Als Fertigungsverfahren werden in der Fertigungstechnik alle Verfahren zur Herstellung von geometrisch bestimmten festen Körpern (Werkstücke) bezeichnet, also von Körpern mit bestimmten Maßen und Formen, wozu auch die Oberflächenrauheit zählt. Zu den wichtigsten Fertigungsverfahren zählt das Gießen, Schmieden, Fräsen, Bohren, Schweißen und Löten. Außerdem zählt zu den Fertigungsverfahren aus technischer Sicht das Ändern von Stoffeigenschaften, wie das Härten oder Weichglühen. Die Herstellung von Körpern ohne bestimmte Form ist dagegen Sache der Verfahrenstechnik.
Als Fertigungsverfahren werden in der Betriebswirtschaftslehre alle Produktionsprozesse bezeichnet, die den Arbeitsablauf in der Fertigung mit dem Unternehmensziel regeln, Produkte herzustellen.
Allgemeines Bearbeiten
In der angloamerikanischen Fachliteratur wird zwischen „Fertigung“ (englisch manufacturing) und „Produktion“ (englisch production) unterschieden, wobei die Fertigung als Teilbereich der Produktion angesehen wird. Ein Teil der deutschsprachigen betriebswirtschaftlichen Fachliteratur hat sich dem angeschlossen, die herrschende Meinung dagegen stuft „Fertigung“ und „Produktion“ und die entsprechenden Komposita als Synonyme ein. „Fertigungsverfahren“ kann daher durch „Produktionsverfahren“ ersetzt werden.
Fertigungstechnik Bearbeiten
Die Werkstücke können sowohl Halbzeuge sein, die noch weiter verarbeitet werden müssen (Bleche, Barren, Stäbe) oder Fertigerzeugnisse. In der Regel müssen mehrere Fertigungsverfahren miteinander kombiniert werden, um aus Rohteilen über Halbfertigteile fertige Produkte herzustellen. Ausgangspunkt sind die Daten der Konstruktion, zum Beispiel technische Zeichnungen oder dreidimensionale CAD-Modelle. Darin sind die Maße der Werkstücke, ihr Werkstoff und die zulässigen Abweichungen (Toleranzen) enthalten.
Hauptgruppen nach DIN 8580 Bearbeiten
Die zahlreichen verschiedenen Fertigungsverfahren werden in der DIN 8580 nach gemeinsamen Verfahrensprinzipien eingeteilt in sechs Hauptgruppen, die sich jeweils in mehrere Gruppen, Untergruppen, Verfahren und Verfahrensvarianten aufteilen.
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| Bereich | Terminologie | |
| Titel | Fertigungsverfahren – Begriffe, Einteilung | |
| Letzte Ausgabe | Dezember 2022 | |
| Klassifikation | 01.040.25; 25.020 | |
| Ersatz für | DIN 8580:2003-09 |
Nach der DIN 8580 sind die Fertigungsverfahren in sechs Hauptgruppen unterteilt, deren Schwerpunkt in der Metallverarbeitung liegt. Merkmal der Einteilung ist der Zusammenhalt im Sinne des Zusammenhalts von Teilchen eines festen Körpers. Der Zusammenhalt wird entweder geschaffen (Urformen), beibehalten (Umformen, Umlagern von Stoffteilchen), vermindert (Trennen, Aussondern von Stoffteilchen) oder vermehrt (Fügen, Beschichten, Einbringen von Stoffteilchen).
Eigenschaften und Auswahlkriterien von Fertigungsverfahren Bearbeiten
Viele Werkstücke lassen sich durch verschiedene Fertigungsverfahren herstellen. Zahnräder beispielsweise lassen sich durch Schmieden, Wälzfräsen, Wälzhobeln oder viele weitere Fertigungsverfahren herstellen. Diese Verfahren unterscheiden sich jedoch in der erreichbaren Genauigkeit, Oberflächenqualität (Rauheit), der nötigen Bearbeitungszeit, den benötigten Maschinen und Werkzeugen sowie der Flexibilität. Die Flexibilität kann sich dabei sowohl auf die Anzahl der Werkstücke, als auch auf die Bandbreite der herstellbaren Formen und zu bearbeitenden Werkstoffe beziehen.
