Fertigungsprozess Sonderbauteile
Handwerkliche Herstellung im individuellen Stahlbau:
Vom Rohblech zum fertigen Podest Bauteil
Sie möchten wissen, wie Ihr individuelles Modulbauteil entsteht und warum eine Fertigung gut 3 Wochen dauern kann? Lesen Sie unseren Blick hinter die Kulissen. Dokumentation über die einzelnen Arbeitsschritte in der Metallbearbeitung, zur Verdeutlichung des notwenigen Aufwands und Basis einer Kalkulation. Wir begleiten im Nachfolgenden "den klassischen Metallbauer" vom Metallzuschnitt, der Nachbearbeitung bis zum finalen Korrosionsschutz.
Warum immer mind. 18 Werktage Lieferzeit?
In einer Fertigung haben laufende Aufträge immer Vorrang. So müssen für Sonderanfertigungen Material eingeplant und vorbereitet werden. Die eigentliche Anfertigung eines sog. Sonderbauteils geht meist relativ schnell in der Produktion.
Aber meist sind hier auch mehrere Gewerke nacheinander geschaltet und so kommt es auch durch Zwischentransporte zum Verzinkungsbetrieb bis zur finalen Kommissionierung bei uns im Werk plus einem Versandweg zum Endkunden zu Lieferzeiten, die erfahrungsgemäß meist immer zwischen 15 und 18 Werktagen liegen.
Industrie 4.0 braucht auch Menschen
In einem modernen Fertigungsprozess gibt es neben Konstruktionszeichnungen auch CAD Dateien, die maschinell eingelesen werden können. Für individuelle Anpassungen können digitale Daten relativ einfach hochskaliert und schnell in einen Fertigungsprozess übertragen werden. Für eine industrielle Fertigung muss aber auch der "Spezialist vor dem Rechner" eingeplant sein, bis ein solches Bauteil in die maschinelle Fertigung oder dem Handwerker gehen kann.
Realität im klassischem Metallbau = Fachwerker
Wenn es schnell und "unkompliziert" gehen soll, packt der Metallbau Meister individuelle Anpassungen selbst an und geht händisch vor. Wir haben einen klassischen Schlosser bei seiner Arbeit begleitet und können im Nachfolgenden von dem handwerklichen Fertigungsprozess berichten:
Vorbereitung der Bauteil-Fertigung
Mit dem Gabelstapler heben wir eine Palette mit einer Tafel Rohstahl-Blech (in unserem Beispiel 3 mm S275) aus dem Regal. Diese schwere Tafel wird an die hydraulische Blechschere gefahren, aufgelegt und am Anschlag winklig ausgerichtet.
Aufgabenstellung: Wir fertigen ein L-Profil mit 180 mm Höhe und einer Abkantung von 60 mm. Radius des Profils 6 mm. Dieses individuelle Podest-Bauteil wird ein Kopplungsprofil und dient als Wandanschluss zwischen dem Podest und der Hauswand an einem Gebäudeeingang.
1) Platten Zuschnitt
Im erstem Zuschnitt längen wir die notwendige Breite des Bauteils ab. Hierzu errechnet man die gesamt benötigte Abwicklung: 180 + 60 + für den 90 Grad Winkel R6 = nochmals 6 mm hinzu. Im zweiten Schritt stellen wir die Tafelblechschere auf das benötigte Längenmaß ein. Maschine aktivieren und Schnitt; fertig.
Arbeitsaufwand bis hier ca. 30 Min.
2) Stahlblech abkanten
Als nächster Arbeitsschritt erfolgt das genaue Einstellen des Winkels an einer weiteren Maschine, der Abkant-Bank. Um das Stahlblech exakt im Winkel zu bauen, wird nun klassisch abgekantet. Nach dem Einstellen der Maschine verwendet man als Probelauf ein Abfallstück, um sicher zu gehen, dass gleich am echten Bauteil alles stimmig ist.
