Design for Manufacturing / Hinterschneidungen
DfM-Vertiefung
Hinterschneidungen: der größte Kostenfaktor nach Produktgröße
Eine Hinterschneidung ist jedes Formelement, das das geradlinige Öffnen und Auswerfen des Werkzeugs blockiert: ein Haken, ein Querloch, eine innere Nut, ein Gewinde. Hinterschneidungen sind nach der Produktgröße selbst der größte Kostenfaktor beim Werkzeug.
Schritt 1: wegkonstruieren
Die günstigste Hinterschneidung ist die, die gar nicht vorhanden ist. In Reihenfolge der Präferenz:
- Trennlinie clever wählen: Durch Verlegen oder Verspringen der Trennlinie (getreppte Trennlinie) verschwindet so manche Hinterschneidung von selbst.
- Durchbruch statt Hinterschneidung: Ein Fenster in der Wand ermöglicht es einem Werkzeugteil, durchzustechen. Der Klassiker: ein Schnapphaken mit rechteckigem Loch darunter, sodass die beiden Werkzeughälften gemeinsam den Haken formen, ganz ohne Bewegung.
- Feature nach außen kippen: eine innere Nut durch eine äußere ersetzen, einen Quersteg in Auswerfrichtung auslaufen lassen.
- Forcieren (Snap Ejection): Kleine, runde, flache Hinterschneidungen bei flexiblen Materialien wie PP und PE können mit großzügigen Radien elastisch vom Kern abgestreift werden. Nur bei zähen Materialien, niemals bei gefüllten oder spröden.
Schritt 2: bewegliche Werkzeugteile, mit offenen Augen
| Lösung | Für | Auswirkung auf Werkzeug |
|---|---|---|
| Schieber (slide) | Äußere Hinterschneidungen, Querbohrungen | Mehrkosten pro Schieber, zusätzlicher Wartungsaufwand und Trennlinien-Abzeichnung |
| Kerntreiber | Tiefe oder große Querkerne | Teurer als ein mechanischer Schieber |
| Schrägauswerfer (Lifter) | Innere Haken und Clips | Kompakt, aber verschleißanfällig, Hub begrenzt |
| Lose Einlage | Prototypen, sehr geringe Stückzahlen | Günstig im Stahl, teuer an Arbeitszeit pro Schuss |
| Ausdrehvorrichtung | Innere Gewinde | Schwerste Option, nur wenn das Gewinde wirklich gespritzt werden muss |
Jede Bewegung im Werkzeug bedeutet höhere Anschaffungskosten, längere Bauzeit, zusätzliche Abzeichnungen am Produkt und mehr Störungsanfälligkeit in Serie. Bei niedrigen Stückzahlen wiegt der Werkzeugpreis schwer, bei hohen Stückzahlen die Störungsanfälligkeit.
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