Fertigungsverfahren wählen: CNC, Blech, Guss, Schweißen

Welches Fertigungsverfahren für ein Metallteil passt, folgt aus vier Eigenschaften: der Geometrie, der Stückzahl, dem Werkstoff und den Toleranzen, die das Teil halten muss. Kompakte prismatische und rotationssymmetrische Teile gehen an CNC-Fräsen oder -Drehen, dünnwandige flache oder gebogene Teile an die Blechfertigung, große Rahmen an geschweißte Baugruppen und komplexe Formen in Stückzahl an Guss mit spanender Bearbeitung der Funktionsflächen.

Wie wählen Sie ein Fertigungsverfahren in fünf Fragen?

Gehen Sie die Fragen der Reihe nach durch und bleiben Sie beim ersten Ja stehen. Danach prüfen Sie Stückzahl und Toleranz, denn beide können die Antwort aus der Geometrie überstimmen.

1. Lässt sich das Teil flach aus Blech oder Platte schneiden und biegen, mit einer Wandstärke überall? Dann Blechfertigung.
2. Ist es rotationssymmetrisch, etwa eine Welle, eine Buchse, ein Flansch oder ein Fitting? Dann Drehen.
3. Ist es ein kompakter Körper, dessen Merkmale ein rotierender Fräser von wenigen Seiten erreicht? Dann Fräsen.
4. Ist es ein großer Rahmen oder eine Struktur aus Platte, Rohr oder Profil? Dann eine geschweißte Baugruppe.
5. Hat es Innenhohlräume, Rippen oder wechselnde Wandstärken, die eine spanende Bearbeitung größtenteils wegschneiden würde, und trägt die Stückzahl ein Modell oder eine Form? Dann Guss.

Welches Verfahren passt zu welcher Geometrie?

Die Tabelle nennt für jede Geometrie die erste Wahl und den Grund. Das sind Konstruktionsprinzipien, keine Grenzen aus einer Norm; jede Werkstatt zieht ihre eigenen.

Tabelle 1. Erste Wahl nach Bauteilgeometrie

Quelle: redaktionelle Zusammenfassung von Verfahrensprinzipien; keine Norm legt diese Grenzen fest.

Konstruktionsregeln für die einzelnen Verfahren stehen in den Artikeln zu DFM beim CNC-Fräsen und zur Blechkonstruktion. Unser Netzwerk deckt CNC-Fräsen und Drehen, Blechfertigung, Schweißen, Guss mit Bearbeitung und Montage ab.

Auch die Werkstoffform zählt. Eine Gusslegierung und eine Knetlegierung desselben Grundmetalls sind verschiedene Werkstoffe mit eigenen Normen und Eigenschaften. Prüfen Sie die Werkstoffbezeichnung auf der Zeichnung, bevor ein Teil vom Fräsen zum Gießen wandert.

Wie verändert die Stückzahl die Wahl?

Jedes Verfahren außer dem Zerspanen aus dem Vollen braucht etwas vor dem ersten Teil: Biegewerkzeuge und ein Verschachtelungsprogramm für Blech, eine Schweißvorrichtung, ein Modell oder eine Form. Diese Kosten fallen einmal je Teilenummer an. Zerspanung braucht ein Programm und eine Aufspannung; der Einstieg ist billiger, dafür geht aus jedem Teil mehr Werkstoff verloren.

Die Break-even-Stückzahl ist N = T ÷ (c_A − c_B). T sind die zusätzlichen Einmalkosten des Verfahrens B (Form, Modell, Vorrichtung, Erstmuster), c_A und c_B die Stückkosten der beiden Verfahren ohne Werkzeug.

Rechenbeispiel mit angenommenen Werten, kein Angebot: T = 12.000 EUR, c_A = 30 EUR für ein aus dem Vollen gefrästes Teil, c_B = 22 EUR für ein Gussteil einschließlich Fertigbearbeitung. N = 12.000 ÷ 8 = 1.500 Teile. Unter 1.500 Teilen über die Lebensdauer des Werkzeugs gewinnt in diesem Beispiel die Zerspanung, darüber der Guss.

