Kurz gelesen
- Die 5-Achs-CNC-Bearbeitung reduziert die Aufspannung mehrerer Arbeitsgänge auf einen einzigen, mit einer Vorrichtung betriebenen Zyklus; die 3-Achs-Bearbeitung erfordert, dass das Teil zwischen den Arbeitsgängen neu aufgespannt wird, was den entsprechenden Mehraufwand an Toleranz und Rückverfolgbarkeit mit sich bringt.
- Sowohl in der Luft- und Raumfahrt (AS9100D / NADCAP) als auch in der Automobilindustrie (IATF 16949 / PPAP) ist die Rückverfolgbarkeit des Prozesses erforderlich – der Unterschied liegt darin, welches Dokument die Verantwortung trägt und wie detailliert die Chargendokumentation sein muss.
- Die 5-Achs-Bearbeitung ist mit höheren Kapitalkosten und einem höheren Bedarf an qualifizierten Bedienern verbunden; die 3-Achs-Bearbeitung ist die kostengünstigere Standardlösung für Standardgeometrien und kleine Produktionsserien.
- Eine 5-Achs-Maschine reduziert die Zykluszeit bei einem korrekt konstruierten Teil um 30 bis 60 Prozent gegenüber einer 3-Achs-Maschine; die Einsparungen ergeben sich jedoch nur bei Teilen, deren Geometrie tatsächlich einen 5-Achs-Zugang erfordert.
- Bei Automobilprogrammen ist PPAP (Production Part Approval Process) die Dokumentationsdisziplin pro Charge; die Erstmusterprüfung nach AS9102 in der Luft- und Raumfahrt ist das analoge Erstmusterdokument.
- Die Materialzertifizierung (Werkszeugnis, Wärmebehandlungszeugnis, Oberflächenbehandlungszeugnis) ist ein separater Dokumentenstrom, der unabhängig von der Anzahl der Bearbeitungsachsen mit dem Werkstück mitgeführt werden muss.
- Die korrekte Achsenanzahl ist die niedrigste Achsenanzahl, die die Geometrie und die Toleranz erfüllt, nicht die höchste Achsenanzahl, auf die der Teileprogrammierer Zugriff hat.

Warum die Achsenanzahl eine Werkzeugentscheidung und keine Marketingentscheidung ist
Die Frage 5-Achsen vs. 3-Achsen in der Luft- und Raumfahrt oder CNC-Maschinenbau Die Programmauswahl ist eine Werkzeugentscheidung, keine Marketingentscheidung. Die optimale Achsenanzahl ist die niedrigste, die die Geometrie-, Toleranz- und Zertifizierungsanforderungen erfüllt, ohne dass in der Fertigung ein Umspannen erforderlich ist. Eine 5-Achs-Maschine für ein Werkstück, das keinen 5-Achs-Zugang benötigt, führt zu unnötig langen Zykluszeiten und einem erhöhten Aufwand an Bedienerkenntnissen ohne geometrischen Mehrwert. Eine 3-Achs-Maschine für ein Werkstück, das 5-Achs-Zugang erfordert, erzwingt hingegen ein Umspannen, was den Toleranzfehler vergrößert und die Rückverfolgbarkeit der Charge beeinträchtigt. Der Käufer muss die Werkstückzeichnung und das Zertifizierungsdokument lesen, bevor er die Achsenanzahl auswählt – nicht umgekehrt.
Ningbo FRIMA Industry betreibt auf dem Campus in Ningbo sowohl 5-Achs- als auch 3-Achs-CNC-Bearbeitungsanlagen für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Präzisionsbearbeitung für Luft- und Raumfahrtanwendungen und Automobilindustrie IATF 16949-zertifizierte CNC-Bearbeitung für die Automobilindustrie Die Auswahl der Achsenanzahl in jedem Programm richtet sich nach der Teilegeometrie, der Toleranzklasse, den vom Käufer geforderten Zertifizierungsdokumenten und dem Losvolumen. Oftmals werden im selben Programm beide Achsenanzahlen für unterschiedliche Teilenummern verwendet: 5 Achsen für geometrisch komplexe Hauptteile und 3 Achsen für Standardteile. Das Entwicklungsteam in Ningbo veröffentlicht die Logik zur Auswahl der Achsenanzahl auf der Website. CNC-Bearbeitungsdienstleistungen mit PPAP-Dokumentation Serviceseite, damit das Engineering-Team des Käufers die Auswahl überprüfen kann, bevor die Produktionsbestellung unterzeichnet wird.
