DFM-Preflight fürs Metallstanzen vor dem Werkzeugangebot

Was muss vor dem Werkzeugangebot entschieden sein?

Die DFM-Prüfung soll die Kalkulationsgrundlage und die noch offenen Entscheidungen sichtbar machen. Ordnen Sie jeden Punkt nach seinem Einfluss auf Verfahren, Werkzeug und Abnahme ein. Die folgenden drei Ergebnisse sind eine praktische Arbeitshilfe, kein genormtes Bewertungssystem.

• Angebot möglich: Zeichnungsstand, Werkstoff, Funktionsanforderungen und vorgesehener Fertigungsweg sind für den angefragten Umfang ausreichend festgelegt.
• Angebot unter Bedingungen: Eine Option lässt sich gesondert kalkulieren, etwa ein größeres unkritisches Loch oder das Abdecken einer Kontaktfläche. Annahme und Leistungsumfang gehören ausdrücklich ins Angebot.
• Zuerst klären: Ein Widerspruch oder eine fehlende Vorgabe könnte das Werkzeugkonzept ändern, etwa eine noch offene Blechdicke oder eine unklare Positionierfunktion. Klären Sie dies vor der Bestätigung des betroffenen Werkzeugpreises.

Mit der Einbaufunktion und dem Prüfaufbau beginnen

Bestimmen Sie, wodurch das Teil in der Baugruppe positioniert wird, welche Flächen anliegen und welche Maße die Passung bestimmen. Daraus ergeben sich die Bezüge und der Prüfaufbau. Eine enge Toleranz ohne eindeutigen Bezug oder Messzustand kann dazu führen, dass Kunde und Lieferant unterschiedliche Merkmale bewerten.

Bei einem nachgiebigen Halter oder Deckel muss feststehen, ob die Anforderung im freien Zustand oder unter definierter Einspannung gilt. Geben Sie bei Einspannung Auflagen, Spannpunkte und die vereinbarte Last beziehungsweise Verschraubung an. KEYENCE erläutert, warum Prüfungen im freien und im eingespannten Zustand eindeutige Zeichnungsangaben benötigen. [3]

• Prüfen Sie, ob Zeichnung und 3D-Modell denselben Stand haben, und legen Sie bei Abweichungen das maßgebliche Dokument fest.
• Kennzeichnen Sie Positionierlöcher, Anlageflächen und andere funktionswichtige Merkmale. Auch für die übrigen Maße muss eine Allgemeintoleranz festgelegt sein.
• Benennen Sie je Anforderung den Prüfzustand: eben, fertig umgeformt, entgratet, oberflächenbehandelt oder montiert.

Welche Löcher und Schlitze verdienen besondere Aufmerksamkeit?

Prüfen Sie den kleinsten Lochdurchmesser beziehungsweise die kleinste Schlitzbreite, verbleibende Stege und benachbarte Umformbereiche. Je kleiner ein gestanztes Merkmal im Verhältnis zur Blechdicke ist, desto anspruchsvoller werden Stempelbelastung und Schnittqualität. Werkstofffestigkeit, Stempelführung und Schneidspalt beeinflussen die Machbarkeit ebenfalls; der Durchmesser allein entscheidet nicht darüber. [1]

Beispiel: Ein Loch mit 1,0 mm Durchmesser in 1,2 mm Blech ergibt ein Verhältnis von 1,0 ÷ 1,2 ≈ 0,83. Dieses Merkmal gehört in die Werkzeugprüfung. Kann das Loch größer werden, lässt sich der schlanke Stempel ausreichend abstützen oder sollte eine andere Bearbeitung angeboten werden?

Definieren Sie Abstände eindeutig. Liegt der Mittelpunkt eines Lochs mit 4 mm Durchmesser 3 mm von einer geraden Außenkante entfernt, verbleiben nur 3 − 4/2 = 1 mm Material. Der Steg ist also nicht 3 mm breit. Bei Löchern nahe einer Biegung muss außerdem klar sein, ob zur Biegetangente, theoretischen scharfen Ecke oder Biegelinie in der Abwicklung gemessen wird.

Biegungen zusammen mit der Arbeitsfolge prüfen

Ein Loch neben einer Biegung kann beim Umformen seine Form oder Lage verändern, obwohl es im ebenen Blech genau gestanzt wurde. Prüfen Sie deshalb den verformten Materialbereich, die geforderte Endlage des Lochs und die Zugänglichkeit sowie Abstützung an der vorgesehenen Werkzeugstation.

Vergleichen Sie das Versetzen des Lochs, eine geänderte Freistellung und das Lochen nach dem Biegen. Eine Konstruktionsänderung braucht die Zustimmung des Kunden, eine Freistellung kann Steifigkeit und Aussehen beeinflussen, und späteres Lochen kann zusätzliche Werkzeuge und Positionierung erfordern. Die gewählte Arbeitsfolge muss in die Kalkulation eingehen.

