DFM-Service für Laserschneiden: Kompetente technische Unterstützung zur Kostenreduzierung

Der DFM-Service für Laserschneiden ist im Wesentlichen eine technische Beratung, die Ingenieurteams dabei unterstützt, bereits in der Konzeptphase die richtigen Fertigungsrichtlinien für das Laserschneiden zu entwickeln. Dieser Service kann grundlegende Probleme in der hochpräzisen Blechbearbeitung beheben, wie beispielsweise Kostensteigerungen von 30 % oder mehr pro Einheit und Lieferverzögerungen aufgrund von Diskrepanzen zwischen Design und Produktion . In der zivilen und kommerziellen Fertigung hochpräziser Bleche stoßen Ingenieure häufig auf Herausforderungen wie Schnittschrumpfung oder Kantenbrand, wenn die physikalischen Grenzen der Bearbeitung nicht berücksichtigt werden. Typische Anbieter fertigen lediglich nach Zeichnung und können keine Vorab-Prozessbewertungen durchführen.

LS Manufacturing bietet dank seiner kompetenten Ingenieure Designoptimierungen an, die sich sofort umsetzen lassen und Kunden gleichzeitig Kostenvorteile in der Entwicklungsphase sichern. Die Details dieser Ingenieursleistung werden wir zu einem späteren Zeitpunkt besprechen.

Überblick über die Kernwerte des DFM-Service beim Laserschneiden

Wichtigste Erkenntnisse

• Die Struktur bestimmt die Kosten: Ein Lochdurchmesser, der größer als das 1,0-fache der Materialdicke ist, und ein Lochabstand, der mehr als das 1,5-fache der Materialdicke ist, können die thermische Spannungsverformung vollständig umgehen und somit die Kosten für das Nachbohren und die Bearbeitung zu 100 % eliminieren.
• Alternative Verfahrenswege: Das Herstellen von „Hundeknochen“-förmigen Prozesslöchern an den Ecken oder die Änderung des Layoutverhältnisses auf mehr als 85 % sind sehr effektive Methoden, um den Zeit- und Materialaufwand pro lasergeschnittenem Teil zu reduzieren.
• Kernnutzen von DFM: Ein Lieferant, der über umfassende DFM-Bewertungsfähigkeiten verfügt, die der IATF 16949 entsprechen, kann nachweisen, dass 90 % des der Massenproduktion innewohnenden Fertigungsrisikos bereits in der Prototypenphase eliminiert werden können.

Warum sollten Sie sich für den DFM-Service (Design for Manufacturing) und die kompetente technische Unterstützung von LS Manufacturing entscheiden?

Dank unserer Expertise im Bereich DFM (Design for Manufacturing) für Laserschneidprozesse und unserer praktischen Erfahrung mit über 1.200 Präzisionsblechprojekten weltweit, sind 92 % der Fertigungsfehler beim Laserschneiden auf Prozesslücken in der Konstruktionsphase und nicht auf Bedienungsfehler während der Produktion zurückzuführen . Unser Service-Workflow orientiert sich eng am Qualitätsmanagementsystem IATF 16949:2016 , was bedeutet, dass jeder DFM-Bericht einer dreistufigen technischen Prüfung unterzogen wird.

Die durchschnittliche Erfahrung jedes Teammitglieds im Laserschneiden beträgt über 11 Jahre, und alle Mitglieder sind in der Blechbearbeitung professionell zertifiziert. Sie können die thermischen Spannungsentlastungsmuster für verschiedene Materialien und Blechdicken präzise vorhersagen. Alle Prüfverfahren werden gemäß der internationalen Norm ISO 9001:2015 durchgeführt, wodurch Kunden rückverfolgbare, hochpräzise und vollständige Prozessverifizierungsdaten erhalten.

In einem Fall arbeiteten wir mit einem nordamerikanischen Hersteller von Medizinprodukten zusammen, um die Ausschussquote seiner chirurgischen Instrumententeile aus Edelstahl von 28 % auf 0,3 % zu senken. Zusätzlich reduzierten wir die Bearbeitungskosten pro Stück um 27 %. Der Schlüssel zum Erfolg lag in unserer frühzeitigen Einbindung in die Konstruktionsphase , einschließlich der gründlichen Optimierung der Bohrungsanordnung und der Schnittwege der Teile.

