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CNC-Drehen von OEM-Teilen: Lösung kritischer Leistungsherausforderungen in der Automobilbremsenfertigung

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Verfasst von

Gloria

Veröffentlicht
Feb 24 2026
  • CNC-Drehen

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Die CNC-Bearbeitung von OEM-Teilen wie Bremsscheiben und Bremssätteln stellt eine große Herausforderung dar. Dazu gehören thermisch bedingte Dickenschwankungen von mehr als ±0,05 mm , der Widerspruch zwischen einer Gewichtsreduzierung von 30 % und der Beibehaltung der Festigkeit von Aluminium von ≥350 MPa sowie Dichtungsnuttoleranzen von nur ±0,015 mm , die zu Flüssigkeitsverlusten und einer Gefährdung der Fahrzeugsicherheit führen können.

Wir begegnen diesen Problemen mit einem ganzheitlichen Ansatz , der Material, Prozess und Inspektion umfasst. Unsere Lösung, die in über 200 Serienfertigungsprojekten entwickelt wurde, nutzt firmeneigene thermische Verfahren, gesteuertes Drehen und FEA-basierte Strategien, um sicherzustellen, dass die Teile nicht nur den Zeichnungsvorgaben entsprechen, sondern auch die anspruchsvollen Leistungskriterien der SAE-J-Normen für höchste Zuverlässigkeit kontinuierlich übertreffen.

CNC-Drehen von hochpräzisen Metallteilen für die Erstausrüsterfertigung und Montage von Kfz-Bremsanlagen.

CNC-Drehen für die OEM-Fertigung: Kritische Faktoren

Rücksichtnahme Expertenanalyse
Volumen-Kosten-Paradoxon Bei OEM-Großaufträgen konnten die prognostizierten Kosteneinsparungen aufgrund mangelhafter Auslegung des CNC-Drehprozesses und Materialverschwendung nicht realisiert werden.
Fragilität der Lieferkette Die Abhängigkeit von mehreren Zulieferern für Dreharbeiten, Endbearbeitung und Montage führt zu Qualitätsproblemen und Zeitverzögerungen.
Design-For-Manufacturing-Lücke Die Konstruktionen der OEMs beinhalten in der Regel keine drehspezifischen Verbesserungen , wodurch unnötige Kosten und ein verlängerter Zeitzyklus entstehen.
Unsere integrierte Lösung Wir sind vertikal integriert – vom Rohmaterial bis zum fertigen Produkt, einschließlich Drehen, Fräsen, Endbearbeitung und Montage .
Prozess- und Werkzeugoptimierung Die Konstruktionsabteilung arbeitet gezielt an jeder Komponente, um die Zykluszeit zu verkürzen, die Werkzeugstandzeit zu verlängern und die Materialausbeute zu erhöhen.
Qualitäts- und Konsistenzprotokoll Statistische Prozesskontrolle (SPC) und automatisierte Inspektion gewährleisten eine Chargenkonsistenz, die für OEM-Montagelinien von größter Bedeutung ist.
Ergebnis: Gesamtbetriebskosten Ermöglicht eine Senkung der Gesamtkosten um 15-30 % durch kombinierte Logistik, weniger Umschlag und optimierte Produktionseffizienz.
Ergebnis: Einfachheit der Lieferkette Es fungiert als eine einzige verantwortliche Stelle, wodurch die Beschaffung optimiert, die Rückverfolgbarkeit der Qualität verbessert und die Liefertermine sichergestellt werden.

Wir lösen die zentralen Herausforderungen in Bezug auf Kosten, Komplexität und Konsistenz beim ausgelagerten CNC-Drehen für OEMs. Unser vertikal integrierter Service optimiert Ihre Lieferkette, optimiert CNC-Drehteile für die Fertigung und garantiert eine zuverlässige Serienproduktion. Dadurch senken Sie Ihre Gesamtkosten, minimieren Lieferrisiken und gewährleisten die für eine nahtlose Integration in Ihre Montagelinie erforderliche Qualitätskonstanz.

Warum Sie diesem Leitfaden vertrauen sollten? Praktische Erfahrungen von LS Manufacturing-Experten

Es gibt zahlreiche Informationsquellen zum CNC-Drehen von OEM-Teilen , doch nur wenige basieren auf praktischer Erfahrung in der Fertigung. Wir arbeiten dort, wo theoretische Toleranzen durch die realen Herausforderungen wie thermisches Fading beim Bremsscheibendrehen und das Spannungsverhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht bei Aluminium-Bremssätteln auf die Probe gestellt werden. Hier wird Wissen unter Druck angewendet, und selbst Abweichungen im Mikrometerbereich können sicherheitsrelevant sein.

Wir haben den Weg zur Perfektion durch die kontinuierliche Anwendung unserer Prozesse beschritten. Wir orientieren uns an den Best Practices der Society of Manufacturing Engineers (SME) und setzen gleichzeitig umweltfreundliche Methoden ein, die den Richtlinien der Environmental Protection Agency (EPA) entsprechen. Jedes Projekt, sei es die Beseitigung von Gusseisenverzug oder das Erreichen einer Oberflächenrauheit von Ra 0,4 μm, hilft uns, ein umfassendes Erfahrungswissen für das Präzisions-CNC-Drehen zu entwickeln.

Diese Publikation fasst die Erfahrungen zusammen, die das Team sammeln musste, um dieses Wissen zu erlangen. Wir legen die genauen Parameter und die Problemlösungsansätze offen, die sich in der Fertigung Tausender kritischer Bremskomponenten bewährt haben. Das hierin enthaltene Wissen über Wärmemanagement und Materialstrategie wird täglich für Leistung und Zuverlässigkeit eingesetzt.

