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Die Grundlagen und Methoden der Befestigung


The Basics & Methods of Fixturing

Die Auswahl der richtigen 3D-Druckmaterialien für die Automobilherstellung

Ob es sich nun um eine Vorrichtung, eine Klemme, eine Schweißvorrichtung oder einen Schraubstock handelt, die Befestigung ist für bestimmte Fertigungsprozesse unerlässlich. Die Befestigung dient dazu, Werkstücke zu halten, zu stützen, zu positionieren oder zu sichern, um genaue und konsistente Ergebnisse zu erzielen. Befestigungstechniken führen zu höherer Genauigkeit, Produktivität, Sicherheit und Produktqualität.

Was ist eine Vorrichtung?

Befestigung ist der Prozess der Konstruktion oder Verwendung von Werkzeugen, um ein Werkstück während der Fertigung sicher an seinem Platz zu halten. Sie gewährleistet Stabilität, Präzision und Wiederholbarkeit für Aufgaben wie Bearbeitung, Montage oder Inspektion. Eine ordnungsgemäße Befestigung verhindert Bewegungen, reduziert Fehler und erhöht die Effizienz in Produktionsabläufen.

Arten von Vorrichtungen

Im Bereich der Vorrichtungen gibt es einige Haupttypen, die von Herstellern verwendet werden. Dazu gehören Montagevorrichtungen, Prüfvorrichtungen, Markierungsvorrichtungen und Schweißvorrichtungen.   

  1. Montagevorrichtungen: Diese Vorrichtungen unterstützen die korrekte Montage von Komponenten und Produkten. Das Design der Vorrichtung positioniert und hält Teile während der Montage und stellt sicher, dass das Teil genau passt und ordnungsgemäß funktioniert. Bei Montagevorrichtungen umfassen die Vorteile der Befestigung eine erhöhte Montagegeschwindigkeit, Genauigkeit, weniger Fehler und eine verbesserte Produktivität. Montagevorrichtungen werden in der Regel in Branchen wie der Automobilindustrie, der Geräteproduktion, der Elektronik und der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.   

  2. Prüfvorrichtungen: Zu den Anwendungsbereichen von Prüfvorrichtungen gehören spezielle Geräte oder Werkzeuge, die in der Qualitätskontrolle zum Positionieren und Halten von Werkstücken eingesetzt werden. Prüfvorrichtungen werden am häufigsten mit einer KMG (Koordinatenmessgerät) verwendet und führen zu einer höheren Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Effizienz bei der Prüfung. Prüfvorrichtungen werden in der Luft- und Raumfahrt, Elektronik, Automobilindustrie und Präzisionsfertigung eingesetzt.  

  3. Markierungsvorrichtungen: Diese Vorrichtungen werden in Fertigungsprozessen eingesetzt, um präzise und einheitliche Markierungen auf Werkstücken anzubringen. Markierungsvorrichtungen verbessern die Qualität, Effizienz und Wiederholbarkeit der Markierung, die Branding, Seriennummern, Produktkennzeichnung, Barcodes oder Teileidentifikation umfassen kann. Insbesondere bei der Lasermarkierung wird ein Laserstrahl verwendet, um präzise und dauerhafte Markierungen auf verschiedenen Materialien anzubringen. Die Luft- und Raumfahrt-, Elektronik-, Automobil- und Metallverarbeitungsindustrie nutzt Markierungsvorrichtungen.   