Gießen und Schmieden von Metallen sind relativ ungenaue Fertigungsverfahren. Beim Spritzgießen von Kunststoffen können eng tolerierte Funktionsmaße recht genau eingehalten werden. Das Gießen und Schmieden eignet sich für große Stückzahlen und ist dann mit geringen Stückkosten verbunden. Beim Gießen müssen jedoch zunächst Formen oder Modelle gefertigt werden, beim Gesenkschmieden die Gesenke. Da sie recht teuer sind, eignen sich beide Verfahren nur für größere Stückzahlen. Schmieden ist auf Metalle als Werkstoff begrenzt. Metall, Holz oder Keramik lässt sich durch Fräsen, Schleifen oder Bohren bearbeiten. Dabei lassen sich recht gute Genauigkeiten und Oberflächenqualitäten erreichen.
Häufig kommen Kombinationen der Fertigungsverfahren vor, um die verschiedenen Vorteile zu kombinieren. Sogenannte Halbzeuge wie Bleche und Stangen werden mit massentauglichen Verfahren wie dem Walzen oder Ziehen hergestellt. Für den Metallguss werden Rohmaterialbarren oder Produktionsausschuss eingeschmolzen. Danach werden die Metallgussteile mit präziseren und flexibleren Verfahren zu den Endprodukten weiterverarbeitet. Für den Kunststoffspritzguss wird Rohmaterial in Granulatform verwendet, eine Nachbearbeitung ist nur in seltenen Fällen vorgesehen. Aus einem Blech lassen sich beispielsweise durch Stanzen und anschließendes Biegen und Tiefziehen Karosserieteile herstellen. Häufig durchlaufen die Werkstücke dabei die Verfahren in der Reihenfolge, in der sie in der DIN 8580 zu den Hauptgruppen zusammengefasst werden. Sie werden also zunächst durch Urformen hergestellt, anschließend durch Umformen weiterbearbeitet und schließlich durch Trennen und Fügen fertigbearbeitet.
Betriebswirtschaftslehre Bearbeiten
Die Betriebswirtschaftslehre befasst sich mit den wirtschaftlichen, die Organisationslehre mit den organisatorischen Aspekten des Fertigungsverfahrens. Als Fertigungsverfahren werden die verschiedenen Formen der Produktion von Gütern bezeichnet. Je nach dem Anteil des Produktionsfaktors wird einerseits zwischen Handarbeit (Faktor Arbeit) und Muskelarbeit sowie andererseits Maschinenarbeit (Faktor Betriebsmittel) unterschieden.
Fertigungsverfahren nach Riebel Bearbeiten
Paul Riebel beschrieb 1963 folgende Fertigungsverfahren, bei denen mehr oder weniger Handarbeit erforderlich ist:
- Reine Handarbeit (etwa Pflücker);
- von Werkzeugen unterstützte Handarbeit („Werkzeugarbeit“; Klempner);
- mit Muskelkraft angetriebene, manuell gesteuerte Maschinen (Blasebalg);
- motorisierte, manuell gesteuerte Maschinen oder Werkzeuge (Fräser, Zerspanungsmechaniker);
- motorisierte Maschinen mit selbsttätiger Steuerung einzelner Funktionen (Halbautomatik);
- motorisierte Maschinen mit selbsttätiger Steuerung aller Funktionen (Vollautomatik);
- selbständig gesteuerte, mechanisch integrierte Systeme (etwa Fließband, Transferstraße).
Die Handarbeit bei Vollautomation beschränkt sich auf die Steuerungstechnik. In Industriestaaten haben sich während der Industrialisierung die Anteile zu Gunsten der Automation und Mechanisierung verschoben; in der Dritten Welt ist dagegen der Anteil der Handarbeit und Muskelkraft − insbesondere in der Agrarproduktion − noch sehr hoch.