Unser professioneller und normkonformer DFM-Service für Laserschneiden, basierend auf langjähriger Erfahrung im Engineering und anerkannten Standards, vermeidet Fertigungsfehler von vornherein und reduziert so das Risiko von Ausschuss und Nacharbeit erheblich. Um sich schnell mit den Techniken zur Fehlervermeidung vertraut zu machen, können Sie unser exklusives DFM-Prozess-Whitepaper herunterladen und die Kernpunkte der Präzisionsblechbearbeitung auch ohne Vorkenntnisse verstehen.

Warum einen professionellen DFM-Service für Laserschneiden wählen, um versteckte strukturelle Mängel zu beseitigen?

Professionelles Laserschneiden im DFM-Verfahren ist eine der besten Methoden, um Bohrungsverhältnisse, Mikroverbindungen und Wärmeeinflusszonen bereits in der Konstruktionsphase quantitativ zu analysieren. Dadurch lassen sich Maßabweichungen aufgrund thermischer Materialverformung vermeiden , sodass die Zeichnungen den Präzisionsstandards von 0,05 mm entsprechen und unnötige Prototypenfertigung und Ausschuss vermieden werden.

Typische Analyse von Strukturfehlern

Mit professionellem DFM-Laserschneiden lassen sich nicht konforme Strukturen in der Zeichnung vorab aussortieren, wodurch Bearbeitungsfehler vermieden werden. Mangelhaftes Design führt unweigerlich zu Fertigungsfehlern ; eine effektive Fehlervermeidung beim Laserschneiden ist daher die Grundvoraussetzung für die präzise Blechbearbeitung.

1. Zu geringer Lochabstand: Überlappende Wärmeeinflusszonen benachbarter Löcher führen zu einer lokalen Erweichung und Verformung des Materials.
2. Schmaler Kragarm: Kragarmproben mit einem Längen-Breiten-Verhältnis von mehr als 5:1 neigen dazu, sich beim Schneidevorgang zu verziehen.
3. Keine Prozessmikroverbindungen: Die Teile können sich nach dem Schneiden umdrehen, der Laserkopf kann getroffen werden und die Laseranlage kann beschädigt werden.

Mechanismen zur thermischen Spannungsfreisetzung für verschiedene Materialien

Die DFM-Analyse durch ein Expertenteam ermöglicht eine numerische thermische Spannungsanalyse für verschiedene Materialarten , einschließlich der Auswirkungen von Änderungen der Verarbeitungsmethoden. Da die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Metalle stark variiert, ist sie der direkteste Faktor, der das Ausmaß der thermischen Verformung beeinflusst. Eine hochpräzise Temperaturkontrolle beim Laserschneiden kann Ausschuss nahezu vollständig eliminieren.

1. Aluminiumlegierung: Die Wärmeleitfähigkeit beträgt etwa 205 W/(mK) . Sie ist ein guter Wärmeleiter, wodurch sich die Wärme schnell ausbreitet. Dadurch können die Kanten sehr leicht verbrennen.
2. Edelstahl: Die Wärmeleitfähigkeit beträgt etwa 16 W/(mK) . Dadurch entsteht auf kleinem Raum viel Wärme, was zu ernsthaften Problemen führen kann. Außerdem kann sich das Material durch die Hitze verformen.
3. Kohlenstoffstahl: Die Wärmeleitfähigkeit beträgt etwa 45 W/(mK) . Der Bereich, in dem die Wärme auf das Metall einwirken kann, ist sehr klein. Daher kann sich das Metall zwar verformen, aber nicht wesentlich.

Eine umfassende technische Unterstützung beim Laserschneiden kann Probleme der thermischen Materialverformung hochwirksam lösen und die Genauigkeit der Teilebearbeitung deutlich verbessern . Kundenspezifische Laserzuschnitte müssen vor dem Prozess geprüft werden, um strukturelle Mängel zu vermeiden.

Abbildung 1: Präzisions-Laserschneiden von Metall, Fernsteuerung durch den Bediener, Funken sichtbar.

Wie kann ein maßgeschneiderter DFM-Analyseservice Ihre Kosten für Tragwerksplanung erheblich senken?

Durch die Optimierung der Schnittwinkel an den Ecken und der Verschachtelung gemeinsamer Kanten mittels DFM-Analyse können Laserrückstände und Perforationen, die keinen Mehrwert bieten, deutlich minimiert werden. Dadurch lässt sich der Kostenaufwand für das Laserschneiden einzelner Teile um 15-30 % senken, ohne die geometrischen Toleranzen zu beeinträchtigen.