  4. Schweißvorrichtungen: Hierbei handelt es sich um Werkzeuge oder Geräte, die in Schweißprozessen zum Halten und Positionieren von Werkstücken während des Schweißens verwendet werden. Diese Vorrichtungen stabilisieren das Werkstück, sodass eine korrekte Ausrichtung erreicht werden kann, was zu einem präzisen Schweißergebnis führt. Zu den Vorteilen der Vorrichtung gehören die Verbesserung der Schweißqualität, der Wiederholbarkeit und der Produktivität. Schweißvorrichtungen werden in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Bau- und Metallindustrie eingesetzt. 
The Basics & Methods of Fixturing

Vorteile der Befestigung mit traditionellen Methoden

Herkömmliche Methoden wie Fertigung oder Bearbeitung bieten Herstellern bestimmte Vorteile bei der Befestigung. Es kann eine spezifische Anpassung erreicht werden, was zu einer genauen Passform und Funktionalität der Befestigungen führt. Diese maßgeschneiderten Befestigungen lassen sich nahtlos in bestehende Fertigungsanlagen oder -prozesse integrieren. Die mit traditionellen Methoden verbundenen Kosten können gering sein, da es für Hersteller einfach ist, Vorrichtungen intern herzustellen oder zu einem angemessenen Preis zu beziehen. Wenn die Komponenten der Vorrichtung überarbeitet werden müssen, können traditionelle Befestigungen leicht angepasst oder überarbeitet werden. 

Nachteile der Befestigung mit traditionellen Methoden

Trotz ihrer Vorteile stellen traditionelle Methoden auch Herausforderungen für Hersteller dar. Es mangelt an Wiederholbarkeit bei den Vorrichtungskomponenten, und bei Großaufträgen können Teile entstehen, die nicht exakt identisch sind. In Bezug auf das Produktionsniveau sind traditionelle Methoden ineffizient und führen zu längeren Wartezeiten. Dies kann zu Terminüberschreitungen, Gewinnausfällen und einer Schädigung des Rufs des Unternehmens führen. 

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3D-gedruckte Vorrichtungen

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Vorrichtungen ist der 3D-Druck der Teile. Mit additiver Fertigung lassen sich komplexe Geometrien realisieren, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu erreichen sind. Diese Gestaltungsfreiheit ermöglicht eine Optimierung der Leistung und Funktionalität. Um verschiedene Anwendungen und Vorrichtungsmontagen zu testen, ist mit additiver Fertigung ein Rapid Prototyping möglich. Durch schnelles Prototyping lassen sich Entwürfe leicht iterieren und verbessern.  

Die additive Fertigung bietet auch eine große Auswahl an Materialien, darunter Thermoplaste, Metalle, Verbundwerkstoffe und sogar Spezialmaterialien mit spezifischen Eigenschaften. Insbesondere FDM-Drucker bieten 26 verschiedene Materialien zur Auswahl, darunter Nylon 6, Polycarbonat (PC), ABS-CF10, ASA und PPSU.  

In Bezug auf die Vorlaufzeit ermöglicht die additive Fertigung eine schnellere Produktion, da keine komplizierten Werkzeuge oder Einstellungen erforderlich sind, was zu größeren Einsparungen als bei herkömmlichen Verfahren führt. Oreck Manufacturing nutzte die Fortus 3D-Produktionssysteme mit FDM-Technologie, um Montagevorrichtungen in 3D zu drucken. Dies kostete Oreck nur 35.000 US-Dollar, verglichen mit 100.000 US-Dollar, die es mit herkömmlichen Form- und Gussverfahren gekostet hätte. Die Einsparungen von 65 % sind auf die schnelle Durchlaufzeit von Fortus und die Möglichkeit zurückzuführen, die Teile intern zu drucken.    

3D-printed-CMM-fixture

Befestigungen für Ihr Unternehmen

Da Befestigungen für bestimmte Fertigungsprozesse von entscheidender Bedeutung sind, wirkt sich die Art und Weise, wie Sie Befestigungen herstellen, auf Ihr Gesamtergebnis aus. Unabhängig davon, ob Sie sich für traditionelle Methoden oder additive Fertigung entscheiden, ist es wichtig, abzuwägen, was Sie mit Ihren Befestigungen erreichen möchten. Jede der vier Hauptarten von Befestigungen führt zu konsistenteren Ergebnissen, die sich auf den Erfolg Ihres Betriebs auswirken. Befestigungen können ein entscheidender Faktor für die Qualität und Genauigkeit eines Produkts sein.  

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