Drehen von mehrfarbigen, hochpräzisen Metallbremskomponenten für die Erstausrüstung (OEM) der Automobilindustrie und deren Montage.

Abbildung 1: Drehen von mehrfarbigen, hochpräzisen Metallbremskomponenten für die OEM-Automobilteilefertigung und -montage.

Wie lassen sich thermisches Fading und Verformung von Bremsscheiben durch CNC-Drehprozesse kontrollieren?

Die traditionelle Bearbeitung allein konnte die metallurgische Instabilität von Bremsscheiben unter extremen Temperaturwechseln nicht beheben und führt daher zu einer Leistungsminderung. Unser Ansatz hingegen geht das Problem grundlegend an und die Lösung besteht daher in der Integration der kontrollierten Bearbeitungsspannung und der optimierten Mikrostruktur für die Langzeitstabilität.

Anwendung des Hochdruck-Unterbrechungsschneidens zur Wärmeregulierung

Für das Drehen von Bremsscheiben aus GG25-Grauguss verwenden wir ein Hochdruck-Unterbrechungsschneidverfahren. Unter Berücksichtigung von Parametern wie einer Schnittgeschwindigkeit von 180 m/min und einem Vorschub von 0,15 mm/U bei einem internen Kühlmitteldruck von ≥7 MPa sorgt dieses Wärmemanagement für eine aktive Wärmeableitung während des CNC-Drehprozesses. Dadurch wird eine lokale Überhitzung verhindert, die die Materialeigenschaften an der Reibfläche verändern könnte.

Erzeugung einer Druckspannungsschicht zur Verbesserung der Haltbarkeit

Der Schlichtgang erfolgt mit einem -5° -Negativsteg. Diese spezielle Werkzeuggeometrie dient nicht nur dem Schneiden, sondern auch der plastischen Verformung. Die Oberflächenschicht erzeugt in einer sehr dünnen Schicht (ca. 0,05 mm Tiefe) eine vorteilhafte Druckeigenspannung. Diese Schicht wirkt den Zugspannungen entgegen, die durch die beim Bremsen entstehende Wärme verursacht werden, und verhindert so die Entstehung und das Wachstum von thermischen Rissen .

Validierung der Leistungsfähigkeit durch strenge Labortests

Die Effektivität des hier beschriebenen Präzisions-CNC-Drehverfahrens lässt sich messen. Interne Dynamometertests, die einer Laufleistung von über 150.000 km unter harten Bedingungen entsprechen, ergaben eine Wandstärkenabweichung (TV) von ±0,02 mm . Dies ist 60 % besser als die übliche Toleranz von ±0,05 mm . Das Ergebnis ist ein geringerer Nachlassen des Pedalwegs und eine doppelt so hohe Beständigkeit gegen thermische Risse im Alltagsbetrieb.

Dieses Verfahren zur Herstellung von CNC-Drehteilen für Erstausrüster (OEM) geht weit über die reine Formgebung hinaus. Unsere bewährte, physikalisch fundierte und dokumentierte Methode zur Spannungssteuerung beim Bearbeitungsprozess ist eine zuverlässige Ingenieurslösung, die höchste Anforderungen an die Drehbearbeitung erfüllt. Sie bietet messbare Vorteile hinsichtlich Sicherheit und Langlebigkeit von Bremsen, die mit herkömmlichen Verfahren nicht zu erreichen sind.

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Wie lässt sich bei Bremssätteln aus Aluminiumlegierung ein Gleichgewicht zwischen geringem Gewicht und hoher Festigkeit erzielen?

Die grundlegende Herausforderung besteht darin, das Gewicht von Bremssätteln aus A356-T6-Aluminium deutlich zu reduzieren, ohne deren Festigkeit und Dauerfestigkeit zu beeinträchtigen. LS Manufacturing löst dieses Problem durch eine Kombination aus CNC-Drehoptimierung , Präzisionsfertigung und Nachbearbeitung zur Verstärkung, wodurch eine optimale Passform erreicht wird.

Topologiegesteuerte Optimierung des Leichtbaus

  1. Simulationsorientierter Ansatz: Führen Sie eine Topologieoptimierung zusammen mit einer FEA auf Basis des vom Kunden bereitgestellten 3D-Modells durch, um die Spannungsverteilung unter Arbeitslasten zu ermitteln.
  2. Strategischer Materialabtrag: Mithilfe einer Lastanalyse wurden die Bereiche des Bauteils ermittelt, die eine geringere Last tragen und sich daher leicht durch Wanddickenreduzierung verbessern lassen. Die Analyse legte eine lokale Wanddickenreduzierung von 4 mm auf 2,8 mm nahe.
  3. Geprüfte Leistung: Um die Anforderungen der Automobil-OEM-Teilefertigung zu erfüllen, entspricht die optimierte Geometrie-Sicherheitsmarge den grundlegenden Zertifizierungsstandards.

Präzisions- und spannungsarme Bearbeitung von dünnwandigen Strukturen

  • Minderung von Bearbeitungsschäden: Eine Möglichkeit besteht darin, bei der Bearbeitung von Bremssätteln „spannungsarme“ Bearbeitungsparameter zu verwenden, d. h. die Spindel sollte sich sehr schnell drehen, aber das Werkzeug sollte eine sehr geringe Schnitttiefe haben.
  • Wichtige Prozesse: Dieser Ansatz ist für CNC-Dreh- und Fräsbearbeitungen von entscheidender Bedeutung, um Kaltverfestigung und Eigenspannungen zu vermeiden, insbesondere in dünnwandigen Abschnitten .
  • Gewährleistung der Materialintegrität: Präzise CNC-Dreh- und Fräsbearbeitungen gewährleisten, dass die dem Material innewohnenden Eigenschaften erhalten bleiben, was ein wichtiger Faktor für die spätere Dauerfestigkeit ist.