Kostenaufschlüsselung für Laserschneiden

Durch die detaillierte Kostenaufschlüsselung und die präzise Identifizierung von Optimierungsbereichen mittels professioneller DFM-Analyse lassen sich Kosteneinsparungspotenziale präzise ermitteln. Die wichtigsten Kostenfaktoren bei einem einzelnen lasergeschnittenen Werkstück sind dreifacher Natur ; ein sorgfältig geplantes Budget für das Laserschneiden kann die Gesamtbearbeitungskosten effizient senken.

• Betriebskosten der Ausrüstung: umfassen den Stromverbrauch des Lasergenerators, den Düsenverschleiß und den Verbrauch von Hilfsgasen.
• Materialkosten: machen 60-70% der Gesamtkosten aus und variieren hauptsächlich mit dem Materialverbrauch .
• Lohnkosten: umfassen Programmierung, Be- und Entladung, Qualitätskontrolle und Nachbearbeitung.

Wesentliche Kostenkontrolltechniken

Durch Prozessoptimierung lassen sich die Kosten des Laserschneidens deutlich senken, was Unternehmen erhebliche Einsparungen bei den Bearbeitungskosten ermöglicht . Mithilfe von Unterstützung bei der Laserschneidplanung können kostengünstige, maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Anforderungen entwickelt werden, und durch DFM-Analysen (Design for Manufacturing) lassen sich Ausschussstellen präzise identifizieren. Die nachfolgend genannten Methoden sind die wichtigsten Wege zur Steigerung der Produktivität beim Laserschneiden.

• Verbindungsschnitt : Die äußeren Konturen benachbarter Teile werden zu einem gemeinsamen Schnitt zusammengefasst, wodurch sich die Schnittlänge halbiert.
• Offener Schnittspalt: Wandelt die geschlossenen Schnittspalte in offene Schnittspalte um, wodurch die Anzahl der Durchstiche verringert und somit der Verschleiß der Ausrüstung reduziert wird.

Abbildung 2: Lasergeschnittene Teile: ein Fahrrad, ein gemusterter Kreis und ein Schmetterling, hergestellt aus Metallblechen.

Wie lässt sich der optimale Durchstoßdurchmesser mithilfe von Expertenunterstützung beim Laserschneiddesign bestimmen?

Durch die Nutzung professioneller Unterstützung bei der Laserschneidkonstruktion wird die minimale Öffnungsweite je nach Materialeigenschaften auf das 1,0- bis 1,2-fache der Materialdicke eingestellt. Dadurch wird die Verjüngung der Heißschmelzperforation vermieden und die Anforderungen der IATF 16949-Norm für Teilegenauigkeit vollständig erfüllt.

Spezifikationen für das minimale Durchstoßdurchmesserverhältnis verschiedener Materialien

Mithilfe professioneller Unterstützung bei der Laserschneidplanung können Unternehmen ihre eigenen Durchstoßdurchmesserstandards entsprechend den Materialeigenschaften entwickeln, um Durchstoßfehler zu vermeiden. Diese sicheren, durch Messungen ermittelten Durchstoßdurchmesserdaten und standardisierten Parameter bilden die Grundlage für die präzise Abstimmung des Laserschneidens .

Mechanismus und Lösungen für Piercing-Dehnstäbe

Erfahrene Ingenieure im Bereich Laserschneiden können die Ursache von Konizitätsproblemen schnell identifizieren und Lösungen finden . Hochwertige, kundenspezifische Laserschneidteile werden präzise nach den Vorgaben für die Aperturbearbeitung gefertigt. Eine unzureichende Apertur ist eine der Ursachen für mangelhafte Schlackenentfernung und ungleichmäßige Konizität . Durch Prozessoptimierung lässt sich die Laserschneid-Durchdringung optimieren.

1. Die Lochform wird in eine Rennstreckenform geändert, wodurch eine breitere Schnittfuge entsteht.
2. Durch die Anwendung eines segmentierten Perforationsverfahrens wird der Energieeintrag nur in einem Bereich reduziert .
3. Erhöhen Sie den Druck des Hilfsgases weiter, um die Entfernung der Schlacke zu erleichtern.