Nun kann das Original Bauteil eingelegt werden. Fachmännisches Abkanten mit der Hydraulik. Final den Winkel des Profils und die Schenkellängen auf Maßhaltigkeit mit einem Winkelmesser überprüft.
3) Kantprofil Stahlblech entgraten und Bohren
Jetzt kann die erste Nachbearbeitung des fertigen Formteils erfolgen: Ecken abrunden an einer Ständer Bandschleifmaschine und fasen, leichtes Brechen aller scharfkantigen Längskanten des Bauteils. Sichtkontrolle beim Nacharbeiten erfolgen dann mit einem Handschleifer und einer feinen Schruppscheibe (Korn 180).
Im Nachgang wird von der Bauzeichnung oder einer fertigen Schablone, Maße für Bohrungen abgenommen und mit einem Anreißer auf dem Bauteil / Blech markiert. Messungen bis Mitte Bohrloch, von zwei Seiten messen und "anreißen" (es wird tatsächlich ins Blech geritzt).
Alle Maße vor dem Bohren nochmals kontrollieren und mit einem Automatik-Körner exakt "anklicken". Bevor die Bohrlöcher sicher an der Standbohrmaschine gebohrt werden können: nochmals die Bohrpositionen mit einem großen Körner und Fäustling nachschlagen.
Das hat des Vorteil, dass sich der 6 mm Bohrer beim Vorbohren selbst zentriert und so praktisch auch freihändig gebohrt werden kann. Vorbohren mit mind. 5 oder 6 mm Hartmetallbohrer + Schneidöl (Kühlschmiermittel).
Danach mit großem Bohrer auf finalen Durchmesser nachbohren. Vorsicht, die Bohrspäne schält sich unkontrolliert aus und ist heiß. Final alle Bohrlöcher von beiden Seiten mit einem flachen Kegelbohrer sauber entgraten. Dieser Arbeitsschritt kann auch mit einem Handgerät auf dem Schlosser-Arbeitstisch ausgeführt werden.
Arbeitsaufwand ges. bis hier ca. 90 Min. pro Bauteil, und je nach Anzahl der gesetzten Bohrungen.
4) Bauteil Vorbereitung für Feuerverzinkung
Das fertige Bauteil aus Roh-Stahlblech ist technisch gesehen nun fertig und kann so zum Verzinker gegeben werden. Eine weitere Oberflächenbearbeitung, wie Schleifen oder Sandstrahlen der (oft rostigen Oberfläche) ist meist nicht erforderlich. Im Verzinkungsprozess wird von Spuren auf der Oberfläche später nichts mehr zu sehen sein. Das Stahlbauteil erhält einen zusätzlichen Transportweg zum externen Verzinkungsbetrieb, denn diese Gewerke sind immer getrennt von einander.
5) Anlieferung beim "Verzinker" (Folgegewerke)
Namhafte und zertifizierte Betriebe arbeiten nach DIN EN ISO 1461.
Bauteile müssen frei von Öl, Fett, Zink und Farbe angeliefert werden.
Berechnet wird Feuerverzinkung ab Werk, gewogen. Die Fläche wird nach Abwicklung ermittelt. Aufträge werden entgegen genommen nach DASt-Richtline mit einer Liste aller zu verzinkenden Bauteile, mit Maßangaben in Millimeter. Das spätere Aussehen des Zinküberzugs reicht in Abhängigkeit von Zusammensetzung und Bearbeitung und Dicke des Stahls von silbern/ glänzend bis dunkelgrau /matt.
Der Ablauf beim Feuerverzinken
6) Industrieller Verzinkungsprozess - Korrosionsschutz
Nach der Warenannahme werden Bauteile mit einem Auftragszettel gekennzeichnet, der direkt an jedes Bauteil mit Draht gezurrt wird. Stahlblechteile werden in der Produktion dann an speziellen, dünnen Drähten, extra schräg aufgehängt und so, dass sich die Bauteile an der Aufhängung auch beim Bewegen des Krans während der nächsten Prozesse nicht berühren können.
