Lieferzeiten bleiben immer ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung, einen Auftrag für die Herstellung von Drehteilen zu vergeben.

Ein häufiger Fehler vieler Unternehmen besteht darin, bei der Kalkulation nur die reine Maschinenzeit für die Herstellung von Serienteilen zu berücksichtigen. Neben der eigentlichen Maschinenzeit – also der Zeit, in der die CNC-Maschine das Werkstück tatsächlich bearbeitet – müssen auch die Zeiten für:

• Rüstvorgänge,
• Werkzeugwechsel,
• Werkzeugkorrekturen,
• Ausschuss,
• Schichtwechsel,
• Qualitätskontrolle,
• sowie Pausen berücksichtigt werden.

Die Produktionsberechnungen sind in den Tabellen unten dargestellt. Angenommen, die Maschinenzeit pro Teil beträgt exakt 2 Minuten.

Theorie

• Maschinenzeit – 2 Minuten
• Arbeitszeit pro Schicht (8 Stunden) – 480 Minuten
• Anzahl der produzierten Teile pro Schicht – 240 Stk.
• Anzahl der produzierten Teile in 5 Schichten – 1.200 Stk.

Praxis

• Maschinenzeit – 2 Minuten
• Zeit für Produktionsvorbereitung (1 Schicht) – 480 Minuten
• Tatsächliche Arbeitszeit inkl. Pausen (pro Schicht) – 420 Minuten
• Ausschuss 1 % (4 Schichten) – 9 Stk.
• Anzahl der produzierten Teile in 5 Schichten – 831 Stk.

Beim Vergleich der beiden Tabellen sehen wir, dass die theoretische und die praktische Anzahl der produzierten Teile um 30,25 % voneinander abweichen.

Diese Angaben dienen als Richtwerte und basieren auf der Annahme, dass ein hochqualifizierter CNC-Dreher / Einrichter arbeitet.

Bei Vertragsabschluss und der Angabe von Lieferzeiten müssen daher alle Faktoren berücksichtigt werden, welche die tatsächliche Produktionszeit beeinflussen.

2. Ausschuss in der Produktion

Ein wichtiger Faktor bei der Kalkulation zukünftiger Produktionsprozesse ist die Reduzierung der Ausschussquote.

Die Qualitätskontrolle der gefertigten Teile erfolgt in erster Linie direkt durch den CNC-Dreher und anschließend durch die Qualitätskontrolle (QS). Werkzeugkorrekturen werden vom Maschinenbediener bzw. Einrichter vorgenommen.

Um die Qualität zu erhöhen und den Ausschuss zu reduzieren, sind folgende Maßnahmen notwendig:

• Den Arbeitsplatz mit den erforderlichen Messmitteln gemäß Zeichnungsanforderungen ausstatten. Dazu gehören in der Regel Gewindelehrringe, Gewindelehrdorne sowie ein Satz Endmaße der Klasse 1 zur Kalibrierung von Messmitteln wie digitalen Messschiebern und Mikrometern.
• Eine Arbeitsanweisung bzw. einen Prüfplan mit den zu messenden Zeichnungsmaßen und den Prüfintervallen erstellen.
• Eingangs- und Endkontrolle durch die QS mit Unterschrift vor Verpackung und Versand an den Kunden.

Die häufigsten Ursachen für Ausschuss in der Produktion

• Zwischen Rohteil und Werkzeug gelangt ein Span und verformt das Werkstück.
• Das Werkstück fällt beim Abstechen herunter und beschädigt die Oberfläche.
• Die Spannbacken wurden nicht ausgeblasen, wodurch das Werkstück schief gespannt wird.
• Die Schneidkante des Werkzeugs ist verschlissen und es kommt zu Maßabweichungen.
• Werkzeugkorrekturen wurden fehlerhaft durchgeführt und verursachen Abweichungen vom Zeichnungsmaß.

Bereits kleine Fehler können in der Serienfertigung innerhalb kurzer Zeit hohe Ausschusskosten verursachen.

3. Prozess der Planung

Bei der Serienfertigung von Teilen auf CNC-Maschinen ist die Planung und Identifizierung von Engpässen in der Produktion eine der wichtigsten Aufgaben jedes Produktionsleiters.

Um den Produktionsplan termingerecht zu erfüllen, muss der Verantwortliche folgende Faktoren genau kennen:

• die tatsächliche Anzahl der produzierbaren Teile pro Maschine und Schicht,
• die Zeit für die Umrüstung auf neue Bauteile,
• die Verfügbarkeit qualifizierter Mitarbeiter,
• die Auslastung der CNC-Drehmaschinen und Langdrehautomaten,
• die Stabilität der Produktionsprozesse,
• sowie die tatsächliche Maschinenkapazität.

Nur durch eine stabile Produktionsplanung lassen sich:

• zuverlässige Liefertermine,
• stabile Qualität,
• wirtschaftliche Produktionskosten,
• und langfristige Kundenbeziehungen sichern.

4. Versorgung mit Materialien und Zerspanungswerkzeugen

Bei der Berechnung der benötigten Materialmenge für die geplante Produktionscharge ist es wichtig, die Länge des Stangenmaterials korrekt zu kalkulieren.

Standardmäßig werden Stangenmaterialien in 6-Meter-Längen geliefert. Viele Langdrehautomaten können kalibrierte Stangen bis zu einer Länge von 3 Metern bearbeiten.

Daher müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

• Bauteillänge,
• Breite des Abstechwerkzeugs,
• Restmaterial,
• optimaler Materialzuschnitt,
• Vermeidung unnötiger Materialverluste.

Beispiel Materialplanung

Werte  / Langdrehautomat / CNC-Drehmaschine

Stangenlänge / 2.997 mm / 997 mm
Teilelänge / 35 mm / 35 mm
Breite des Abstechmeißels / 2 mm / 2 mm
Anzahl Teile pro Stange / 81 Stück / 26 Stück

5. Mangel an Produktionskapazitäten

Produktionsunternehmen haben häufig zwei Probleme:

• zu wenige Aufträge,
• oder zu geringe Produktionskapazitäten.

Beide Situationen wirken sich negativ auf die Entwicklung des Unternehmens aus.

Ein Überschuss an Produktionskapazitäten erhöht:

• Maschinenkosten,
• Personalkosten,
• Energiekosten,
• laufende Betriebskosten.

Ein Mangel an Produktionskapazitäten hingegen führt dazu, dass profitable Aufträge nicht angenommen werden können und Kundenbedarfe nicht vollständig abgedeckt werden.

Selbstverständlich ist die Möglichkeit zur Erweiterung des Unternehmens langfristig die attraktivere Variante.

Fazit

Eine erfolgreiche CNC-Serienfertigung basiert nicht ausschließlich auf theoretischen Maschinenlaufzeiten, sondern auf:

• stabilen Prozessen,
• qualifiziertem Personal,
• präziser Qualitätskontrolle,
• realistischer Produktionsplanung,
• zuverlässiger Materialversorgung,
• und praktischer Erfahrung.

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