Aluminiumstrangpressen und CNC-Bearbeitung sind zwei der am häufigsten verwendeten Verfahren zur Herstellung von Industriekomponenten aus Aluminium. Beide liefern hervorragende Ergebnisse, sind jedoch auf sehr unterschiedliche Anforderungen zugeschnitten.
Es kommt jedoch häufig vor, dass bei Projekten die Wahl des Verfahrens zu spät oder ausschließlich auf der Grundlage der Stückkosten getroffen wird. Das Problem ist, dass eine falsche Entscheidung die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts über Jahre hinweg beeinträchtigen kann.
Bei Gestión de Compras arbeiten wir regelmäßig mit Aluminiumkomponenten für Branchen wie die Automobilindustrie, Solarenergie, Industriemaschinen, das Bauwesen oder technische Ausrüstung. Unsere Erfahrung zeigt, dass sich die meisten Optimierungsmöglichkeiten in der Industrialisierungsphase ergeben, wenn es noch möglich ist, das Design an das am besten geeignete Fertigungsverfahren anzupassen.
Die richtige Frage lautet nicht, welches Verfahren das beste ist. Die Frage lautet: Welches Verfahren ist für dieses Bauteil am sinnvollsten?
Die Strangpressung: Effizienz bei konstanten Geometrien
Bei der Strangpressung wird heißes Aluminium durch eine Matrize gepresst, um ein durchgehendes Profil mit konstantem Querschnitt zu erhalten.
Aus industrieller Sicht ist dies eines der effizientesten Verfahren zur Herstellung langer Bauteile mit relativ komplexen Geometrien. Es ermöglicht die Integration von Versteifungsrippen, Kanälen, Aufnahmen oder Befestigungselementen direkt in das Profil, wodurch nachfolgende Arbeitsschritte reduziert und das Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit verbessert werden.
Zudem amortisiert sich die Anfangsinvestition in Werkzeuge bei mittleren und großen Serien in der Regel schnell.
Die größte Einschränkung liegt jedoch auf der Hand: Die Geometrie muss über die gesamte Länge des Bauteils konstant bleiben.
Wenn die Konstruktion erhebliche dreidimensionale Abweichungen erfordert, ist das Strangpressen keine praktikable Lösung mehr.
Die Zerspanung: maximale geometrische Flexibilität
Die CNC-Zerspanung bietet ein nahezu unbegrenztes Maß an Freiheit.
Sie ermöglicht die Fertigung komplexer Geometrien, sehr enger Toleranzen und hochgradig kundenspezifischer Bauteile, ohne dass Werkzeuge angepasst werden müssen.
Diese Flexibilität macht die Zerspanung zur idealen Lösung für Prototypen, Kleinserien und Teile, bei denen Präzision oberste Priorität hat. Diese Fähigkeit hat jedoch ihren Preis.
Die Zerspanung ist ein subtraktives Verfahren. Je mehr Material abgetragen wird, desto höher sind die Maschinenlaufzeit, der Energieverbrauch und die endgültigen Fertigungskosten.
Bei Bauteilen mit großem Volumen kann dieser Unterschied entscheidend sein.
Konstruktion für die Fertigung: Hier entscheiden sich die Kosten tatsächlich
Einer der häufigsten Fehler besteht darin, ein Bauteil zu konstruieren, ohne zu berücksichtigen, wie es gefertigt werden soll.
Ein Profil, das durch Extrusion in einem einzigen Schritt hergestellt werden könnte, wird letztendlich vollständig mechanisch bearbeitet, während für die maschinelle Bearbeitung konzipierte Teile unnötige geometrische Einschränkungen aufweisen, die aus dem Versuch resultieren, sie an ein extrudiertes Profil anzupassen.
Aus der Perspektive des „Design for Manufacturing“ (DFM) müssen beide Verfahren unter Berücksichtigung folgender Aspekte analysiert werden:
- Voraussichtliches Jahresvolumen.
