Modulare Werkzeugsysteme und Unit-Die-Systeme: Ein Mittelweg zwischen Prototypen- und Serienwerkzeug
Modulare Werkzeugsysteme (mitunter Unit-Die-Systeme genannt) trennen ein Werkzeug in einen wiederverwendbaren strukturellen Rahmen – Werkzeuggestell, Führungssäulen und Aufspannplatte – und teilespezifische Einsätze, die die eigentliche Stempel- und Matrizengeometrie tragen. Die teuren, präzisionsgefertigten Strukturkomponenten lassen sich dadurch für viele verschiedene Teiledesigns wiederverwenden, statt für jedes einzelne Werkzeug neu gebaut zu werden.
Die Kosteneinsparung entsteht durch die Wiederverwendung des teuren Teils, nicht des günstigen
Das strukturelle Werkzeuggestell (Rahmen, Führungssäulen, Präzisionsbuchsen) ist in der Regel die teurere und zeitaufwendigere Komponente, die genau gefertigt werden muss, während die teilespezifischen Stempel- und Matrizeneinsätze zwar ebenfalls präzise bearbeitet werden müssen, aber einen kleineren Anteil der gesamten Werkzeugkosten ausmachen. Modulare Systeme konzentrieren die wiederverwendbare Investition im teuren Strukturrahmen und beschränken neue Werkzeugausgaben auf die Einsätze. Deshalb können sie Werkzeugkosten und Lieferzeit bei Teilen mit geringeren Stückzahlen oder häufigen Änderungen spürbar senken.
Dieser Ansatz passt zu einem bestimmten Stückzahl- und Komplexitätsbereich, nicht zu jedem Teil
Modulare Werkzeugsysteme eignen sich gut für Teile mit relativ einfacher Geometrie, die in Größe und Hubkapazität des Standardwerkzeuggestells passen, sowie für Stückzahlen, bei denen die Kosten eines vollständig kundenspezifischen Hartwerkzeugs nicht gerechtfertigt wären, Weichwerkzeuge oder Kleinserienmethoden aber der geforderten Teilelebensdauer nicht standhalten würden. Bei sehr hohen Stückzahlen oder sehr komplexen Teilen führt ein dediziertes, kundenspezifisches Werkzeug in der Regel weiterhin zu besseren Kosten pro Teil.
Die Einsatzkonstruktion erfordert weiterhin dieselbe Werkzeugbau-Disziplin wie kundenspezifische Werkzeuge
Der Wechsel auf einen modularen Rahmen verringert nicht die technische Sorgfalt, die für die Konstruktion der Einsätze selbst nötig ist – Schneidspalt zwischen Stempel und Matrize, Streifenlayout und Materialfluss für das jeweilige Teil erfordern weiterhin eine ordnungsgemäße Werkzeugkonstruktion, da der modulare Rahmen nur die Strukturkomponenten standardisiert, nicht die Formgeometrie, die letztlich darüber entscheidet, ob das Teil korrekt entsteht.
Häufig gestellte Fragen
Wie senken modulare Werkzeugsysteme die Werkzeugkosten im Vergleich zu vollständig kundenspezifischen Werkzeugen?
Sie trennen ein Werkzeug in einen wiederverwendbaren Strukturrahmen (die teurere, präzisionsgefertigte Komponente) und teilespezifische Einsätze. Die teure Strukturinvestition wird so für mehrere Teiledesigns wiederverwendet, und neue Werkzeugausgaben beschränken sich für jedes neue Teil auf die günstigeren Einsätze.
Eignen sich modulare Werkzeuge für jede Stückzahl?
Nein – sie funktionieren am besten für Teile, die in Größe und Hubkapazität des Standardwerkzeuggestells passen, bei Stückzahlen, die für ein vollständig kundenspezifisches Hartwerkzeug zu niedrig, für Weichwerkzeuge oder Kleinserienmethoden aber zu anspruchsvoll sind. Bei sehr hohen Stückzahlen oder sehr komplexen Teilen erzielen dedizierte kundenspezifische Werkzeuge in der Regel weiterhin bessere Kosten pro Teil.