Das Ziel des Prinzips „Design for Fabrication“ ist es, eine Konstruktion so zu gestalten, dass sie einfach und wirtschaftlich herzustellen ist.

1. Einführung

Design for Fabrication (DFF) und Design for Assembly (DFA) stehen für die Integration von Stahlkonstruktionsentwurf und Prozessplanung zu einer gemeinsamen Aktivität. Ziel ist es, eine Stahlkonstruktion zu entwerfen, die einfach und wirtschaftlich herzustellen ist. Die Bedeutung der fertigungsgerechten Konstruktion zeigt sich darin, dass der Großteil der Fertigungskosten eines Produkts (Materialkosten, Verarbeitung und Montage) durch Konstruktionsentscheidungen bestimmt wird, während Produktionsentscheidungen (wie Prozessplanung oder Maschinenauswahl) relativ weniger Einfluss haben.

Hier finden Sie einige allgemeine Konstruktionsprinzipien, die dem Konstrukteur bei der Kostenplanung im Stahlbau.

2. Bauteilanzahl

Die Reduzierung der Anzahl der Bauteile ist wahrscheinlich die beste Möglichkeit zur Senkung der Herstellungskosten. Weniger Teile bedeuten weniger Beschaffung, Lagerung, Handhabung, Bearbeitungszeit, Entwicklungszeit, Ausstattung, Ingenieurszeit, Qualitätskontrolle, Montageaufwand, Prüfungen usw. Im Allgemeinen reduziert es die Intensität aller Aktivitäten über die gesamte Lebensdauer der Stahlkonstruktion hinweg.

3. Modulares und repetitives Design

Der Einsatz von Modulen im Design vereinfacht Fertigungsaktivitäten wie Inspektion, Prüfung, Montage, Beschaffung, Nachkonstruktion, Aufbau usw. Ein Grund ist, dass Module den Neuentwurf erleichtern, zur Standardisierung der Fertigung beitragen und die Montage vereinfachen.

4. Verwendung von Standardprofilen

Stahlwerke neigen dazu, selten verwendete Profile teurer anzubieten, daher sind manche Profile günstiger als andere. Zudem sind die Lieferzeiten bei häufig verwendeten Profilen kürzer. Durch die hohe Verfügbarkeit von Standardprofilen werden sowohl Beschaffungszeiten als auch Kosten reduziert. Der Einsatz standardisierter Profile reduziert den Produktionsdruck für den Hersteller und erleichtert die termingerechte Fertigung.

5. Standardisierte Verbindungsmittel

Beim Aufbau von Stahlkonstruktionen können verschiedene Längen gleich dicker Schrauben zu Verwirrung bei den Monteuren führen und den Ablauf der Arbeiten stören. Um dies zu vermeiden, sollte der Konstrukteur versuchen, gleiche Durchmesser in gleichen Längen zu gruppieren. Dies minimiert das Risiko, eine zu lange Schraube an einer Stelle einzusetzen, wo eine kürzere erforderlich ist, was später zu einem Mangel der längeren Schrauben führen kann.

6. Konstruktion für die Feuerverzinkung

Das Design der Metallerzeugnisse sollte individuell angepasst werden, wenn sie verzinkt werden sollen. Feuerverzinkung erfordert eine gute Entwässerung, eine gute Entlüftung, geeignete Materialkombinationen, geeignetes Schweißen und kompatible Produktabmessungen. Eine frühzeitige Absprache zwischen Galvaniseur, Verarbeiter und Konstrukteur ist der Schlüssel zu den besten Ergebnissen des Verzinkungsprozesses.

7. Minimierung von Verschnitt

Eine der höchsten Prioritäten bei der Stahlbaukonstruktion ist die Minimierung von Materialverschnitt. Der Konstrukteur sollte sich der potenziellen Abfälle bewusst sein und geeignete Maßnahmen zur Reduzierung ergreifen. Mögliche Lösungen sind das Hinzufügen zusätzlicher Verbindungen oder das Ändern des Profils. Jede Option sollte gemeinsam mit den Beteiligten sorgfältig durchgerechnet werden, um die optimale Lösung für alle Parteien zu finden.

8. Fazit

Die Auswahl der optimalen Kombination aus Material und Fertigungsprozess führt zur idealen Planung im Stahlbau. Beispielsweise werden Schraubverbindungen im Allgemeinen gegenüber Schweißverbindungen bevorzugt, da sie einfacher und kostengünstiger sind – Schweißverbindungen bieten hingegen eine höhere strukturelle Leistungsfähigkeit.

Steigende Arbeitskosten erhöhen den Druck auf die Hersteller, Automatisierung in ihren Werkstätten einzuführen. Moderne Werkstätten verfügen über diverse CNC-gesteuerte Maschinen zur Beschleunigung der Fertigung. Konstrukteure von Stahlbauten sind aufgefordert, diesem Trend zu folgen und sich mit der sich rasant entwickelnden Fertigungstechnologie in Einklang zu bringen – ohne Kompromisse bei Qualität und Normkonformität einzugehen.