Toleranzen nur auf funktionelle Passflächen anwenden. Reduzieren Sie andere Abmessungen auf ±0,1 mm oder mehr, wodurch die Bearbeitungskosten um 40–60 % gesenkt werden.

Teil II: DFM-Empfehlungen für Blechteile

1. Passen Sie den Biegeradius an die Materialstärke an

Ein zu kleiner Biegeradius führt zu Rissen an der Außenseite der Biegung.
Empfehlung: Der minimale Innenbiegeradius sollte im Allgemeinen der Materialstärke entsprechen (z. B. für 1,5-mm-Blech, Innenradius ≥1,5 mm). Ein falscher Radius erfordert möglicherweise Spezialwerkzeuge oder verursacht Ausschuss.

2. Halten Sie Löcher von Biegelinien fern

Ein Loch, das zu nahe an einer Biegelinie liegt, verformt sich aufgrund der Materialdehnung zu einem Oval.
Empfehlung: Abstand von Lochmitte zur Biegelinie von mindestens 2,5x Materialstärke einhalten.

3. Entwerfen Sie Lamellen und Formungsmerkmale angemessen

Komplexe Luftschlitze, Brückenlanzen oder lange Schlitze erfordern den Werkzeugzugriff und die Berücksichtigung des Materialflusses.
Empfehlung: Verwenden Sie nach Möglichkeit Standard-Stanzformen. Nicht standardmäßige Formen erhöhen die Werkzeugkosten erheblich.

4. Planen Sie Schweißwege sorgfältig

Vermeiden Sie bei der Konstruktion von Schweißbaugruppen übermäßig lange durchgehende Schweißnähte oder unzugängliche Schweißstellen.
Empfehlung: Steppnähte anstelle von durchgehenden Nähten verwenden. Dies reduziert den Wärmeverzug und reduziert den Schweißaufwand um mehr als 30 %.

Teil III: Ein realer Fall – Wie eine DFM-Bewertung 35 % der Kosten einsparte

Ein Kunde aus der Automatisierungsbranche benötigte ein Maschinenbasisteil. Das ursprüngliche Design bestand aus einer einteiligen, CNC-gefrästen Aluminiumkomponente mit den Maßen 300 x 200 x 80 mm, einem tiefen Hohlraum und mehreren Gewindelöchern. Während unserer DFM-Überprüfung haben wir Folgendes vorgeschlagen:

• Teilen Sie den massiven Teil in zwei flachere Hohlräume und schrauben Sie diese dann zusammen.
• Reduzieren Sie die Gewindetypen von 4 auf 2.
• Erhöhen Sie unkritische Verrundungen von R1 mm auf R3 mm.

Ergebnisse: Die Bearbeitungszeit sank von 4,5 Stunden auf 2,8 Stunden pro Teil. Der Werkzeugverbrauch sank um 40 % und die Materialausnutzung stieg von 18 % auf 32 %. Die endgültigen Stückkosten sanken um 35 % und die Vorlaufzeit verkürzte sich um 8 Tage. Der Kunde bestätigte das geänderte Design – Funktion und Festigkeit erfüllten vollständig die Anforderungen.

Teil IV: Best Practice DFM-Prozess

1. Beteiligen Sie sich frühzeitig – Beziehen Sie Ihren Lieferanten idealerweise bereits in der Entwurfsphase in die DFM-Prüfungen ein.
2. Stellen Sie 3D-Modelle bereit, nicht nur 2D-Zeichnungen – 3D-Modelle ermöglichen eine bessere Simulation der Herstellbarkeit.
3. Kritische Merkmale identifizieren – Markieren Sie deutlich, welche Maße eingehalten werden müssen und welche gelockert werden können.
4. Richten Sie eine Feedbackschleife ein – Dokumentieren Sie DFM-Vorschläge, damit dieselben Probleme bei zukünftigen Designs vermieden werden.

Abschluss

Bei DFM geht es nicht darum, Abstriche zu machen; Es geht darum, die gleiche Funktion durch intelligentere Fertigungsmethoden zu erreichen. Sowohl bei CNC-bearbeiteten Teilen als auch bei Blechteilen führt eine professionelle, gründliche DFM-Analyse häufig zu Kosteneinsparungen von 20–50 %, kürzeren Durchlaufzeiten und einer verbesserten Qualitätsstabilität. Wenn Sie das nächste Mal Teile beschaffen, fragen Sie Ihren Lieferanten: „Können Sie eine DFM-Überprüfung für uns durchführen?“

Wenn Sie ein bestimmtes Teil haben, das eine DFM-Analyse benötigt, kontaktieren Sie uns bitte für einen kostenlosen Bericht zur Herstellbarkeitsbewertung.