Der häufigste Fehler bei der Achsenanzahlfrage ist, sie als Preissignal zu interpretieren („5-Achs-Bearbeitung ist pro Stunde teurer, also verwende ich standardmäßig 3-Achs-Bearbeitung“) oder als Kapazitätssignal („Das Werk verfügt über 5-Achs-Maschinen, also fertige ich alles darauf“). Beide Signale führen zu Programmen, die das Kostenziel pro Teil oder die Zertifizierungsanforderungen pro Charge verfehlen. Das richtige Signal ist geometrischer Natur: Das Teil benötigt entweder 5-Achs-Bearbeitung oder nicht, und die Auswirkungen auf Kosten und Zertifizierung ergeben sich aus der Geometrie, nicht aus Marketingstrategien.
Was 5-Achs-Bearbeitung tatsächlich bringt: Wann die Geometrie es erfordert und wann nicht.
Eine 5-Achs-CNC-Maschine erweitert die drei linearen Achsen (X, Y, Z) einer 3-Achs-Maschine um zwei Drehachsen (A und B oder B und C, je nach Maschinenkonfiguration). Dank der beiden Drehachsen kann das Schneidwerkzeug das Werkstück in einem einzigen Aufspannungsprozess von fünf Seiten erreichen; eine 3-Achs-Maschine erreicht das Werkstück hingegen nur von drei Seiten und erfordert für die vierte und fünfte Seite eine erneute Aufspannung. Der geometrische Vorteil zeigt sich insbesondere bei Werkstücken, deren Hinterschnitte, komplexe Winkel oder mehrflächige Merkmale mit einem 3-Achs-Werkzeugweg in einer einzigen Aufspannung nicht bearbeitet werden können.
Drei Teileklassen erfordern die 5-Achs-Bearbeitung. Die erste Klasse umfasst Teile mit tiefen Taschen und Hinterschnitten, bei denen das Werkzeug den Schnittwinkel so anpassen muss, dass ein 3-Achs-Werkzeugweg ohne Kollision mit der Teilewand nicht möglich ist. Die zweite Klasse betrifft Teile mit komplexen Winkeln – beispielsweise Halterungen in der Luft- und Raumfahrt mit mehreren Montageflächen in nicht orthogonalen Winkeln –, bei denen die Geometrie erfordert, dass das Werkzeug mehrere Flächen ohne Umspannen anfährt. Die dritte Klasse umfasst Teile mit großen Aspektverhältnissen, bei denen das Werkzeug den Schnittwinkel so anpassen muss, dass ein 3-Achs-Anfahren ohne Ablenkung nicht möglich ist. Bei diesen drei Klassen führt die 5-Achs-Bearbeitung direkt zu besseren Toleranzen und Oberflächengüten, da der durch das Umspannen einer 3-Achs-Maschine verursachte Fehler entfällt.
Zwei Teileklassen erfordern keine 5-Achs-Bearbeitung. Die erste Klasse umfasst flache oder prismatische Teile – Halterungen, Platten, Blöcke, einfache Gehäuse –, bei denen ein 3-Achs-Werkzeugweg alle Merkmale in einer einzigen Aufspannung erreichen kann. Die zweite Klasse umfasst Drehteile – zylindrische oder rotationssymmetrische Teile –, für die eine Drehmaschine (im Prinzip eine 2-Achs-Maschine mit zusätzlicher C-Achse) das richtige Werkzeug ist, nicht ein 3- oder 5-Achs-Bearbeitungszentrum. Die Bearbeitung dieser Teileklassen auf einer 5-Achs-Maschine führt zu unnötigem Zeitverlust ohne geometrischen Gewinn.