Lokale Oberflächenverbesserung nach der T6-Wärmebehandlung

  1. Gezielte Verstärkung: Das Mikro-Kugelstrahlen sollte gezielt an den Stellen mit der höchsten Spannungskonzentration, wie z. B. den Kanten des Kolbendurchmessers, eingesetzt werden.
  2. Erzeugung einer Druckschicht: Die Behandlung erzeugt eine Druckeigenspannungsschicht innerhalb der Materialoberfläche, die die Dauerfestigkeit deutlich erhöht.
  3. Letzter Bearbeitungsschritt: Nach der Verstärkungsphase im Rahmen des abschließenden CNC-Dreh- und Endbearbeitungsprozesses wird das Produkt auf die erforderlichen Maßnormen gebracht.

Deutliche Gewichtsreduktion bei zertifizierter Kraft

  • Bewiesene Ergebnisse: Die Designänderung führte zu einer Gewichtsreduzierung von 28 % bei einem bestimmten EV-Bremssattel.
  • Strenge Prüfungen: Das Bauteil hat sehr anspruchsvollen Prüfverfahren standgehalten, z. B. ≥1 Million Druckzyklen für hydraulische Ermüdung und einem Bersttest mit dem 1,2-fachen des maximalen Bremsdrucks.

Diese Dokumentation unterstreicht unsere technische Expertise bei der Bewältigung des grundlegenden Widerspruchs zwischen Leichtbau und Langlebigkeit. Wir bieten Mehrwert durch ein durchdachtes, kontrolliertes und schrittweises Verfahren – von der Simulation über die zielorientierte Konstruktion und das schadenskontrollierte CNC-Drehen und -Fräsen bis hin zur gezielten metallurgischen Optimierung. Das Ergebnis sind geprüfte, hochwertige Bauteile, die die strengen Fertigungsstandards der Automobilzulieferer erfüllen.

Präzisionsdrehen von Bauteilen aus legiertem Stahl für die Erstausrüsterfertigung (OEM) von Bremsanlagen im Automobilbereich und Qualitätskontrolle.

Abbildung 2: Drehen von Präzisionsbauteilen aus legiertem Stahl für die Erstausrüsterfertigung und Qualitätskontrolle von Kfz-Bremsanlagen.

Warum stellt die Bearbeitung der Dichtungsnut des Bremskolbens einen „Hotspot“ für Leckagerisiken dar?

Die Dichtnut im Bremskolben ist die wahrscheinlichste Leckagequelle nach der CNC-Bearbeitung von Bremskomponenten . Dieses Dokument erläutert die technischen Schwierigkeiten und die von uns entwickelte Bearbeitungslösung, die eine hervorragende Dichtflächenqualität und dauerhafte Leistung auch unter extremen Bedingungen ermöglicht. Wir beschreiben außerdem kurz die Hauptgefahren und unsere Risikopräventionsmethodik.

Risikodimension Technische Herausforderung Unsere Bearbeitungslösung & Validierung
Maßgenauigkeit Eine Toleranz der Nutbreite/-tiefe innerhalb von ±0,015 mm ist erforderlich, um einen ordnungsgemäßen Dichtungssitz und -druck zu gewährleisten . Wir stellen maßgenaue Teile her, indem wir eine präzise Drehsequenz anwenden: Schruppdrehen, Fertigdrehen mit einem kundenspezifischen PKD-Formwerkzeug und Endbearbeitung.
Form-/Geometrische Genauigkeit Ein scharfer, sauberer Wurzelradius ( R<0,1mm ) ist entscheidend, um ein Herausdrücken der Dichtung und ein Absplittern zu vermeiden. Um Verformungen zu vermeiden, wird ein spezielles CNC-Drehverfahren eingesetzt, bei dem ein scharfes CBN-Schabwerkzeug mit extrem niedrigem Vorschub (0,02 mm/U) verwendet wird, um die Nutwurzel perfekt zu reinigen.
Oberflächenintegrität Mikrorisse oder ungleichmäßige Rauheit (Ra) an den Flanken und am Boden der Nut können zu Leckagepfaden beitragen. Nach der Bearbeitung überprüfen wir die Qualität der Dichtungsfläche mittels Weißlichtinterferometrie und bestätigen, dass Ra bei 0,3-0,4µm stabil bleibt .
Leistungsvalidierung Es ist von entscheidender Bedeutung, dass die Nut auch bei Temperaturwechseln und dem Kontakt mit Flüssigkeiten intakt bleibt. Die Ergebnisse der Temperaturschockprüfung ( -40 °C bis 140 °C ) unserer bearbeiteten Kolben bestätigen, dass ihre Leckrate weniger als 0,05 cm³/h beträgt.

Wir begegnen dem kritischen Problem der Leckage bei der Bremskomponentenfertigung mit unserer einzigartigen Kombination aus kontrollierter, mehrstufiger CNC-Bearbeitung , Präzisionswerkzeugen und messtechnisch validierter Oberflächenbearbeitung. Diese Strategie gewährleistet nicht nur die Zuverlässigkeit von Bauteilen, die in den anspruchsvollsten Umgebungen der Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt werden, sondern bietet auch eine klare und endgültige technische Lösung für kritische Dichtungsflächen .

Wie kann bei der Massenproduktion von Bremskomponenten eine hundertprozentige Rückverfolgbarkeit und Konsistenz der Qualität gewährleistet werden?