- Funktionale Toleranzen.
- Mechanische Anforderungen.
- Länge des Bauteils.
- Nachbearbeitungsschritte.
- Gesamtbetriebskosten.
Im Einkauf arbeiten wir regelmäßig mit Ingenieurteams zusammen, um zu ermitteln, welche Merkmale einen Mehrwert bieten und welche die Kosten erhöhen, ohne die Funktionalität zu verbessern.
Denn ein technisch realisierbares Teil ist nicht immer auch ein industriell wettbewerbsfähiges Teil.
Stückkosten: Die Analyse, auf die es wirklich ankommt
Häufig werden beide Verfahren ausschließlich anhand der Stückkosten verglichen.
Eine korrekte Analyse muss jedoch die Gesamtkosten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg berücksichtigen.
Die Extrusion erfordert zwar eine Anfangsinvestition in die Matrize, ermöglicht aber bei großen Stückzahlen sehr wettbewerbsfähige Kosten. Die Zerspanung hingegen macht spezielle Werkzeuge überflüssig und erleichtert Konstruktionsänderungen, ist jedoch mit höheren Stückkosten verbunden.
In vielen Projekten besteht die effizienteste Lösung darin, beide Verfahren zu kombinieren.
Ein extrudiertes Profil kann den größten Teil der Geometrie übernehmen, und anschließend werden nur die Bereiche bearbeitet, die eine hohe Präzision erfordern.
Dieser hybride Ansatz ermöglicht es, die Vorteile beider Verfahren zu nutzen: Produktivität und Flexibilität.
Mechanische Eigenschaften und Materialverhalten
Auch aus mechanischer Sicht weisen beide Verfahren wesentliche Unterschiede auf.
Bei der Extrusion entsteht eine bevorzugte Kornorientierung in Profilrichtung, was bei bestimmten strukturellen Anwendungen von Vorteil sein kann.
Die spanende Bearbeitung hingegen verändert die innere Struktur des Materials nicht wesentlich, ermöglicht jedoch den Einsatz einer größeren Vielfalt an Legierungen und Wärmebehandlungen.
Daher sollte die Wahl des Verfahrens nicht allein auf der Grundlage der Kosten erfolgen, sondern auch unter Berücksichtigung des erwarteten Verhaltens des Bauteils im Einsatz.
Die Erfahrung von Gestión de Compras
Bei Gestión de Compras arbeiten wir täglich an Projekten, bei denen die Wahl des Fertigungsverfahrens einen direkten Einfluss auf die Rentabilität des Produkts hat.
Unsere Erfahrung zeigt, dass viele der größten Kosteneinsparungen nicht durch Preisverhandlungen erzielt werden, sondern durch eine Neugestaltung der Fertigungsstrategie.
In einigen Fällen konnte durch den Ersatz eines vollständig bearbeiteten Bauteils durch ein Strangpressprofil der Stückpreis deutlich gesenkt werden. In anderen Fällen war die Zerspanung die einzige praktikable Alternative, um die funktionalen Anforderungen zu erfüllen.
Der Schlüssel liegt darin, zu verstehen, dass es keine universelle Lösung gibt. Für jedes Projekt gibt es eine optimale Lösung.
Fazit
Aluminiumstrangpressen und CNC-Zerspanung sind keine konkurrierenden Verfahren.
Sie sind sich ergänzende Werkzeuge in der industriellen Fertigung.
Die richtige Wahl zwischen dem einen oder dem anderen Verfahren – oder sogar deren Kombination – ermöglicht es, Kosten zu optimieren, die Skalierbarkeit zu verbessern und sicherzustellen, dass das Bauteil über seine gesamte Lebensdauer hinweg effizient gefertigt werden kann.
In einem zunehmend wettbewerbsorientierten Umfeld liegt der Unterschied nicht nur in der Fertigung selbst.
Er liegt darin, vor der Fertigung die richtigen Entscheidungen zu treffen.