Bewerten Sie Innenradius und Schenkelhöhe anhand der konkreten Werkstoffsorte, des Zustands und des Blechdickenbereichs. Rückfederung ist die elastische Erholung nach Entlastung: Ein Werkzeugwinkel von 90° gewährleistet daher allein keinen fertigen Biegewinkel von 90°. WorldAutoSteel beschreibt den Einfluss von Werkstoffeigenschaften und Geometrie. [2]

• Ermitteln Sie, welcher Biegewinkel, welche Schenkelhöhe oder welches Lochmaß zur Anlagefläche die Montage bestimmt.
• Klären Sie, ob Werkzeugzugang, Teileentnahme, gegenläufige Biegungen oder kurze Schenkel den Werkzeugaufbau verändern.
• Ist ein Versuch nötig, legen Sie das zu prüfende Merkmal fest und verwenden Sie den vorgesehenen Serienwerkstoffzustand. Die Werkzeugkompensation wird anhand dieser Prüfung abgestimmt.

Was muss der Kunde zu Kanten und Oberflächen angeben?

Beschreiben Sie zunächst, wie das Teil eingesetzt wird. Sie müssen vor der Anfrage weder eine maximale Grathöhe noch ein Entgratverfahren festlegen. Zum Beispiel: „Durch dieses Loch läuft ein Kabel; die Kante darf die Isolierung nicht beschädigen“, „Diese beiden Bleche müssen ohne Spalt anliegen“ oder „Das ist die Erdungskontaktfläche; sie darf nicht lackiert werden.“

Ein Grat ist ein kleiner Materialüberstand, der beim Schneiden an einer Kante entstehen kann. Kreisen Sie die betreffenden Stellen in einer Zeichnung oder einem Foto ein und senden Sie vorhandene Zeichnungsvorgaben, Montagefotos oder Kundenstandards mit. HARVLAND kann damit geeignete Bearbeitungsmöglichkeiten prüfen und das gewünschte Ergebnis sowie die Prüfmethode mit Ihrem Team abstimmen.

• Montage und Kabel: Zeigen Sie, wo Teile anliegen und Kabel durchgeführt werden. Auch Fotos eines Spalts, einer Scheuerstelle oder eines Montageproblems helfen.
• Elektrischer Kontakt: Markieren Sie die Fläche für Erdung oder Stromleitung. Der Lieferant kann die Abdeckgrenzen vorschlagen, die Ihr Team anschließend bestätigt.
• Aussehen: Benennen Sie die nach der Montage sichtbaren Flächen und senden Sie, falls vorhanden, ein Referenzfoto oder Muster. Die Prüfdetails lassen sich während der Durchsprache vereinbaren.

Beispiel: Aus einer offenen Halterfrage wird eine Entscheidung

Betrachten wir beispielhaft einen Stahlhalter aus 1,2 mm Blech: Er besitzt ein Loch von 1,0 mm, ein weiteres Positionierloch nahe einer Biegung und eine pulverbeschichtete Fläche mit Erdungskontakt. Zu klären ist, welche Anforderungen für die Kalkulation und den späteren Funktionsnachweis feststehen müssen.

Beim kleinen Loch ist zuerst zu fragen, ob der Durchmesser funktional festliegt. Beim Positionierloch sind die Endlage zur Anlagefläche und die Arbeitsfolge zu prüfen. Für den Erdungskontakt muss der unbeschichtete Bereich festgelegt werden. Die nachstehende Beispielliste zeigt die weiteren Schritte, ohne jede offene Frage als Ablehnung der Konstruktion zu behandeln.

Wann ist ein DFM-Punkt vor Werkzeugbau und nach Bemusterung erledigt?

Vor dem Werkzeugbau müssen die dafür notwendigen Entscheidungen freigegeben sein: Zeichnungsstand, akzeptierte Änderungen, Fertigungsweg und Prüfanforderungen. Fragen, die nur am Muster geklärt werden können, bleiben als „Validierung ausstehend“ offen, mit Prüfmethode und Freigabeverantwortlichem. Ein Angebot ist dafür noch kein Nachweis.

Ordnen Sie nach der Bemusterung die tatsächlichen Mess- oder Montageergebnisse der jeweiligen Punktnummer, Zeichnungsversion, dem Werkstoff und dem Verfahren zu. Ein anders gefertigtes Muster kann die Passung prüfen helfen, beantwortet aber nicht zwingend Fragen zu Grat, Rückfederung oder Wiederholbarkeit des Serienverfahrens.

• Geben Sie jedem Punkt eine ID, Zeichnungsposition, zuständige Person, Frist und konkrete nächste Maßnahme.
• Schließen Sie eine Konstruktionsentscheidung mit einer revidierten Zeichnung oder einer darauf bezogenen schriftlichen Freigabe ab. Ein Vorschlag bleibt bis zur Zustimmung offen.
• Schließen Sie eine Validierung mit dem vereinbarten Nachweis ab: Maßbericht, Kanten- oder Oberflächenprüfung oder dokumentiertes Montageergebnis.
• Führen Sie Ausschlüsse und offene Annahmen im Angebot auf. Angebotsannahme, Werkzeugbeauftragung und Serienfreigabe sind getrennte Entscheidungen.