Die Gewährleistung höchster Produktkonsistenz und die lückenlose Rückverfolgbarkeit stellen die größten technischen und logistischen Herausforderungen für einen Hersteller sicherheitskritischer Automobilteile bei hohem Produktionsvolumen dar. Dieser Artikel beschreibt einen ganzheitlichen Ansatz, der sicherstellt, dass jedes einzelne Teil erfasst und unter strengen statistischen Prozesskontrollbedingungen gefertigt wird.

Einzigartige digitale Identität an der Quelle

Im ersten Schritt wird die Komponente direkt nach den CNC-Drehbearbeitungen mit einem permanenten Data-Matrix-Code (DPM) versehen. Dadurch entsteht ein eindeutiger digitaler Nachweis der Rückverfolgbarkeit auf Artikelebene, der weit über die herkömmliche Chargenverfolgung hinausgeht – und zwar vom Beginn der Wertschöpfungskette an.

Integrierte Datenarchitektur für die vollständige Lebenszyklushistorie

Der DPM-Code ist mit einem detaillierten digitalen Datensatz verknüpft, der die gesamte Materialschmelze, jeden Bearbeitungsparameter (z. B. die tatsächliche Spindeldrehzahl, den Vorschub für jeden CNC-Drehvorgang ) und den vollständigen Endprüfbericht mit über 30 Schlüsselmaßen enthält. So entsteht eine lückenlose Datenkette.

Echtzeit-SPC für proaktive Qualitätskontrolle

Unser Qualitätskontrollsystem ermöglicht die statistische Prozesskontrolle (SPC) in Echtzeit für die kritischen Merkmale, die während des automatisierten CNC-Drehens und der anschließenden Messung erfasst werden. Es erkennt Trends, ermittelt CpK-Werte und markiert und isoliert automatisch die 50 zuletzt gefertigten Teile, wenn die voreingestellten Kontrollgrenzen (z. B. CpK ≥ 1,67 ) überschritten zu werden drohen.

Vorwärts- und Rückwärtsrückverfolgbarkeit zur Erfüllung von Standards

Das System ermöglicht die Rückverfolgbarkeit sowohl vorwärts als auch rückwärts: zurück bis zur Rohmaterialcharge und vorwärts bis zur spezifischen Fahrzeugidentifikationsnummer (FIN). Somit dient es als auditierbarer Nachweis der Konformität mit IATF 16949 und anderen strengen regulatorischen Rahmenbedingungen für die Anforderungen an Automobilzulieferer .

Dieses Verfahren hebt die Qualitätskontrolle von einem stichprobenartigen, inspektionsbasierten Ansatz auf einen datengestützten, präventiven Standard. Es stattet Hersteller in wettbewerbsintensiven, risikoreichen Segmenten mit einer sicheren Methode aus, um Rückverfolgbarkeitslösungen zu entwickeln und absolute Produktionskonsistenz zu gewährleisten. Dadurch wird die Einhaltung von Vorschriften zu einem klaren technischen Wettbewerbsvorteil.

Wie lassen sich bestimmte Kurvenstrategien mit unterschiedlichen Bremsmaterialien kombinieren?

Die besonderen Eigenschaften moderner Bremswerkstoffe erfordern spezielle Bearbeitungsverfahren, um Oberflächenintegrität, Werkzeugstandzeit und Kosteneffizienz zu gewährleisten. Dieses Dokument beschreibt unsere materialspezifische Bearbeitungsmethodik für die CNC-Bearbeitung von Automobilbauteilen und übersetzt die Materialwissenschaft in umsetzbare , hochpräzise CNC- Drehstrategien zur Lösung gängiger Produktionsherausforderungen.

Bremskomponentenmaterial Herausforderung bei der Primärbearbeitung Unsere spezialisierte Bearbeitung Strategie validiertes Ergebnis
Bremsscheibe aus kompaktiertem Graphiteisen (CGI) Kontrolle der thermoplastischen Verformung während der Oberflächenbearbeitung zur Erhaltung der Oberflächenintegrität. Beim Hochgeschwindigkeits-CNC-Drehen ( Vc=250 m/min ) mit SiAlON-Keramikeinsätzen wird deren Warmhärte genutzt. Gewährleistet beste Oberflächengüte und Dimensionsstabilität der Bauteile für die Hochleistungs -Bremsenbearbeitung im Automobilbereich .
Bremstrommel aus 30CrMo-Legierungsstahl Ziel ist es, die Aufbauschneidenbildung (BUE) aufgrund der Zähigkeit des Werkstücks zu reduzieren, die zu schlechter Oberflächengüte und hohem Werkzeugverschleiß führt. Verwendung von PVD-AlTiN-beschichteten Hartmetalleinsätzen in Kombination mit MQL (Minimalmengenschmierung) zur Verhinderung von Verklebungen. Die Bildung von BU E wird erfolgreich gehemmt , wodurch eine gleichbleibende Präzisionsdrehqualität und eine verlängerte Werkzeugstandzeit gewährleistet werden.
Aluminium-Siliciumcarbid (AlSiC)-Verbundbremssattel Das Hauptproblem besteht darin, den starken Abrieb durch SiC- Partikel zu bewältigen, die Standardwerkzeuge sehr schnell verschleißen lassen. Verwendung von polykristallinen Diamant-Einsätzen (PCD) mit kontrollierter Schnitttiefe > SiC -Partikelgröße, um ein Herausziehen zu verhindern. Die Werkzeugstandzeit erhöht sich um das 20-Fache im Vergleich zu den 8-fach höheren Kosten für die Einsätze, wodurch die Gesamtkosten der CNC-Drehlösungen pro Teil reduziert werden.