Drei Bedingungen ändern das Ergebnis. Das Werkzeug muss N Teile überstehen. Eine Zeichnungsänderung nach dem Werkzeugbau kostet eine Werkzeugänderung, während ein gefrästes Teil ein geändertes Programm braucht. Und c_A und c_B müssen aus Angeboten für denselben Werkstoff, dieselbe Toleranz und denselben Prüfumfang stammen, sonst vergleicht die Rechnung die Angebote und nicht die Verfahren. Keine Norm legt eine Break-even-Stückzahl fest.

Welche Toleranznorm gilt für welches Verfahren?

Jede Verfahrensfamilie hat ihre eigene Allgemeintoleranznorm, und ISO 2768-1 deckt nur zwei davon ab. Die Verfahrenswahl entscheidet damit, welcher Eintrag ins Schriftfeld gehört.

Tabelle 2. Allgemeintoleranz- und Qualitätsnormen je Verfahren, Stand 30.10.2026

Quelle: ISO-Katalogeinträge über ISS (nationales ISO-Mitglied) und BSI, Links in der Quellenliste.

ISO 2768-1 sagt in ihrem Anwendungsbereich, dass sie für Werkstücke gilt, die durch Spanen hergestellt oder aus Blech geformt sind. Für ein gefrästes Teil beträgt das Grenzabmaß der Klasse m ±0,2 mm für Maße über 6 bis 30 mm und ±0,3 mm über 30 bis 120 mm. Wie diese Werte mit Passungen und Form- und Lagetoleranzen zusammenspielen, erklärt das Handbuch zu Toleranzen in der CNC-Fertigung.

ISO 9013 ordnet thermische Schnitte in Werkstoff von 0,5 bis 32 mm Dicke beim Laser, 0,5 bis 150 mm beim Plasma und 3 bis 300 mm beim Brennschneiden ein. Das sind die Bereiche, die die Norm abdeckt, nicht die Grenzen einer Maschine.

ISO 13920:2023 hat die Ausgabe von 1996 ersetzt. Eine Zeichnung, die „ISO 13920“ ohne Jahreszahl nennt, prüfen Sie gegen die Ausgabe, die der Käufer meint. Die Schweißqualitätsseite behandeln die Artikel zu geschweißten Baugruppen nach ISO 5817, ISO 3834 und EN 1090.

Welche Teile brauchen zwei Verfahren?

Ein Guss- oder Schweißteil mit Funktionsflächen endet auf einer Werkzeugmaschine. ISO 8062-3 bildet das ab: Die Norm definiert Zugabestufen, also den Werkstoff, den ein Gussteil auf Flächen trägt, die später bearbeitet werden.

• Guss plus Bearbeitung: Der Gussrohling bildet die Form, Bohrungen, Dichtflächen, Gewinde und Bezüge werden auf einem Bearbeitungszentrum fertiggestellt. Die Zeichnung braucht dann zwei Anforderungssätze: Gusstoleranzen auf freien Flächen, Bearbeitungstoleranzen auf den fertigen. Mehr dazu unter Gussteile mit spanender Bearbeitung.
• Schweißen plus Bearbeitung: Schweißwärme verzieht eine Struktur. Ein Rahmen mit Lagersitzen oder Auflageflächen wird deshalb zuerst geschweißt und danach in einer Aufspannung bearbeitet.
• Blech plus Schweißen: Gehäuse und Abdeckungen werden geschnitten und gebogen, dann geschweißt, wo eine Biegung die Fuge nicht schließt.

Eine Zeichnung kann damit ISO 2768-m auf bearbeiteten Merkmalen, ISO 13920 am geschweißten Rahmen und ISO 8062-3 an einem Gussteil tragen. Jeder Eintrag sollte sagen, für welche Merkmale er gilt.

Was gehört in eine Anfrage, damit der Lieferant wählen kann?