Ein umfassender DFM-Service für Laserschneiden deckt die Prüfung der Lochdurchmesserkonformität vollständig ab und beseitigt Konizitätsfehler von vornherein. Laden Sie Ihre Teilezeichnungen hoch und erhalten Sie eine kostenlose Prüfung der Lochdurchmesserkonformität sowie Vorschläge zur Prozessoptimierung.

Abbildung 3: Ein Laserschneidmaschinenkopf in Aktion, mit digitalen Daten auf dem Bildschirm zur präzisen Steuerung.

Warum ist die technische Unterstützung beim Laserschneiden entscheidend für die Kontrolle von Verformungen?

Professionelle technische Unterstützung beim Laserschneiden kann lokale Wärmeansammlungen verhindern und die Planheit von Präzisionsdünnplattenteilen innerhalb von ± 0,1 mm durch verteilte Schnittwege und Mikroverbindungs-Halteprozesse stabilisieren .

Entstehung und Kontrolle der Wärmeeinflusszone

Durch die Unterstützung von Experten im Bereich Laserschneiden lässt sich die Wärmeeinbringung kontrollieren und die Ausdehnung der Wärmeeinflusszone begrenzen . Auch der Anbieter von DFM-Dienstleistungen (Design for Manufacturing) für Laserschneiden legt großen Wert auf die Kontrolle der thermischen Verformung als Optimierungskriterium.

• Führen Sie Hochgeschwindigkeitsschnitte durch, damit Laser und Material nicht über einen längeren Zeitraum miteinander in Kontakt kommen .
• Um die Wärmeleitung zu verbessern, sollten Wärmeableitungsschlitze geschaffen werden.
• Um die durch die Teile hervorgerufenen anisotropen Änderungen zu verringern , sollten diese entlang der Walzrichtung der Platten angeordnet werden.

Technologie zur Verformung dünner Bleche

Die Präzision lasergeschnittener Bauteile unterliegt strengsten Anforderungen an die Planheit. Diese lassen sich nicht nachträglich ermitteln; thermische Verformungen des Laserschnitts müssen verhindert oder zumindest kontrolliert werden. Ein hochwertiger Laserschneidservice mit exklusiver Technologie zur Vermeidung von Verzug bei dünnen Blechen bietet daher mehrdimensionale, präventive und kontrollierende Verfahren, die die Stabilität des Laserschnitts gewährleisten.

• Um die Wärme nicht nur an einer Stelle zu konzentrieren, wird der Schneidweg in viele Abschnitte unterteilt .
• Durch die Ausführung der Schnittreihenfolge mit Seitensymmetrie des Teils werden Art und Ausmaß der thermischen Spannungen auf beiden Seiten des Teils ausgeglichen .
• Die Mikroverbindungen sollten technisch korrekt konfiguriert und in ausreichender Anzahl vorhanden sein, und die Teile sollten fest an ihrem Platz fixiert sein.

Wie minimiert der DFM-Analysedienst Schlacke und Rauheit?

Bei Verwendung des Experten-DFM-Analysedienstes zur Optimierung der Laservorschub- und Fokusparameter kann die Rauheit des Schnitts konstant zwischen Ra1,6μm und 3,2μm gehalten werden, wodurch eine hohe Durchsatzleistung beim Präzisionsschneiden ohne Schlacke ermöglicht wird.

Einfluss der Bleikonstruktion auf die Kantenqualität

Der fortschrittliche DFM-Analysedienst kann das Schnittergebnis von Draht prognostizieren und die Parameter vor dem Vorgang optimal einstellen. Durch die DFM-Analyse beim Laserschneiden lassen sich die Schnittkanten präzise bestimmen und mögliche Kantenfehler vollständig ausschließen . Dies ist ein entscheidender Schritt im gesamten Prozess der Kantenbearbeitung beim Laserschneiden .

1. Gerade Zuleitung: Die Länge muss 0,5 mm betragen, um Explosionsstellen am Rand des Bauteils zu vermeiden.
2. Lichtbogenführung: Der Lichtbogen muss 90 Grad betragen, damit beim Laserschnitt ein gleichmäßiger Ein- und Ausschnitt erfolgt.
3. Die Kabel müssen im Abfallbereich so positioniert werden , dass das Erscheinungsbild der Teile nicht beeinträchtigt wird.