Durch die Nutzung unserer firmeneigenen Materialdatenbank wählen wir die optimalen Werkzeuge und Parameter aus, um die kritischen Herausforderungen bei der Bremskomponentenfertigung hinsichtlich Verschleiß, Haftung und Oberflächenqualität zu bewältigen. Diese datengestützte CNC-Prozessoptimierung bietet Sicherheit, Kosteneffizienz und verkürzte Markteinführungszeiten für anspruchsvollste Anwendungen im Automobil- und Performance-Bereich.

Bearbeitung von hochpräzisen Rotor- und Bremssattelkomponenten aus Legierungen für die Fertigungssysteme von Automobilherstellern.

Abbildung 3: Bearbeitung von Rotor- und Bremssattelkomponenten aus hochpräzisen Legierungen für die Fertigungssysteme von Automobil-OEMs.

LS Manufacturing (NEV): Serienfertigung von integrierten Aluminium-Bremssätteln

Diese Fallstudie von LS Manufacturing veranschaulicht unser Angebot einer integrierten Bearbeitungslösung für einen Vorzeige -Bremssattel aus Aluminium eines führenden Herstellers von Elektrofahrzeugen . Sie beschreibt, wie wir die Herausforderungen der Leichtbauweise, der Dünnwandbearbeitung und der hydraulischen Integrität bei einer Hydraulikkomponente bewältigt und so eine agile Prototypenentwicklung und Produktion ermöglicht haben:

Herausforderung für den Kunden

Um eine Gewichtsreduzierung von 35 % zu erreichen, wünschte sich der Kunde einen Monoblock-Hinterradbremssattel aus geschmiedetem 7075-T651-Aluminium . Der komplexe interne Ölkanal wies eine Mindestwandstärke von 2,5 mm auf. Herkömmliche Guss- und Bearbeitungsverfahren konnten die Dichtheit des Kanals nicht gewährleisten und das angestrebte Gewicht nicht erreichen, was die Fahrzeugleistung und den Entwicklungszeitplan gefährdete.

LS Fertigungslösung

Wir schlugen die Fertigung der Bauteile aus einem massiven Schmiedeblock vor. Mithilfe eines 5-Achs-Dreh-Fräs-Zentrums führten wir alle Präzisions-CNC-Dreh- und Fräsbearbeitungen in einer einzigen Aufspannung durch. Für die dünnwandigen Bereiche setzten wir ein aktives Schwingungsdämpfungssystem auf Basis piezoelektrischer Sensoren ein, das die Drehzahl für optimale Ergebnisse kontinuierlich anpasst. Eine speziell angefertigte Innenkühlvorrichtung minimierte Wärmeverzug, wodurch Leistung und geometrische Genauigkeit zuverlässig gewährleistet wurden.

Ergebnisse und Wert

Durch den nahtlos integrierten CNC-Dreh- und Fräsprozess bestand das Endprodukt alle hydrostatischen Prüfungen ohne Leckagen und wies eine Gewichtsreduzierung von 38 % auf. Die Markteinführung des Fahrzeugs des Kunden wurde beschleunigt, da wir das Projekt 20 % schneller als geplant realisieren konnten. Der Kunde verfügt nun über eine validierte, leistungsstarke Fertigungslösung für kritische Fahrwerkskomponenten.

Dieser Fall verdeutlicht die Bandbreite unserer Kompetenzen – von der Materialwissenschaft bis zur fortschrittlichen Prozessintegration. Wir unterstützen Sie dabei, gängige technische Herausforderungen wie Dünnwandinstabilität und thermische Probleme zu überwinden und so innovative Fertigungslösungen für die hohen Anforderungen zukünftiger Automobil- und Mobilitätsanwendungen zu entwickeln.

Entwicklung von Ingenieurlösungen für kritische Herausforderungen im Bereich der Fahrzeugbremstechnik mit präzisen OEM-Drehteilen .

GET OUOTE

Wie lässt sich durch Optimierung von Produktionslinien und Werkzeugen eine Reduzierung der Stückkosten um 15 % erreichen?

Für Hersteller von CNC-Drehteilen für Erstausrüster (OEM) erfordert nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit eine konsequente Kostenoptimierung ohne Kompromisse bei Qualität oder Produktionseffizienz. Dieser Bericht beschreibt einen systematischen und bewährten Ansatz, mit dem diese miteinander verknüpften Probleme gleichzeitig gelöst und eine Kostenreduktion von 15 % pro Stück für ein in großen Stückzahlen gefertigtes Bremskolbenbauteil erzielt werden konnte. Die Lösung basierte auf drei zentralen Bereichen integrierter technischer Intervention:

Integriertes Fertigungszellendesign

  • Herausforderung & Ziel: Den Zeitaufwand und die Handhabung, die keinen Mehrwert zwischen den einzelnen Arbeitsgängen schaffen, eliminieren.
  • Unsere Umsetzung: Wir haben das Layout von einer funktionalen Werkstattfertigung in eine speziell dafür eingerichtete U-förmige Zelle umgewandelt.
  • Prozessintegration: Wir haben CNC-Drehen , automatisiertes Entgraten, Waschen und Lasermessstationen im Wesentlichen in einer einzigen Linie kombiniert.
  • Materialfluss: Wir haben ein programmierbares Fördersystem für den Einzelstückfluss eingesetzt, wodurch der WIP (Work in Progress) drastisch reduziert wurde.
  • Ergebnis: Die gesamte Produktionszykluszeit wurde um 30 % reduziert, und wir haben viel Platz in der Produktionshalle eingespart.