Ein Lieferant kann das beste Verfahren nur vorschlagen, wenn die Anfrage sagt, was das Teil leisten muss. Senden Sie mit:

• Stückzahl je Abruf, je Jahr und über die erwartete Produktlebensdauer, weil die Werkzeugkosten gegen die letzte Zahl gerechnet werden.
• Den Werkstoff nach Normbezeichnung und die Angabe, ob eine Guss- oder Knetlegierung zulässig ist.
• Die Allgemeintoleranznorm mit Klasse, Einzeltoleranzen nur an funktionswichtigen Merkmalen.
• Welche Flächen funktionswichtig sind: Sitze, Dichtungen, Gewinde, Bezüge.
• Ob der Lieferant ein alternatives Verfahren anbieten darf und ob das Teil vor der Serie eine Erstmusterprüfung durchläuft.

Unser auditiertes Netzwerk in Bursa fertigt standardmäßig nach ISO 2768-m und enger, wo die Zeichnung es vorgibt. Lässt die Anfrage das Verfahren offen, sollte das Angebot das unterstellte Verfahren nennen, damit Angebote verschiedener Lieferanten vergleichbar bleiben.

Häufige Fragen

Ist CNC-Fräsen günstiger als Gießen?

Unterhalb einer Break-even-Stückzahl ja, weil das Fräsen weder Modell noch Form braucht. Die Schwelle ist der zusätzliche Einmalaufwand für das Werkzeug geteilt durch die Ersparnis je Teil. Keine Norm legt sie fest, sie muss aus Angeboten für das konkrete Teil gerechnet werden.

Welches Verfahren passt zu einem dünnwandigen Gehäuse oder Winkel?

Blechfertigung, wenn sich die Form flach schneiden und biegen lässt. Gefräst wird dieselbe Form aus dem Vollen, wobei der größte Teil des Werkstoffs als Span anfällt; ein Blechteil startet mit der endgültigen Wandstärke. Ecken und Rahmen lassen sich schweißen.

Gilt ISO 2768 auch für Gussteile und Schweißkonstruktionen?

Nein. ISO 2768-1 ist für Werkstücke geschrieben, die durch Spanen hergestellt oder aus Blech geformt sind. Gussteile führen ISO 8062-3:2023 als Allgemeintoleranznorm, geschweißte Konstruktionen ISO 13920:2023.

Kann ein Gussteil ohne spanende Bearbeitung verwendet werden?

Ja, auf Flächen, deren Funktion innerhalb der Allgemeintoleranzen nach ISO 8062-3 liegt. Flächen mit Passung, Dichtfunktion, Gewinde oder Bezugsrolle werden normalerweise bearbeitet, deshalb braucht die Gusszeichnung dort eine Bearbeitungszugabe.

Darf ein Lieferant das Verfahren nach der Zeichnungsfreigabe wechseln?

Nur mit Ihrer Zustimmung. Ein anderes Verfahren kann den Werkstoff ändern (Guss- statt Knetlegierung), die erreichbaren Toleranzen und die Oberfläche. Ein solcher Vorschlag gehört mit geänderter Zeichnung und Erstmuster auf den Tisch.

Quellen

1. ISO 2768-1:1989, Anwendungsbereich (Spanen oder Umformen aus Blech), Stufe 90.92, Überarbeitung gelistet (ISS, nationales ISO-Mitglied)
2. ISO 2768-1 Längenmaße, Klassen f, m, c, v, über 6 bis 120 mm (Tabelle bei AmesWeb)
3. ISO 286-1:2010, Stufe 90.93, bestätigt am 19.06.2026 (ISS, nationales ISO-Mitglied)
4. ISO 8062-3:2023, Gussstücke: Allgemeintoleranzen und Bearbeitungszugaben, ersetzt ISO 8062-3:2007 (ISS, nationales ISO-Mitglied)
5. ISO 13920:2023, geschweißte Konstruktionen: Allgemeintoleranzen, vier Klassen, ersetzt ISO 13920:1996 (ISS, nationales ISO-Mitglied)
6. ISO 5817:2023, Schmelzschweißverbindungen: Bewertungsgruppen B, C, D, ersetzt ISO 5817:2014 (ISS, nationales ISO-Mitglied)
7. ISO 9013:2017, thermische Schnitte: Dickenbereiche für Brenn-, Plasma- und Laserschnitt, 2022 bestätigt, Amd 1:2024 (ISS, nationales ISO-Mitglied)
8. BS EN ISO 9013:2017+A1:2024, Status current, veröffentlicht am 31.10.2024 (BSI)

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