Fokuspositionsänderungen pro Plattendicke

Spezielle Fokusparameter sind für die Herstellung hochgradig individueller Laserzuschnitte unerlässlich, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Durch eine sinnvolle Parametereinstellung lassen sich die Laserschneidkosten kontrollieren , ohne den Prozess zu beeinträchtigen und Materialverschwendung zu verursachen . Die präzise Fokussierung führt zu einer verbesserten Oberflächenqualität beim Laserschneiden .

Die präzise DFM-Analyse optimiert Fokus- und Führungsparameter, gewährleistet eine gleichbleibende Schnittqualität und macht kostspielige Nachbearbeitungsprozesse überflüssig. Wir beraten Sie individuell zu Prozessdetails und bieten Ihnen exklusive Lösungen zur Optimierung Ihrer Oberflächenqualität.

Abbildung 4: Verschiedene lasergeschnittene Metallteile mit Löchern, angeordnet auf weißem Hintergrund.

Wie konfiguriert man zuverlässige Mikrogelenk-Konfigurationen, um die zuverlässige Lieferung von kundenspezifischen, lasergeschnittenen Teilen in Serienfertigung zu gewährleisten?

Während der DFM-Phase wurden die kundenspezifischen lasergeschnittenen Teile mit 0,3 mm bis 0,6 mm großen Standard-Mikroverbindungen versehen, um zu verhindern, dass die Teile während des Schneidevorgangs umkippen und die Maschine beschädigen . Dadurch wurde eine vollautomatische, kontinuierliche und stabile Produktion ermöglicht.

Grundparameter der Mikro-Verbindungsentwicklung

Für die Serienfertigung kundenspezifischer, lasergeschnittener Teile sind standardisierte Mikroverbindungsverfahren erforderlich, um eine stabile Produktion zu gewährleisten . Erstklassige kundenspezifische Laserschneiddienstleistungen basieren auf bewährten Konfigurationssystemen.

• Breite: 0,3–0,6 mm. Bei dickeren Platten sollte die Breite der Mikroverbindung entsprechend größer sein.
• Menge: mindestens 2 Stück mit einer Seitenlänge von weniger als 50 mm, und für jede 50 mm, die zur Seitenlänge hinzukommen, sollte 1 Stück hinzugefügt werden.
• Platzierung: Idealerweise sollten Mikroverbindungen an einer Ecke oder im nicht funktionalen Bereich des Bauteils platziert werden, um dessen Demontage zu erleichtern.

Kontrolle des Restmaterials von Mikroübergängen

Durch die Optimierung des DFM-Services beim Laserschneiden lassen sich Standards für Mikroverbindungsreste im Voraus planen. Dadurch erfüllt das Produkt die Montageanforderungen, Nacharbeiten werden minimiert und die Laserschneidkosten gesenkt . Ein exklusives Verfahren ermöglicht eine hocheffektive Reduzierung des Grates beim Laserschneiden .

• Manuelles Brechen: geeignet für Teile bis zu 2 mm Dicke.
• Schleifen mit Schleifscheibe: geeignet für Teile mit einer Dicke von mehr als 2 mm.
• Laserbearbeitung: perfekt für Teile mit extrem hohen optischen Anforderungen .

Wie beeinflusst DFM die Kosten des Laserschneidens durch Gasparameter?

Eine wissenschaftliche DFM-Bewertung beim Laserschneiden kann dazu beitragen, die besten Prozessparameter zu ermitteln, die Kosten des Laserschneidens präzise zu kontrollieren, die am besten geeigneten Hilfsgase für verschiedene Materialien auszuwählen, auf den sekundären Entgratungsvorgang zu verzichten und den Energieverbrauch bei der Bearbeitung sowie die gesamten Gaskosten um über 20 % zu senken.

Vergleich der drei wichtigsten Hilfsgase

Die Gasdosierung ist einer der Hauptkostenfaktoren beim Laserschneiden und erfordert eine präzise Auswahl, um die Kosten im Griff zu behalten. Unsere DFM-Analyseeinheit ermittelt die optimale Gaslösung. Durch die Kombination von DFM-Analyse und Berücksichtigung der Arbeitsumgebung wird die kosteneffektivste Lösung gefunden – dies ist die Grundregel fürdie Gasabstimmung beim Laserschneiden .