Die Zykluszeitersparnis bei Teilen, die eine 5-Achs-Bearbeitung erfordern, ist zwar real, aber ungleichmäßig. Ein optimal konstruiertes Teil verkürzt die Zykluszeit auf einer 5-Achs-Maschine um 30 bis 60 Prozent im Vergleich zum gleichen Teil auf einer 3-Achs-Maschine mit mehreren Aufspannungen. Diese Einsparungen ergeben sich aus dem Wegfall der Rüstzeiten, dem Wegfall von Nachspannfehlern und dem Wegfall der Werkzeugwechsel in den Nachbearbeitungsschritten. Die größten Einsparungen erzielen Teile mit drei oder mehr komplexen Merkmalen, die auf einer 3-Achs-Maschine drei oder mehr Aufspannungen erfordern würden. Geringere Einsparungen ergeben sich bei Teilen mit nur einem oder zwei komplexen Merkmalen, die auf einer 3-Achs-Maschine lediglich zwei Aufspannungen benötigen würden.
Die Achse der Luft- und Raumfahrtzertifizierung: AS9100D, NADCAP und AS9102 (Erstartikel)
Die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt unterliegt drei Zertifizierungsdokumenten, die die Achsenanzahl anders berücksichtigen als die Dokumente der Automobilindustrie. AS9100D ist der Standard für Qualitätsmanagementsysteme, NADCAP die Akkreditierung für spezielle Prozesse (Wärmebehandlung, Oberflächenbehandlung, Schweißen, zerstörungsfreie Prüfung) und AS9102 das Dokument für die Erstmusterprüfung. Jedes dieser Dokumente verursacht einen Aufwand pro Charge für den Lieferanten und führt zu Kosten pro Charge, die unabhängig von der Achsenanzahl auf das Bauteil umgelegt werden.
Die AS9100D-Zertifizierung bedeutet, dass das Qualitätsmanagementsystem des Lieferanten von einer akkreditierten Zertifizierungsstelle gemäß dem AS9100D-Standard geprüft wurde. Diese Zertifizierung ist Voraussetzung für jedes CNC-Bearbeitungsprogramm in der Luft- und Raumfahrt – ohne AS9100D kann der Lieferant keine Angebote für Aufträge in diesem Bereich abgeben. Das AS9100D-Audit umfasst Dokumentenlenkung, Konfigurationsmanagement, Konstruktion und Entwicklung, Produktion und Korrekturmaßnahmen. Die Achsenanzahl der Werkzeugmaschinen ist nicht Gegenstand des AS9100D-Audits, die Kalibrierung der Werkzeugmaschinen hingegen schon. Der Kalibrierungsnachweis muss jedem versendeten Teil beiliegen. Sie sind außerdem FREI Industry besitzt die AS9100D-Zertifizierung für den Standort Ningbo; die Zertifikatsnummer und der Auditzyklus sind in der Auditantwort des Ningbo-Ingenieurteams einsehbar. Das SAE-Portal für Luft- und Raumfahrtnormen veröffentlicht die AS9100D-Spezifikation, nach der die Zertifizierungsstelle auditiert. Die FAA und die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) erkennen die AS9100D-Zertifizierung als grundlegende Lieferantenqualifikation für die FAA-PMA- und EASA-Part-21-Zulassung an.
Die NADCAP-Akkreditierung deckt die speziellen Prozesse ab, auf die das CNC-Programm für die Luft- und Raumfahrt angewiesen ist, die aber nicht direkt vom AS9100D-System abgedeckt werden. Wärmebehandlung (z. B. Lösungsglühen und Auslagern von Aluminium, Härten und Anlassen von Stahl), Oberflächenbehandlung (z. B. Anodisieren, Chem-Film-Beschichtung, Passivierung, Trockenfilmschmierung), Schweißen und zerstörungsfreie Prüfverfahren (z. B. Eindringprüfung, Ultraschallprüfung) fallen unter den Geltungsbereich von NADCAP. Die Akkreditierung gilt pro Prozess und pro Lieferant; für jedes Bauteil der Luft- und Raumfahrt, das eine Wärmebehandlung erfordert, muss ein NADCAP-akkreditierter Wärmebehandlungsanbieter beauftragt werden, und das Wärmebehandlungszertifikat muss dem Bauteil beiliegen. Der Standort Ningbo unterhält NADCAP-akkreditierte Partner für Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung im Industriegebiet Ningbo; die Zertifikatsnummern der Partner sind in der Antwort des Ningbo-Ingenieurteams auf das Audit verfügbar.