Datengestütztes Werkzeuglebenszyklus- und Prozessmanagement

  1. Herausforderung & Ziel: Wir wollten den durch unerwartete Werkzeugausfälle verursachten Ausschuss beseitigen und die Bearbeitungsqualität stabiler gestalten.
  2. Unsere Umsetzung: Anstelle von Werkzeugwechseln in festen Intervallen haben wir ein zustandsbasiertes Überwachungssystem eingeführt.
  3. Datengrundlage: Zur Erfassung von Echtzeitdaten wurden Sensoren installiert, die Spindelleistung, Schallemissionen und Werkzeugschwingungen aufzeichnen.
  4. Verschleißmodellierung: Wir haben eine Reihe exklusiver Algorithmen entwickelt, die Sensordaten mit dem tatsächlichen Flankenverschleiß kritischer CNC-Drehpräzisionsteile verknüpfen.
  5. Steuerungsintegration: Das System initiiert automatisch einen Werkzeugwechsel oder passt die Prozessparameter an, bevor ein Fehler auftritt.
  6. Ergebnis: Durch die Reduzierung der werkzeugbedingten Ausschussrate auf 0,1 % konnten wir eine gleichbleibende Qualität beim CNC-Drehen in großen Stückzahlen erreichen.

Geschlossenes Kühlschmierstoff-Managementsystem

  • Herausforderung & Ziel: Unser Ziel war es, die Zersetzung des Kühlmittels zu verhindern und die Kosten für die Entsorgung gefährlicher Abfälle zu senken .
  • Unsere Umsetzung: Wir haben die einzelnen Sammelbecken demontiert und durch ein zentrales, automatisiertes Filtrations- und Aufbereitungssystem ersetzt.
  • Kerntechnologie: Zur Abtrennung von Fremdöl mit minimaler Verunreinigung wurde ein Hochgeschwindigkeits-Zentrifugalseparator eingesetzt, und zur Entfernung fester Partikel wurde eine Feinfiltration ( <10µm ) verwendet.
  • Zustandsüberwachung: Integrierte pH- und Konzentrationssensoren mit automatischer Dosierung für präzise Flüssigkeitserhaltung.
  • Abfallminimierung: Durch die Regeneration der Flüssigkeit konnte diese dreimal länger verwendet werden, wodurch der Bedarf an Beschaffung und Entsorgung erheblich reduziert wurde .
  • Ergebnis: Die Kosten für Flüssigkeiten, Abfallentsorgung und Betriebssicherheit der Maschinen sowie eine bessere Arbeitsatmosphäre in der Fabrikhalle wurden eingespart, was zu jährlichen Gesamteinsparungen im sechsstelligen Bereich führte.

Dieses Beispiel verdeutlicht, dass die eigentliche Kostenoptimierung aus einem detaillierten, physikalisch fundierten Verständnis des gesamten Bearbeitungsökosystems resultiert. Unsere Stärke liegt nicht in der Formulierung allgemeiner Empfehlungen, sondern in der Implementierung einer validierten Methodik – von der CNC-Drehautomatisierung und prädiktiven Werkzeugalgorithmen bis hin zum fortschrittlichen Fluidchemiemanagement –, die durch präzise technische Umsetzung greifbare, wirtschaftliche Ergebnisse liefert.

Bearbeitung von hochpräzisen Bremssattelkomponenten aus Legierungen für die Bearbeitung und Montage von Kfz-Bremsen.

Abbildung 4: Bearbeitung von Bremssattelkomponenten aus hochpräzisen Legierungen für die Bearbeitung und Montage von Kfz-Bremsen.

Welche Kernkompetenzen und Qualifikationen sind erforderlich, um den IATF-16949-Standard zu erfüllen?

Die kontinuierliche Zertifizierung nach dem Automobilstandard IATF 16949 ist mehr als nur eine formale Anforderung; sie erfordert ein tief verwurzeltes, zukunftsweisendes Qualitätssystem . Die Qualifizierung als Partnerlieferant für sicherheitskritische Komponenten bedeutet, dass das Unternehmen präventives Risikomanagement, Prozesskontrolle und eine umfassende interne Produktvalidierung nachweisen kann. Wir zeichnen uns durch drei operative Säulen aus:

Proaktive Prozessprüfung und kontinuierliche Verbesserung

Wir nutzen den VDA-6.3-Standard zur kontinuierlichen Prozessüberwachung anstelle periodischer Audits. Zertifizierte interne Auditoren bewerten das ganze Jahr über alle Fertigungs- und Unterstützungsprozesse ( P1–P7 ) und vergeben entsprechende Punktzahlen. Beispielsweise werden in der CNC-Drehfertigung unter anderem das Werkzeugmanagement, die Erstmusterprüfung und die Reaktionsfähigkeit auf SPC-Diagramme überwacht. Jede Punktzahl unter 90 % führt zu einer Ursachenanalyse und einem Korrekturmaßnahmenplan. So konnten wir in allen Modulen drei Jahre in Folge eine Punktzahl von über 90 % erreichen.

Systematische Anwendung zentraler Qualitätswerkzeuge

Wir setzen APQP-Tools ein, um Produktfehler zu vermeiden. Bereichsübergreifende Teams führen für jedes neue CNC-gedrehte sicherheitsrelevante Bauteil eine Prozess-FMEA durch. Durch die Integration von In-Prozess-Messtechnik und automatisierter Bildverarbeitung konnte die durchschnittliche Fehlerrate (D) systematisch um zwei Stufen gesenkt werden. Darüber hinaus fordern wir für alle kritischen Merkmale eine MSA (Messtechnik-Analyse), wodurch die Fehlerrate ( GR&R) durch die Verwendung kalibrierter Master-Prüfkörper und kontrollierter Messverfahren unter 10 % liegt. Dies gewährleistet die Datenintegrität für fundierte Entscheidungen.