Es folgt die Reinigung der Stahl Oberfläche in einem ersten Tauchbad. Jedes Stahlteil durchläuft nun einen Vorbereitungsprozess durch mehrere Stufen von Säurebädern (15%ige Salzsäure) und einem finalen Waschgang mit klarem Wasser. Produktionsbedingt 6-8 Wannenbäder, mit einer Laufzeit von jeweils ca. 10 Minuten. In unmittelbarer Reihenfolge und ohne Lagerzeiten, dann final die Trocknung im Heißluftofen bei ca. 250 Grad.
Jetzt werden die gereinigten, trockenen und vorgewärmten Stahlteile per Hallenkran zum Zinkbad gebracht und langsam ins flüssige Zinkbad eingetaucht. Dabei werden die Bauteile tief ins ca. 460 Grad heiße Zink getaucht, damit z.B. bei Rohrkonstruktionen und Profilen auch sämtliche eingeschlossene Luft entweichen kann. So kann ein rundum Zinküberzug und auch bis ins Rohrinnere gewährleistet werden. Die Anlage wird mit Schutzwänden geschlossen, das heiße Zink brodelt kurz auf.
Nur "wenige Minuten" (Zeiten variieren je Bauteil und Materialstärke) im Tauchbad und bevor der Kran die fertig verzinkten Stahlteile wieder heraushebt, ein kurzer notwendiger Arbeitsschritt vom "Feuerwerker": Der Zinkarbeiter schöpft mit speziellem Gerät die Oberfläche des Zinkbad gekonnt und behutsam ab und entfernt so oben schwimmende Schlacke Partikel.
Das flüssige Zink ist völlig glatt und ruhig, spiegelt jetzt hell und silbrig. Der Kran zieht nun langsam und unter leichtem Vibrieren der Aufhängung, die Stahlteile aus dem heißen Bad. Dabei kann das flüssige Zink sauber ablaufen und relativ frei von Laufnasen, an allen Bauteilende abtropfen.
Zeitaufwand Prozesse Feuerverzinkung: ca. 4-6 Stunden.
7) Finale Qualitätsprüfung - fertige Zinkoberfläche
Diese jetzt fertig feuerverzinkten Stahlteile müssen nun langsam, über mehrere Stunden abkühlen. Die frische Zinkschicht darf nicht unmittelbar ins Freie gestellt werden oder mit Regen in Kontakt kommen. Das Material lagert nun wenige Tage beim Verzinker, bevor es zur weiteren Verwendung zum Kunden gebracht werden kann.
Zeitbedarf Feuerverzinkung: Für dieser kompletten Fertigungsprozess eines Bauteils wird ca. 1 Woche Bearbeitungszeit einkalkuliert. Ob in der industriellen oder klassischen Fertigungsweise im Metallbau, die beschriebenen Arbeitsprozesse 3-6 sind nach heutigen Stand der Technologie immer identisch.
Warum Sonderanfertigungen im Metallbau Zeit brauchen
Kalkulation individuell gefertigter Stahlbauteile: Die Anfertigung von Sonderbauteilen und individuell passenden Bauteilen ist unsere Herausforderung und Kundenwünsche sind machbar. Bei einem Fertigungsprozess außerhalb üblicher Normen können aber nicht allein nur der eigentliche Materialeinsatz kalkuliert werden.
Vorgänge brauchen Verantwortung, bedachtes Handeln und eben seine Zeit. Individuelle Bauteile können daher oft nur pauschal mit Aufschlägen angeboten werden und haben daher immer einen höheren Angebotspreis als Standardlösungen in der Serienfertigung.