Strategie zur Optimierung der Gasparameter

Spezielle technische Unterstützung beim Laserschneiden ermöglicht die flexible Anpassung der Gasparameter und sorgt so für ein optimales Verhältnis von Qualität und Kosten . Ein erstklassiger, kundenspezifischer Laserschneidservice ist der beste Weg, unnötige Bearbeitungsschritte zu vermeiden und die maximale Leistung aus Ihrem Laserschneidprozess herauszuholen.

1. Für Schnitte an Teilen von sehr hoher ästhetischer Qualität wird die Verwendung von Stickstoff unter hohem Druck empfohlen, um Oxidationsschäden an den Schnittflächen zu vermeiden.
2. Die inneren Strukturbauteile können mit Sauerstoff unter niedrigem Druck durchtrennt werden, um Kosten zu sparen.
3. Um die Kosteneinsparungen fortzusetzen, kann bei Teilen ohne Zeitbegrenzung das Druckluftschneiden zum Einsatz kommen.

Warum ist die frühzeitige Verschachtelung für ein wettbewerbsfähiges Angebot im Bereich kundenspezifischer Laserschneiddienstleistungen so wichtig?

Durch die frühzeitige Einbindung des Zulieferers in die Planungsphase und die gemeinsame Optimierung der Kanten kann der Blechabfall nicht nur um fast 18 % drastisch reduziert werden, sondern auch die Beschaffung wird einfacher und schneller, sodass ein kostengünstiges Angebot für die Massenproduktion von kundenspezifischen Laserschneiddienstleistungen leichter und schneller eingeholt werden kann.

Gemeinsames Schneiden bringt Kostenvorteile

Die Hersteller bieten hochwertige, kundenspezifische Laserschneiddienstleistungen an und legen dabei besonderen Wert auf das Verfahren mit gemeinsam genutzter Schneidekante, wodurch Materialverschwendung reduziert wird. Wissenschaftliches Verschachteln trägt wesentlich zur Senkung der Laserschneidkosten bei, macht den Prozess kosteneffizienter und kann die Effizienz der Verschachtelung beim Laserschneiden deutlich steigern.

• Durch Halbierung der Schnittfugenlänge wird der Gas- und Düsenverbrauch reduziert.
• Durch die Reduzierung der Durchstoßzahlen verkürzt sich die Produktionszeit .
• Eine bessere Nutzung des Materials trägt dazu bei, den Materialpreis zu senken.

Nutzung intelligenter Verschachtelungssoftware

Ausgehend von der Unterstützung bei der Laserschneidkonstruktion lassen sich verschiedene Verschachtelungspläne entwickeln, die auf die Bauteilstrukturen abgestimmt sind . Intelligente Verschachtelung in großen Stückzahlen für die Fertigung kundenspezifischer Laserschneidteile kann die Effizienz der Serienfertigung erheblich steigern.

• Die Software kann automatisch erkennen, wenn Konturen zwischen den Teilen übereinstimmen.
• Durch eine Neuanordnung und Neuausrichtung der Teileanordnung kann das Material effizienter genutzt werden .
• Die Software kann den optimalen Schnittweg planen, um die Produktionszeit und damit die Leerlaufzeiten zu reduzieren .

Intelligentes Verschachteln und die Optimierung gemeinsamer Kanten reduzieren Blechverschnitt und Bearbeitungszeit deutlich – die Grundlage für die Herstellung hochwertiger und kostengünstiger Sonderteile. Für Großaufträge senden Sie uns bitte Ihre Zeichnungen, um ein präzises Angebot für kundenspezifisches Laserschneiden zu erhalten.

LS Manufacturing optimiert das Laserschneiddesign für 316L-Stromschienen für NEV-Unternehmen

Kundenherausforderungen

Der Tier-1-Zulieferer von Elektrofahrzeugen fertigte 2,0 mm dicke Batteriestromschienen aus Edelstahl 316L. Anfänglich lag das Verhältnis von Bohrung zu Wandstärke bei lediglich 0,75. Bei konventioneller Bearbeitung traten unweigerlich Probleme wie Schmelzen, Konizität und Mikrorisse auf, was die Gesamtausbeute der Teile stark reduzierte, die Kosten erhöhte und sogar zu Lieferverzögerungen führte.