Hauseigenes Labor für Design- und Prozessvalidierung

Wir betreiben ein Prüflabor, das die Zusammenhänge zwischen Design, Fertigung und Leistung optimiert. Wir sind überzeugt, dass dies der Schlüssel ist, um die kritische Validierung nicht auslagern zu müssen. Für Bremskomponenten führen wir Salzsprühtests (über 1000 Stunden), Temperaturwechseltests ( -40 °C bis 200 °C ) und hydraulische Impulsermüdungstests durch. Die Ergebnisse dieser Tests dienen als Grundlage für die CNC-Drehparameter und die Materialauswahl. So entsteht ein Feedback-Kreislauf, der nicht nur das Komponentendesign, sondern auch den Fertigungsprozess optimiert und damit die Leistungsfähigkeit sicherstellt.

Dieses Dokument präsentiert ein dynamisches System, kein statisches Zertifikat. Unsere technische Kompetenz beruht auf der Implementierung der Kernwerkzeuge zur aktiven Risikominimierung im CNC-Drehprozess , der Durchführung erstklassiger Prozesse durch regelmäßige interne Audits und dem Nachweis der Produktleistung durch Tests im eigenen Labor. Damit gewährleisten wir die vollständige Qualifizierung unseres Lieferanten gemäß den Automobilstandards IATF 16949 .

Warum wählen führende globale Bremsenhersteller LS Manufacturing als ihren strategischen OEM-Partner?

Führende Bremsenhersteller suchen mehr als nur einen Komponentenlieferanten; sie benötigen einen strategischen OEM-Partner , der die Verantwortung für Systemleistung und Zuverlässigkeit mitträgt. Mit unserem Partnerschaftsmodell erfüllen wir diese Anforderung durch eine geprüfte Leistungsgarantie und gehen damit über die reine Einhaltung der technischen Spezifikationen hinaus – wir gewährleisten die einwandfreie Funktion. Drei integrierte technische Disziplinen ermöglichen dies:

Bereitstellung eines zertifizierten Leistungsdatenpakets

  • Über den Ausdruck hinaus: Wir liefern nicht nur das Bauteil, sondern auch das vollständige Validierungsdossier.
  • Prüfstandtests: Umfangreiche Daten stehen aus unseren hauseigenen Dynamometer-, NVH- und Dauerlaufprüfständen zur Verfügung.
  • Dokumentation: Es werden vollständige PPAP-Pakete inklusive aller notwendigen Konstruktions- und Prozessdokumentationen geliefert.
  • Definierte Grenzwerte: Klare Leistungsschwellenwerte (z. B. Verschleißraten, Ermüdungszyklen ) werden zunächst definiert und anschließend sichergestellt.

Frühzeitige Designintervention durch Co-Engineering

  1. Teamzusammensetzung: Engagierte Projektteams mit promovierten Metallurgen und CNC-Drehspezialisten .
  2. Designprüfung: Wir gehen in die Konzeptphasen ein, um die Herstellbarkeit zu beurteilen.
  3. Optimierungsschwerpunkt: Vorschläge für Designänderungen zur Verbesserung der CNC-Drehleistung .
  4. Konkretes Ergebnis: Diese vorausschauende Zusammenarbeit hat regelmäßig zu um etwa 10 % niedrigeren Kosten für technische Änderungen im nachgelagerten Bereich geführt.

Datengestützte prädiktive Leistungsanalyse

  • Nutzung von Prozessdaten: Wir analysieren Produktionsdaten des CNC-Drehprozesses und Validierungstests.
  • Serviceempfehlungen: Entwickeln Sie evidenzbasierte Wartungsempfehlungen, z. B. optimale Wartungsintervalle für CNC-Drehmaschinen .
  • Lifecycle Insights:​ Statten Sie Organisatoren mit Verschleißvorhersagemodellen für die Ersatzplanung aus.
  • Ergebnis: Die gelieferten Teile werden in unterstützte Systemkomponenten mit langer Lebensdauer umgewandelt.

Unsere Rolle wandelt sich von der eines passiven Ausführenden zu der eines aktiven Leistungsgaranten. Dieses Dokument verdeutlicht die konkreten, technischen Schritte unserer Partnerschaft – von der vorausschauenden gemeinsamen Entwicklung und zertifizierten Validierung bis hin zu prädiktiven Analysen –, die unseren Kunden nicht nur Bauteile, sondern auch eine messbare Reduzierung des Leistungsrisikos und der Gesamtlebenszykluskosten bieten.

Häufig gestellte Fragen

1. Wie lässt sich bei der Bearbeitung von Bremsscheiben ein Gleichgewicht zwischen hoher Effizienz und geringer Belastung herstellen?

Die Aufrechterhaltung hoher Effizienz bei gleichzeitig geringer Belastung während der Bearbeitung von Bremsscheiben wird durch den Einsatz von „Hochdruck-Intervalldrehen“ mit individuell angepassten Nutformen für Wendeschneidplatten erreicht. Gleichzeitig können Oberflächendruckspannungen, die sich positiv auf die Dauerfestigkeit auswirken, in die Oberflächenschicht eingebracht werden, ohne die Effizienz zu beeinträchtigen. Die Technologie von LS Manufacturing ermöglicht es, die Dicke dieser Spannungsschicht auf 0,03–0,08 mm genau zu steuern.

2. Kann das Verfahren für die Großserienfertigung auch für die Kleinserien-Testproduktion von Bremskomponenten verwendet werden?

Nein, das ist nicht empfehlenswert. In der Testphase setzen wir vorsichtigere Parameter ein und führen häufigere Kontrollen durch. So können wir potenzielle Probleme vollständig aufdecken und die Robustheit des Prozesses sicherstellen, was für den Erfolg der Serienproduktion unerlässlich ist.

3. Wie lassen sich häufig auftretende Probleme mit „abnormalen Geräuschen“ an Bremskomponenten während des Bearbeitungsprozesses vermeiden?