Individuelle Podest Bauteile
Praxis Beispiel für Bauteil Fertigung / Anpassung nach Kundenwunsch:
Ein Treppenpodest soll vor einem Eingang stehen und als Zugang zu einer bodentiefen Eingangstür dienen, die mit einer Laibungstiefe in der Hauswand eingebaut ist. So können wir das Standard L-Wangenprofil der OPTIGO Podestwange, zur Hausseite entsprechend verbreitern:
Nach Ihren vorgegebenen Abmessungen der Maueröffnung wird ein individuelles Stahlprofil angefertigt, bei dem der obere L-Schenkel verbreitert wird und so passgenau den Lückschluss von der Hauswand bis zur Bodenschwelle der Eingangstüre füllt. Nähere Details zum Sonderbauteil L-Profil für Lückenschluss zeigen wir hier = Bestellbar für alle OPTIGO Podest Rastermaße ab 108 - 216 cm:
Vergleich frische Zink Oberfläche
Wenn Stahlteile frisch vom Verzinker kommen, ist die Zinkoberfläche immer phantastisch silbrig und fast wie Chrom glänzend. Diese typische wolkige Struktur des Zinküberzugs bleibt auch über Jahrzehnte erhalten. Mit den Jahren und je nach Witterungseinfluss, mattet und dunkelt die Zinkschicht mit einer Patina "grau" nach, die den darunterliegenden Stahl noch über weitere Jahrzehnte schütz.
Qualität der Herstellung & Optik
Stahlteile werden in Europa nach DIN EN ISO 1461 feuerverzinkt. Der moderne Fertigungsprozess erfolgt nach verantwortungsvollen und strengen Umweltstandards. Unsere Produktion (Seppler Gruppe) ist abwasserfrei und effiziente Filteranlagen werden zur Luftreinigung eingesetzt und Abwärme wird durch Wärmetauscher nutzbar.
Eine Feuerverzinkung ist immer "nur" ein Korrosionsschutz, ganz pragmatisch, mit hoher Robustheit und Widerstandsfähigkeit und keine Oberfläche, die hohe Ansprüche an eine dekorative Optik erfüllen kann. In Punkto Ebenheit der Oberfläche und makellosem Glanzgrad darf sie nie mit der einer Lackierung gleichgesetzt oder verglichen werden!
Optimalen Korrosionsschutz erreichen wir nur, indem wir hochwertigen Stahl einsetzen. Bauteile mit bestimmten Silizium und Phosphor Gehalten nach DIN ISO 14713-2, Kategorie A und B. (OPTIGO Treppenstahl im Durchschnitt = Si < 0,14 - 0,03% und P < 0,25 - 0,02%)
Farbiger Schutz für feuerverzinkte Stahlteile
Die Schutzdauer von Stahlteilen im Außenbereich liegt im Wesentlichen in der Güte der Vorbehandlung. In einem speziellen Verfahren wird auf die Feuerverzinkung eine weitere Korrosionsschicht aufgebacht. Möglichkeiten für eine optisch "schönere" Oberfläche wäre die anschließende Behandlung der Stahlbauteile mit Zinkoberfläche, mit einem Einschicht Coating-System, einer hochwetterfesten Polyester- Pulverlack Pulverbeschichtung in RAL Farben oder einem Epoxidharz-Pulverlack in verschiedenen Glanzgraden und Oberflächenstrukturen. Sinnvoll bei Bauten mit Stadt- oder Industrieatmosphäre (Werke & Produktionen) mit Schwefeldioxidbelastung und für Regionen mit maritimen Klima (auch Offshore Anlagen) mit Salzbelastung.
Alternativ Nachbehandlung der Zink Oberfläche, für ein anspruchsvolles Erscheinungsbild, mit einer sog. Nasslackbeschichtung, wo auch Sonderfarben und spezielle Effektlacke möglich sind, z.B. ein (Vandalismus sicherer) Anti-Graffiti-Lack für Stahl-Bauteile und Außentreppenanlagen im öffentlichen Bereich.
Nötige Arbeitsschritte: Feuerverzinkung, Feinverputzen, chemische Vorbehandlung und Tempern (Konversionsschicht).
Beschichtung des Pulverlacks (Fein- oder Grobstruktur)/ Nasslack (Schichtdicke ca. 80 μm in Metallic und DB Farbtönen.
Kostenpunkt: ca. + 80% zum Basispreis einer OPTIGO Treppenanlage.