Arten Bearbeiten
Nach der Homogenität der Produkte und der Häufigkeit der Leistungswiederholung wird zwischen Einzelfertigung, Massenfertigung, Serienfertigung und Sortenfertigung unterschieden:
| Fertigungstyp | Merkmale | Beispiele |
|---|---|---|
| Einzelfertigung | ein Produkt/eine Dienstleistung wird nur einmal hergestellt, auch wenn später gleiche oder ähnliche Produkte/Dienstleistungen hergestellt werden | Bauwirtschaft, Friseur |
| Massenfertigung | große Mengen an Produkten/Dienstleistungen werden wiederholt auf derselben Produktionsanlage hergestellt | Konsumgüter, Zahlungsverkehr |
| Serienfertigung | die gleichzeitige oder unmittelbar aufeinander folgende Produktion mehrerer gleichartiger Produkte (Serie) auf verschiedenen Produktionsanlagen | Automobilindustrie, Modeindustrie |
| Sortenfertigung | produktions- und absatzverwandten Produkten in verschiedenen Ausprägungen, die in größeren Stückzahlen nacheinander auf derselben Produktionsanlage hergestellt werden | Brauerei, Buchdruck |
Nach der Methodik der Verfahren gibt es:
- Handwerksfertigung: Alle Fertigungsstufen sind in der Person des Arbeiters verbunden.
- Werkstattfertigung: Der Produktionsprozesses wird durch Arbeitsteilung in verschiedene betriebstechnische, verselbständigte Ablaufabschnitte zerlegt.
- Reihenfertigung: Der zerlegte Arbeitsprozess ist ohne oder mit Zeitdruck nacheinander geschaltet.
Alle Handarbeitsformen (Handarbeit, Muskelarbeit, Schwerarbeit, Schwerstarbeit) können vorkommen.
Siehe auch Bearbeiten
Literatur Bearbeiten
- Karl-Heinrich Grote, Jörg Feldhusen (Hrsg.): Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau. 22. Auflage. Springer, Berlin 2007. ISBN 3-540-68186-8
- Günter Spur, Theodor Stöferle (Hrsg.): Handbuch der Fertigungstechnik. Karl Hanser/Hanser Fachbuch, München/Wien 1981, ISBN 978-3-446-12538-4 (6 Bände).
- Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (Hrsg.): Fertigungstechnik. 10. neu bearbeitete Auflage. Springer, Berlin 2012. ISBN 978-3-642-29785-4
Weblinks Bearbeiten
Einzelnachweise Bearbeiten
- DIN 8580:2003-09, S. 4
- Roger G. Schroeder, Operations Management – Contemporary Concepts, 2000, S. 5
- Rolf Hackstein/Hans-Peter Sieper, Produktion in den Fertigungs- und Montageindustrien, in: Werner Kern/Hans-Horst Schröder/Jürgen Weber (Hrsg.), Handwörterbuch der Produktionswirtschaft, 1996, Sp. 574; ISBN 978-3791080444
- Alexander Hars, Referenzdatenmodelle, 1994, S. 194
- Hartmut Kreikebaum, Umweltgerechte Produktion – Integrierter Umweltschutz als Aufgabe der Unternehmensführung im Industriebetrieb, 1992, S. 16; ISBN 978-3409233637
- Gabler Lexikon-Redaktion (Hrsg.), Gabler Kleines Lexikon Wirtschaft, 1989, S. 72 f.
- Reinhold Sellien (Hrsg.), Gablers Wirtschafts-Lexikon, Band 2, 1983, Sp. 1468 f.
- Paul Riebel, Industrielle Erzeugungsverfahren in betriebswirtschaftlicher Sicht, 1963, S. 117; ISBN 978-3-663-00673-2
- Siegfried G. Häberle, Das neue Lexikon der Betriebswirtschaftslehre, 2008, S. 422
- Günter Wöhe, Ulrich Döring, Gerrit Brösel: Einführung in die Allgemeine Betriebswirtschaftslehre. 28. Auflage, Verlag Franz Vahlen München 2023, ISBN 978 3 8006 7200 4, S. 330.