Die Erstmusterprüfung nach AS9102 ist ein Dokument, das für jedes Bauteil einzeln erstellt wird und die erste gefertigte Einheit einer neuen Teilenummer gemäß der Konstruktionsdokumentation erfasst. Das AS9102-Dokument enthält einen detaillierten Messbericht, einen Materialzertifikatsverweis, einen Verweis auf die Sonderprozessfreigabe sowie die Freigabeerklärung des Konstrukteurs. Die AS9102-Prüfung ist erforderlich, bevor eine Produktionscharge im Rahmen eines Luft- und Raumfahrtprogramms versendet werden darf. Das AS9102-Dokument muss dem Entwicklungsteam des Käufers vor Versand der ersten Produktionscharge vorliegen. Die Kosten für die AS9102-Prüfung fallen für das erste Bauteil jeder Teilenummer unabhängig von der Achsenanzahl an. Die Zykluszeit für die AS9102-Prüfung ist jedoch bei 5-Achs-Bauteilen länger, da die Anzahl der geometrischen Merkmale höher und der Messbericht detaillierter ist.
Die Anforderungen der Luft- und Raumfahrtzertifizierung bedingen eine spezifische Regel für die Auswahl der Achsenanzahl: Der Einsatz einer 5-Achs-Maschine ist gerechtfertigt bei Bauteilen, deren geometrische Komplexität es erfordert, dass der Messbericht gemäß AS9102 Merkmale erfasst, die mit einem 3-Achs-Werkzeugweg nicht realisierbar sind. Bei Bauteilen, die eine 3-Achs-Maschine mit derselben Toleranz und Oberflächengüte fertigen kann, stellt die 5-Achs-Maschine eine zusätzliche Kostenbelastung ohne Zertifizierungsvorteil dar, und die 3-Achs-Maschine ist die richtige Wahl.
Die Achse der Automobilzertifizierung: IATF 16949 und PPAP
Die CNC-Bearbeitung in der Automobilindustrie unterliegt der IATF 16949 (dem Qualitätsmanagementsystemstandard, der 2016 die ISO/TS 16949 ablöste) und dem PPAP (dem im PPAP-Handbuch der AIAG dokumentierten Produktionsprozess zur Teilefreigabe). Die IATF 16949 regelt das Qualitätsmanagementsystem des Lieferanten; der PPAP regelt das Freigabedokument für jedes einzelne Teil, das der Lieferant erstellen muss, bevor eine Produktionscharge ausgeliefert wird.
Die IATF 16949-Zertifizierung bedeutet, dass das Qualitätsmanagementsystem des Lieferanten von einer akkreditierten Zertifizierungsstelle gemäß dem IATF 16949-Standard geprüft wurde. Die Zertifizierung ist Voraussetzung für jedes CNC-Bearbeitungsprogramm im Automobilbereich. Das IATF 16949-Audit umfasst Prozessansatz, Risikomanagement, Konfigurationsmanagement und die Freigabe von Produktionsteilen. Die Achsenanzahl der Werkzeugmaschinen ist nicht Gegenstand der IATF 16949, wohl aber die Prozessfähigkeitskennzahlen (Cpk, Ppk) für jede Teilenummer. Die Prozessfähigkeitsstudie muss vor Auslieferung einer Produktionscharge vorliegen. Ningbo FRIMA Industry besitzt die IATF 16949-Zertifizierung für den Standort Ningbo. IATF 16949-zertifizierte CNC-Bearbeitung für die Automobilindustrie Die Serviceseite verweist auf die Zertifikatsnummer und den Auditzyklus. Das AIAG PPAP-Referenzhandbuch ist die branchenweite Referenz für die Struktur des PPAP-Einreichungspakets, das IATF 16949-zertifizierte Lieferanten erstellen müssen. Das Handbuch wird von der Automotive Industry Action Group herausgegeben und dient allen Tier-1- und Tier-2-Automobilzulieferern in der IATF 16949-Lieferkette als Referenz.