LS Fertigungslösung

Das Engineering-Support-Team von LS Manufacturing kontaktierte den Kunden nur 24 Stunden nach Erhalt der Zeichnungen, um eine detaillierte DFM-Lösung für das Laserschneiden anzubieten. Im ersten Schritt wurde die Wärmeeinbringung mithilfe unserer eigenen Software zur Wärmeströmungssimulation (mit einer Berechnungsgenauigkeit von 0,02 mm) modelliert. Nach der Überprüfung des IATF-16949-Prozesses entwickelte das Team eine Lösung zur Strukturoptimierung, mit der Defekte an Automobilteilen hochpräzise per Laser geschnitten werden können .

1. Die Größe und Form der Bohrung wurden verändert: Ursprünglich war die Bohrung kreisförmig. Jetzt ist sie länglich und hat die Form einer Rennstrecke. Die Schnittfugenbreite wurde auf ein sicheres Verhältnis von Bohrung zu Materialstärke von 1,2 angepasst.
2. Es wird ein sanfter Eckenradius von 0,5 mm eingeführt.
3. Keine Rückstände in der Mikroverbindungskonfiguration.
4. Bei der Produktion wird reiner Stickstoff unter hohem Druck von 1,8 MPa verwendet , zusätzlich kommen segmentierte Interpolationsschneidwege zum Einsatz, um die lokale Wärmeleitung auf ein Minimum zu reduzieren.

Ergebnisse und Wert

Nach der Optimierung der Bauteile wurde die Oberflächenrauheit stabilisiert und entspricht den Normen. Die Toleranz des Bohrungsdurchmessers liegt innerhalb von 0,04 mm, alle Defekte wurden beseitigt und die Ausschussquote beträgt ca. 99,8 % . Darüber hinaus wurde die Materialzuführung deutlich effizienter gestaltet und die Nachbearbeitung vollständig eliminiert. Dadurch konnte der Stückpreis nach dem Laserschneiden um beachtliche 24,5 % gesenkt und die Serienproduktion erfolgreich realisiert werden .

Professionelles Laserschneiden mit DFM-Service löst effizient die Herausforderungen bei der Bearbeitung von Präzisionsteilen aus Edelstahl, verbessert die Ausbeute und senkt die Produktionskosten. Senden Sie uns Ihre Projektanforderungen , um maßgeschneiderte Prozessoptimierungslösungen für Bauteile im Bereich neuer Energien zu erhalten.

Häufig gestellte Fragen

Frage 1: Warum darf der minimale Lochdurchmesser in Laserschneidzeichnungen nicht kleiner als die Materialstärke sein?

Die Laserperforation mit hoher Energiedichte führt zu Wärmestau in kleinen Löchern. Ist der Lochdurchmesser kleiner als die Materialstärke, reicht der Platz für den Schlackenabtransport nicht aus, wodurch die geschmolzene Schlacke abprallt und das Grundmaterial verbrennt . Dies verursacht eine starke Lochkonizität und eine Oxidschicht, die die herkömmliche Gut/Ausschuss-Präzisionsprüfung nicht bestehen.

Frage 2: Was ist Common-Line Cutting (CFM) und wie trägt es zur Senkung meiner Beschaffungskosten bei?

CFM ist eine Technik, bei der die Konturen zweier benachbarter Teile so kombiniert werden, dass sie eine gemeinsame Schnittfuge aufweisen. Die beiden Teile werden in einem Laserschnitt geformt, wodurch ihre Kanten so gestaltet werden, dass der Schnittaufwand deutlich reduziert und der Energieverbrauch, der Gasverbrauch und die Stückkosten beim Laserschneiden erheblich gesenkt werden .

Frage 3: Wie kann bei der kundenspezifischen Fertigung lasergeschnittener Teile aus Aluminiumlegierung durch die DFM-Spezifikation das Problem starker Schlackenbildung an der Schnittkante vermieden werden?

Aluminiumlegierungen weisen eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und ein hohes Reflexionsvermögen auf. Während der DFM-Phase ist ein Prozessradius von mindestens 0,5 mm und ein Hochdruck-Schneiden mit reinem Stickstoff von 1,6 MPa vorgeschrieben. Der Hochdruckluftstrahl entfernt die geschmolzene Aluminiumschlacke schnell und verhindert so Schlackenbildung an der Schnittfläche von der Wurzel an.

Frage 4: Warum tritt das Phänomen des „Eckenbrands“ bei der Bearbeitung scharfer Ecken von Teilen ohne DFM-Optimierung auf?

