Vom Prototyp zur Serienfertigung: So läuft die Fertigung nach Zeichnung

Ein Metallteil, das als Einzelstück funktioniert, ist noch kein Serienteil. Der Weg vom Prototyp zur Serienfertigung entscheidet darüber, ob ein Teil später in jeder Stückzahl gleich gut passt, ob es sich wirtschaftlich fertigen lässt und ob Nacharbeit die Ausnahme bleibt. Bei der Fertigung nach Zeichnung hängt dabei vieles an den Unterlagen, die Sie mitschicken, und daran, wie früh Konstruktion und Fertigung miteinander reden. In diesem Beitrag zeigen wir Schritt für Schritt, wie dieser Weg aussieht, welche Angaben eine Anfrage braucht und woran Sie erkennen, dass Ihr Teil bereit für die Serie ist.

Vom Prototyp zur Serienfertigung: der Weg in vier Schritten

Ob Halterung für die Aufzugsindustrie, Beschlagteil für den Möbelbau oder Gehäuse für eine Maschine: Der Ablauf folgt fast immer demselben Muster. Jeder Schritt hat eine eigene Aufgabe, und wer einen davon überspringt, zahlt es meist später mit Änderungen in der laufenden Serie.

• Anfrage und Zeichnungsprüfung: Zeichnung, Werkstoff und Stückzahl werden auf Machbarkeit geprüft. Hier fallen Fragen zu Toleranzen, Biegeradien oder Schweißnähten an, bevor ein einziges Blech geschnitten ist.
• Prototyp oder Muster: Ein erstes Teil zeigt, ob Maße, Passung und Funktion in Ihrer Baugruppe stimmen.
• Erstmuster und Freigabe: Das erste Teil aus dem späteren Serienablauf wird gegen die Zeichnung gemessen und von Ihnen freigegeben.
• Serie: Mit freigegebenem Zeichnungsstand, fertigen Programmen und Vorrichtungen wird in der vereinbarten Menge gefertigt.

Für wiederkehrende Teile in größeren Mengen ist die Serienfertigung von A-T-K der passende Rahmen. Einzelstücke und Kleinmengen laufen dagegen über die Sonderanfertigung.

Was Ihre Zeichnung für die Fertigung enthalten sollte

Eine vollständige Zeichnung spart Rückfragen und macht Angebote vergleichbar. Je klarer die Angaben, desto genauer lässt sich der Aufwand einschätzen. Bewährt haben sich folgende Punkte:

• Werkstoff mit genauer Bezeichnung, etwa S235JR, 1.4301 oder AlMg3, statt nur „Stahl“ oder „Alu“.
• Blechstärke und Abmessungen mit Toleranzen, und zwar dort eng, wo die Funktion es verlangt, und sonst nach Allgemeintoleranz.
• Biegeangaben wie Innenradius, Biegerichtung und Winkel.
• Schweißangaben: Art und Lage der Nähte, und ob Sichtflächen nachbearbeitet werden sollen.
• Bohrungen und Gewinde mit Lage, Größe und gegebenenfalls Senkungen.
• Oberfläche: roh, verzinkt oder pulverbeschichtet, bei Pulverbeschichtung mit Farbton.
• Stückzahl je Abruf und, falls bekannt, die erwartete Menge pro Jahr.

Zusätzlich zur 2D-Zeichnung als PDF hilft ein 3D-Modell, zum Beispiel im STEP-Format. Daraus lassen sich Abwicklungen für den Laser und Biegefolgen direkt ableiten, und Missverständnisse bei komplexen Geometrien werden seltener.

Der Prototyp: Funktion prüfen, bevor die Serie läuft

Der Prototyp beantwortet eine einfache Frage: Tut das Teil in Ihrer Anwendung, was es soll? Passt es in die Baugruppe, lassen sich Schrauben setzen, stört keine Kante bei der Montage? Fehler, die hier auffallen, kosten eine Zeichnungsänderung. Fehler, die erst in der Serie auffallen, kosten deutlich mehr.

Wichtig ist, dass der Prototyp möglichst nah an der späteren Serie liegt. Wird er aus einem anderen Werkstoff, in einer anderen Blechstärke oder mit einem anderen Verfahren gefertigt, sagt er über die Serie nur wenig aus. Ein lasergeschnittenes und abgekantetes Teil verhält sich anders als ein von Hand angezeichnetes und gesägtes Muster, etwa beim Verzug nach dem Schweißen oder bei der Lage von Bohrungen nach dem Biegen.