PPAP ist das Dokument, das die Freigabe des jeweiligen Produktionsteils dokumentiert. Das PPAP-Dokument umfasst die Konstruktionsdokumentation, das Materialzertifikat, das Prozessablaufdiagramm, die Prozess-Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (PFMEA), den Kontrollplan, den Messbericht, den Materialprüfbericht, die ersten Prozessstudien (Cpk, Ppk) und die kundenspezifischen Anforderungen. Der PPAP-Level (1 bis 5) wird vom Kunden festgelegt; standardmäßig wird für sicherheitsrelevante Teile und Teile mit Schlüsselfunktionen PPAP-Level 3 (vollständiges Dokument) verwendet, für nicht kritische Teile niedrigere Level. Die PPAP-Kosten fallen für das erste Exemplar jeder Teilenummer an, unabhängig von der Achsenanzahl. Die PPAP-Bearbeitungszeit ist jedoch bei 5-Achs-Teilen länger, da die Merkmalsanzahl und die Prozessfähigkeitsstudie detaillierter sind.
Der CNC-Bearbeitungsdienstleistungen mit PPAP-Dokumentation Auf der Serviceseite werden die Struktur des PPAP-Einreichungspakets für Ningbo und die Kostenstruktur pro PPAP-Stufe veröffentlicht. Die Seite verdeutlicht, dass die PPAP-Kosten bei Teilen mit hohem Produktionsvolumen über die Produktionsmenge verteilt werden, bei Teilen mit niedrigem Produktionsvolumen hingegen einmalig anfallen.
Prozessrückverfolgbarkeit und Kostenoptimierung über 5- und 3-Achsen hinweg
Die Prozessrückverfolgbarkeit ist die Dokumentenkette, die jedes Teil vom Rohmaterial bis zum fertigen Produkt begleitet. Diese Rückverfolgbarkeitsdokumentation muss die Maschine, die das Teil hergestellt hat, den Maschinenbediener, die verwendeten Werkzeuge, die durchgeführte Prüfung sowie die relevanten Material- und Sonderprozesszertifikate erfassen. Die Rückverfolgbarkeitsdokumentation wird von Einkäufern in der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilindustrie geprüft, wenn ein Teil im Einsatz ausfällt. Sie gibt Aufschluss darüber, ob der Ausfall auf einen Material-, Prozess- oder Konstruktionsfehler zurückzuführen ist.
Bei einem 3-Achs-Teil ist die Rückverfolgbarkeitsdokumentation einfacher, da nur eine Maschine, ein Bediener, eine kurze Werkzeugliste und ein kurzer Prüfbericht benötigt werden. Bei einem 5-Achs-Teil ist die Rückverfolgbarkeitsdokumentation detaillierter, da die Maschine mehr Achsen kalibrieren muss, der Werkzeugweg komplexer, die Werkzeugliste umfangreicher und der Prüfbericht detailliertere Messmerkmale enthält. Die 5-Achs-Rückverfolgbarkeitsdokumentation umfasst mehr Seiten und Datenpunkte pro Teil, hat aber dieselbe Struktur – die QMS-Vorlage des Lieferanten gilt für beide Achsenanzahlen. Die Rückverfolgbarkeit wird nicht durch die Achsenanzahl, sondern durch das Qualitätsmanagementsystem des Lieferanten gewährleistet. Ein Lieferant mit einem nach AS9100D oder IATF 16949 zertifizierten QMS produziert rückverfolgbare Teile sowohl auf 3- als auch auf 5-Achs-Maschinen; ein Lieferant ohne zertifiziertes QMS produziert nicht rückverfolgbare Teile. Die Achsenanzahl ist eine separate Entscheidung und unabhängig von der QMS-Zertifizierung; das Audit des Käufers sollte beides überprüfen.