Abnormale Geräusche entstehen hauptsächlich durch die Modeneigenschaften und die Oberflächenwelligkeit des Bauteils. Wir reduzieren Schwingungsgeräusche bei einer bestimmten Frequenz durch eine Kombination von Techniken, wie z. B. die Optimierung des Werkzeugwegs und der Drehfrequenz sowie die Kontrolle des finalen Oberflächenwelligkeitswerts W innerhalb von 0,5 μm .

4. Wie stellen Sie die gleichbleibende Leistungsfähigkeit jeder Materialcharge sicher?

Wir fordern von unseren Lieferanten Berichte über die mechanischen Eigenschaften und die Metallographie für jede Materialcharge an und führen zudem regelmäßig Stichproben durch. Bei anspruchsvollen Projekten führen wir eine Erstteilprüfung durch, die Härtegradienten- und Mikrostrukturanalysen umfasst.

5. Wie lange dauert es im Durchschnitt von der Erstellung der Zeichnungen bis zur Fertigung von Prototypen für die Serienproduktion?

Bei Standardbremsteilen können wir innerhalb von 30 Tagen nach Erhalt der finalen Daten einen Werkzeugprototyp (OTS) für Prüfstandstests liefern. Das Angebot umfasst die Prozessentwicklung, die Werkzeugvorbereitung und die Fertigung der ersten Prototypenserie.

6. Welche speziellen Verfahren werden eingesetzt, um die neuen Herausforderungen zu bewältigen, die sich durch die regenerative Bremsung bei Elektrofahrzeugen ergeben?

Die geringere Nutzungshäufigkeit von Bremsscheiben bei Elektrofahrzeugen ist der Hauptgrund für die Oberflächenkorrosion, die unser innovatives Drehverfahren zum passiven Korrosionsschutz erforderlich machte. Darüber hinaus wurde die Scheibenoberfläche durch das Hinzufügen von Rillen optimiert, um das Ansprechverhalten der Bremsen zu verbessern. Testdaten können bereitgestellt werden.

7. Wie hoch ist die Mindestbestellmenge (MOQ)? Bieten Sie Just-in-Time-Lieferungen an?

Die Mindestbestellmenge (MOQ) für Serienfertigungsprojekte legen wir nach Absprache fest, hauptsächlich abhängig von der Komplexität der Komponente. Wir liefern just-in-time und gewährleisten durch ein integriertes Warenwirtschaftssystem und das FIFO-Prinzip ( First-In-First-Out ) eine Liefergenauigkeit von über 99,5 % .

8. Bieten Sie neben der Bearbeitung auch Reinigungs-, Rostschutz- und Verpackungsdienstleistungen für Teile an?

Selbstverständlich bieten wir einen kompletten „Offline-Beladungsservice“ an, von der Ultraschallreinigung über die Verpackung mit Dampfphasenkorrosionsinhibitoren (VCI) bis hin zur OEM-konformen Etikettierung und Containerlieferung.

Zusammenfassung

Die Fertigung von Bremsenteilen für Kraftfahrzeuge stellt eine systemtechnische Herausforderung dar, die Materialwissenschaften, Dynamik und Wärmemanagement integriert. LS Manufacturing nutzt sein umfassendes Know-how, ein ganzheitliches Qualitätsmanagementsystem ( von FMEA bis SPC ) und ein kollaboratives Entwicklungsmodell, um die zuverlässige Funktion und lange Lebensdauer jeder Bremsscheibe, jedes Bremssattels und jedes Bremskolbens auch unter härtesten Bedingungen zu gewährleisten. Neben den Teilen bieten wir auch die Sicherheit, die jede Bremsanwendung mit sich bringt.

Senden Sie uns Ihre Bauteilzeichnungen oder Leistungsdaten für einen kostenlosen, von den Ingenieuren von LS Manufacturing erstellten Vorbericht zur Fertigungsmachbarkeit und Leistungsoptimierung. Dieser Bericht bewertet Fertigungsherausforderungen, Optimierungspotenzial und Kostenstruktur. OEM-Projekte im Bereich CNC-Drehen in der Forschung und Entwicklung können zudem ein ausführliches technisches Gespräch mit unserem Chefingenieur vereinbaren.

Überlegene Bremsleistung durch präzisionsgefertigte, CNC-gedrehte OEM-Teile für mehr Fahrzeugsicherheit.

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LS-Fertigungsteam

LS Manufacturing ist ein branchenführendes Unternehmen mit Fokus auf kundenspezifische Fertigungslösungen. Wir verfügen über mehr als 20 Jahre Erfahrung und betreuen über 5.000 Kunden. Unsere Schwerpunkte liegen auf hochpräziser CNC-Bearbeitung, Blechbearbeitung , 3D-Druck , Spritzguss , Metallstanzen und weiteren Komplettlösungen für die Fertigung.
Unser Werk ist mit über 100 hochmodernen 5-Achs-Bearbeitungszentren ausgestattet und nach ISO 9001:2015 zertifiziert. Wir bieten unseren Kunden in über 150 Ländern weltweit schnelle, effiziente und qualitativ hochwertige Fertigungslösungen. Ob Kleinserien oder kundenspezifische Großprojekte – wir erfüllen Ihre Anforderungen mit schnellster Lieferzeit innerhalb von 24 Stunden. Entscheiden Sie sich für LS Manufacturing. Das steht für Effizienz, Qualität und Professionalität.
Mehr erfahren Sie auf unserer Website: www.lsrpf.com .

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Gloria

Experte für Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

Spezialisiert auf CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Urethanguss, Rapid Tooling, Spritzguss, Metallguss, Blechbearbeitung und Extrusion.

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