Jede Änderung, die sich aus dem Prototyp ergibt, gehört in die Zeichnung, am besten mit neuem Änderungsindex. So ist später klar, welcher Stand gefertigt wird, und alte Ausdrucke sorgen nicht für Verwechslungen.

Hilfreich ist, wenn Sie beim Prototyp festhalten, was Sie prüfen wollen: welche Maße funktionsrelevant sind, an welcher Stelle das Teil mit anderen Teilen zusammenkommt und welche Montageschritte damit getestet werden. Dann lässt sich das Ergebnis gezielt bewerten, statt nur festzustellen, dass etwas „irgendwie“ nicht passt.

Fertigungsgerecht konstruieren: kleine Details mit großer Wirkung

Viele Teile lassen sich mit kleinen Anpassungen deutlich einfacher fertigen, ohne dass sich an der Funktion etwas ändert. Genau dafür ist die Zeichnungsprüfung am Anfang da. Typische Punkte sind:

• Biegeradien auf vorhandene Werkzeuge abstimmen. Ein Radius, der zum Werkzeug passt, erspart Sonderwerkzeuge.
• Mindestschenkellänge einhalten. Zu kurze Schenkel lassen sich nicht sauber abkanten.
• Abstand von Löchern zur Biegekante. Liegt eine Bohrung zu nah an der Kante, verzieht sie sich beim Biegen.
• Freischnitte an Ecken vermeiden Einrisse und Materialstau beim Abkanten.
• Schweißnähte zugänglich legen. Was der Brenner nicht erreicht, muss umgespannt oder von Hand nachgeschweißt werden.
• Toleranzen nach Funktion vergeben. Eine enge Toleranz an einer Stelle, die keine Passung hat, erhöht den Prüfaufwand ohne Nutzen.

Solche Hinweise kommen am besten vor dem Prototyp. Dann fließen sie in das erste Teil ein und müssen nicht nachträglich in eine laufende Serie eingearbeitet werden.

Die Fertigungskette am Produktionsstandort in Tschechien

Damit Prototyp und Serie aus demselben Ablauf kommen können, braucht es eine durchgehende Kette vom Zuschnitt bis zur Schweißbaugruppe. Am Produktionsstandort von A-T-K in Tschechien sieht sie so aus:

• Laserschneiden: Eine Fiber-Laseranlage Bystronic By Smart Fiber 3015 mit 6 kW schneidet Bleche bis 3.000 x 1.500 mm, Stahl bis 25 mm sowie Edelstahl und Aluminium bis 30 mm Stärke.
• Abkanten: Die Abkantpresse Bystronic Xpert Pro 150/3100 arbeitet mit 150 t Presskraft, 3.100 mm Biegelänge und automatischer CNC-Bombierung.
• Bohren und Fräsen: Zwei Bohr-Fräszentren von AXA übernehmen Bohrungen, Gewinde und Fräsbearbeitungen.
• Schweißen: Ein Schweißroboter FANUC ARC Mate 120iC mit Fronius-Schweißquelle, 2-Achs-Rundtisch und zwei Aufspannflächen von je 1.800 x 700 mm. Dazu kommen drei Schweißer, die von Hand schweißen, wo der Roboter nicht sinnvoll ist.
• Sägen: Vollautomatische Bandsägen für Rohre und Profile.

Stanzteile sowie Oberflächen wie Verzinken und Pulverbeschichten bietet A-T-K gemeinsam mit Partnerunternehmen an. Die vollständige Ausstattung samt technischen Daten finden Sie im Maschinenpark.

Erstmuster und Freigabe: der Übergang in die Serie

Das Erstmuster ist das erste Teil, das unter Serienbedingungen entsteht: mit dem Laserprogramm, der Biegefolge und gegebenenfalls der Schweißvorrichtung, die später für jedes Teil verwendet werden. Es wird gegen die Zeichnung gemessen und an Sie geliefert, damit Sie es in Ihrer Baugruppe prüfen können.

Mit Ihrer Freigabe ist der Zeichnungsstand für die Serie festgelegt. Ab diesem Punkt gilt: Änderungen laufen über einen neuen Index und gegebenenfalls ein neues Erstmuster. Das klingt formal, schützt aber beide Seiten. Sie wissen, welches Teil Sie bekommen, und die Fertigung weiß, was gefertigt wird.