Beim Laserschneiden verringert sich die Geschwindigkeit des Laserstrahls an scharfen Ecken, und er weicht zurück. Das Problem entsteht, weil die Oberfläche zur Wärmeableitung an der Ecke minimal ist, was zu einem starken lokalen Temperaturabfall führt. Dadurch verdampft und schmilzt das Material sehr schnell, wodurch Vertiefungen entstehen, die letztendlich meist zu Eckenbrand und Materialabplatzungen führen.

Frage 5: Welches Maß an Ebenheit und Toleranz bietet LS Manufacturing für dünnwandige Präzisionsbauteile aus Edelstahl?

Durch die Verwendung des Vordiffusions-Kühlkörperdesigns und des verteilten Schneidwegverfahrens erreichen wir eine Kontrolle der linearen Toleranz dünner Plattenbauteile innerhalb von 0,05 mm für 3 mm dicke Bauteile und eine stabile Gesamtebenheit von 0,1 mm ist auch ohne zusätzliche Nivellierungsprozesse möglich.

Frage 6: Warum führt das Streben nach einem makellosen Erscheinungsbild zu einem Anstieg unnötiger indirekter Fertigungskosten?

Um schlackefreies Schneiden zu gewährleisten, muss die Schnittgeschwindigkeit reduziert, hochreine und teure Gase verwendet oder ein Nachschleifen durchgeführt werden . Sind die Teile verdeckt und nicht in die Montage eingebunden, führt dies zu einer Überbearbeitung und verteuert das Laserschneiden erheblich.

Frage 7: Wie kann ich sicher sein, dass meine präzisen Blechzeichnungen vor der Massenproduktion einer professionellen Überprüfung durch einen Experten unterzogen wurden?

Wir verfügen über mehr als 15 Jahre Erfahrung als Blechingenieure. Nach dem Hochladen Ihrer Zeichnungen (im DXF-, STEP- oder DWG-Format) erstellen wir Ihnen innerhalb von 24 Stunden einen professionellen DFM-Bericht mit einer umfassenden Prozessanalyse und Empfehlungen zur Kostenoptimierung.

Frage 8: Hat die Wärmeeinflusszone (WEZ) beim Laserschneiden Auswirkungen auf schwankende Abmessungen beim Biegen oder auf die galvanische Behandlung der Sekundäroberfläche?

Die Wärmeeinflusszone ist ein dünner Bereich mit Materialveränderungen. Wird das Biegespiel in der DFM-Phase nicht ausreichend geplant und werden Materialkornveränderungen nicht berücksichtigt, führt der nachfolgende Biegevorgang zu Rissen und beeinträchtigt die Oberflächenglätte der Galvanisierung.

Zusammenfassung

Laserschneiden ist nicht nur ein einfacher Schneidevorgang, sondern ein komplexer Präzisionsfertigungsprozess. Die Integration professioneller DFM-Dienstleistungen (Design for Manufacturing) in die Planungsphase eines Projekts trägt maßgeblich dazu bei, Verarbeitungsfehler wie verbrannte Ecken, Verjüngungen und Verformungen dünner Bleche zu vermeiden . Durch optimiertes Layout und das Schneiden gemeinsamer Kanten werden die Produktionskosten gesenkt, ohne die Produktleistung zu beeinträchtigen. Zudem wird der Übergang vom Prototyp zur Serienproduktion vereinfacht und beschleunigt.

Wiederholte Konstruktionszeichnungen und Änderungen der Prozessparameter führen stets zu hohen Bearbeitungskosten und Lieferverzögerungen. LS Manufacturing stützt sich auf langjährige Erfahrung in der Präzisionsblechbearbeitung und bietet professionelle und zuverlässige Unterstützung in der Prozesstechnologie für diverse kommerzielle und zivile Laserschneidprojekte.

Sie können 2D/3D-Zeichnungen in den Formaten DXF, STEP oder DWG hochladen. Unsere erfahrenen Ingenieure erstellen Ihnen innerhalb von 24 Stunden einen kostenlosen, transparenten und individuell auf Sie zugeschnittenen DFM-Bewertungsbericht sowie ein Angebot für die Massenproduktion mittels Laserschneiden zu einem fairen Preis .

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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 haben über 5.000 Kunden betreut. Unser Schwerpunkt liegt 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.
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