Kosteneinsparung einfach gemacht!

Projekt des Monats November 2014

Es lassen sich in vielen Fällen erhebliche Einsparungen an Werkstoff- und Fertigungskosten erzielen und häufig wird durch die elektronenstrahlschweissgerechte Konstruktion eine völlig neue Produktgestaltung möglich.

Immer wiederkehrende Schwierigkeiten bei der Bearbeitung eines komplexen Kupfergusses haben den Anstoss gegeben das Fertigungs- Konzept bei einem Kunden von Grund auf neu zu überdenken. Bei der Auswahl des bestmöglichen Verfahrens wurden drei mögliche Vorgehen analysiert und gegenübergestellt:

1. Mechanische Bearbeitung aus dem vollen

• Lange und kostspielige Bohrungen für Wasserkühlung- Umfassende und lange Bearbeitungszeiten- Grosser Anteil von nicht wertschöpfenden Kupferspänen 

2. Kupferguss mechanisch bearbeiten (angewandtes Verfahren auf Optimierung untersucht)

• Undichtheiten durch Porenbildungen im Kupferguss (grosser Ausschussanteil)- Hohe Werkzeuggebundene Kosten mit nicht vorhandenen Änderungsflexibilität - Lange Beschaffungszeiten

3. Mehrere Einzelteile mit Elektronenstrahl zusammenschweissen

• Reduktion der indirekten Rohstoffkosten dadurch materialsparendes Design- Reproduzierbare und hochdruckfeste Verbindung- Geringste Gesamtkosten mit kurzen Durchlaufzeiten

Die Entscheidung fiel auf das Elektronenstrahl - Schweissverfahren und ausschlaggebend hierfür war die höchste Prozesssicherheit mit einer geringen Durchlaufzeit und dem wertmässig geringsten Materialaufwand gegenüber der bestehenden Kupferguss - Ausführung.

Die Einzelteile konnten einfacher und kostengünstiger gestaltet werden, und nicht zuletzt war auch die Änderungsflexibilität gegenüber einem werkzeuggebundenen Kupferrohling ausschlaggebend, dem Elektronenstrahlschweissverfahren den Vorrang zu geben.

Neben einer gesteigerten Prozesssicherheit  konnte mit einfachsten Mitteln die Herstellkosten um 18% gesenkt werden.

Die Ermittlung der Wirtschaftlichkeit darf nicht ausschliesslich auf der Basis Kosten/Meter Schweissnaht ermittelt werden. Die eigentliche Wirtschaftlichkeit des Elektronenstrahlschweisssen beruht auch auf Einsparungen vor und nach dem Schweissen. Hierfür sind zu nennen:

• Bauteil kann konstruktiv fertigungsoptimiert gestaltet werden- Kein Schweisszusatz- Nahtfuge muss nicht angeschrägt werden- Schutzgasse sind keine nötig- Hohe Schweissgeschwindigkeit- Schwere Schweissstellen-Zugänglichkeit möglich- Minimalste Wärme- und Schmelzeinflusszone

Daraus ergeben sich nachfolgende Kosten-Vorteile:

• Einfachste Teilekonstruktion- Minimalste Fertigungsaufwand- Spannungs- und Verzugsarmes Bauteil- Gewichtseinsparungen- Einsparung von Werkstoffen- Bedarfsgerechte Kombinationen von Werkstoffen- Schweissen von fügekritischen Werkstoffen und Sondermetalle- Schweissen von wärmeempfindlichen Bauteilen- Keine oder nur minimalste Nacharbeit- Schweissen von endgearbeiteten Bauteilen

Die Kosteneinsparungen beim Elektronenstrahlschweissen sind umfassend, so dass trotz der bemerkenswerten Investitionsaufwandes die Rentabilität gegenüber dem Wettbewerbsverfahren überzeugend sich am Markt und in der Praxis bewährt haben.

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