Für Kundinnen und Kunden aus der Aufzug- und Möbelindustrie, für die A-T-K vor allem fertigt, ist genau das entscheidend: Ein Teil aus dem fünften Abruf soll genauso in die Montage passen wie eines aus dem ersten.

Serie oder Einzelstück: welcher Weg zu Ihrem Vorhaben passt

Nicht jedes Projekt braucht eine Serie. Die Serienfertigung spielt ihre Stärken aus, wenn Teile wiederkehrend gebraucht werden: Programme und Vorrichtungen werden einmal erstellt und bei jedem Abruf wiederverwendet. Gerade beim Roboterschweißen lohnt sich der Aufwand für Programm und Vorrichtung erst, wenn er sich auf viele Teile verteilt.

Ein Möbeleinzelstück, eine Überdachung oder eine Absturzsicherung für ein bestimmtes Gebäude ist dagegen ein Fall für die Sonderanfertigung in Stahl, Edelstahl, Cortenstahl und Aluminium. Dort arbeitet A-T-K für Tischler, Architekten, Baufirmen und private Auftraggeber.

Und wenn aus vielen Einzelteilen ein ganzes System werden soll, etwa zum Transport von Gütern in einer Produktion, übernimmt A-T-K bei Förderanlagen Planung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme aus einer Hand.

Häufige Fragen zur Fertigung nach Zeichnung

Welche Dateien braucht eine Anfrage?

Üblich sind eine 2D-Zeichnung als PDF mit Maßen, Toleranzen und Werkstoff sowie ein 3D-Modell, zum Beispiel als STEP-Datei. Bei reinen Laserzuschnitten genügt oft eine DXF-Datei mit Angabe von Werkstoff, Stärke und Stückzahl.

Ab welcher Stückzahl spricht man von Serienfertigung?

Eine feste Grenze gibt es nicht. Entscheidend ist, ob ein Teil wiederholt gefertigt wird und sich Programme und Vorrichtungen dafür lohnen. Schon wiederkehrende Abrufe kleiner Mengen können als Serie laufen.

Kann der Prototyp aus einem anderen Material sein als die Serie?

Möglich ist es, aussagekräftig meist nicht. Werkstoff und Blechstärke beeinflussen Biegeverhalten, Verzug und Passung. Wenn der Prototyp zeigen soll, wie sich die Serie verhält, sollte er aus demselben Werkstoff sein.

Übernimmt A-T-K auch Verzinken und Pulverbeschichten?

Ja, Verzinken und Pulverbeschichten sowie Stanzteile bietet A-T-K in Kooperation mit Partnerunternehmen an. Geben Sie die gewünschte Oberfläche am besten schon in der Anfrage an, weil sie die Konstruktion beeinflussen kann, etwa durch Entlüftungsbohrungen beim Verzinken.

Was passiert, wenn sich nach der Freigabe etwas ändert?

Dann wird die Zeichnung mit neuem Index überarbeitet und das betroffene Programm angepasst. Bei Änderungen, die Passung oder Funktion berühren, ist ein neues Erstmuster sinnvoll. Wichtig ist, dass alle Beteiligten mit demselben Zeichnungsstand arbeiten.

Welche Blechstärken lassen sich schneiden?

Die Fiber-Laseranlage schneidet Stahl bis 25 mm sowie Edelstahl und Aluminium bis 30 mm, bei einem Blechformat bis 3.000 x 1.500 mm. Ob sich ein Teil in dieser Stärke auch abkanten lässt, hängt von Biegelänge und Geometrie ab und wird bei der Zeichnungsprüfung geklärt.

Fazit: Gute Vorbereitung macht die Serie planbar

Der Weg vom Prototyp zur Serienfertigung ist kein Formalakt, sondern die Absicherung dafür, dass jedes Teil passt. Eine vollständige Zeichnung, ein Prototyp aus dem richtigen Werkstoff, fertigungsgerechte Details und ein sauber freigegebenes Erstmuster machen den Unterschied zwischen einer Serie, die läuft, und einer, die ständig nachgebessert wird. Wenn Sie ein Teil in Serie fertigen lassen möchten, schicken Sie uns Ihre Zeichnung über die Seite Serienfertigung. Wir prüfen sie und melden uns mit Rückfragen oder einem Angebot.