Die Regel zur Kostenoptimierung bei der Achsenwahl lautet: Die optimale Achsenanzahl ist die niedrigste, die die geometrische Toleranz und die Oberflächengütevorgabe erfüllt, wobei die Vorgaben des Zertifizierungsdokuments als feste Einschränkung gelten. Das Kosten-Nutzen-Verhältnis der 5-Achs-Bearbeitung ist asymmetrisch. Bei Werkstücken, die eine 5-Achs-Geometrie erfordern, spart die 5-Achs-Maschine Zykluszeit, vermeidet Nachspannvorgänge und verbessert die Toleranz und die Oberflächengüte. Die Einsparungen sind so hoch, dass sich der höhere Maschinenstundensatz durch die Zykluszeitreduzierung amortisiert; die Einsparungen liegen im Bereich von 30 bis 60 Prozent Zykluszeitreduzierung gegenüber dem entsprechenden 3-Achs-Mehraufspannungsprogramm. Bei Werkstücken, die keine 5-Achs-Geometrie erfordern, verbraucht die 5-Achs-Maschine unnötig viel Zykluszeit ohne geometrischen Nutzen; der höhere Maschinenstundensatz stellt hier eine reine Kostenbelastung dar.
Der Kostenübergang erfolgt durch den Aufwand für die Teileprogrammierung und die Vorrichtungserstellung. Ein 3-Achs-Teileprogramm ist einfacher, und die Vorrichtung besteht aus einem Standard-Schraubstock oder einer Spannplatte. Ein 5-Achs-Teileprogramm erfordert einen CAM-Programmierer, der in der 5-Achs-Werkzeugbahn geschult ist, und die Vorrichtung ist eine kundenspezifische Vorrichtung, die das Teil im 5-Achs-Arbeitsbereich ausrichtet. Der Aufwand für Programmierung und Vorrichtungserstellung verteilt sich auf das Produktionsvolumen. Bei einem 5-Achs-Teil mit geringer Stückzahl ist die Kostenverteilung pro Einheit hoch, während sie sich bei einem 5-Achs-Teil mit hoher Stückzahl auf die gesamte Charge verteilt. Ein Käufer, der standardmäßig 5-Achs-Bearbeitung wählt, zahlt einen Kostenaufschlag ohne geometrischen Vorteil bei Teilen, die diese nicht benötigen. Ein Käufer, der standardmäßig 3-Achs-Bearbeitung wählt, zahlt einen Aufpreis für die Umrüstung der Vorrichtungen bei Teilen, die 5-Achs-Bearbeitung benötigen. Die richtige Vorgehensweise ist die fallbezogene Auswahl der Achsenanzahl, die sich nach der Teilegeometrie und den Zertifizierungsanforderungen richtet, nicht nach den allgemeinen Präferenzen des Käufers.
Wie man das Angebot der Ningbo FRIMA Industry liest und wie man die richtige Achsenanzahl für eine neue Teilenummer auswählt
Ein Angebot von Ningbo FRIMA Industry für ein CNC-Programm im Luft- und Raumfahrtbereich nennt die AS9100D-Zertifikatsnummer, den NADCAP-akkreditierten Wärmebehandlungspartner und dessen Zertifikatsnummer, die Kosten des ersten Artikels gemäß AS9102, den Maschinenpreis pro Achse (3-Achsen, 4-Achsen, 5-Achsen), die CAM-Programmierkosten für das 5-Achsen-Teil, falls zutreffend, die Kosten für kundenspezifische Vorrichtungen, die Kosten pro Einheit bei der Produktionsmenge sowie den Zertifizierungsdokumentensatz, der mit dem ersten Artikel und mit jeder nachfolgenden Charge geliefert wird.
Ein Angebot von Ningbo FRIMA Industry für ein CNC-Programm für die Automobilindustrie nennt die IATF 16949-Zertifikatsnummer, den PPAP-Einreichungslevel und die Kosten, den Maschinenpreis pro Achse, die CAM-Programmierkosten für das 5-Achs-Teil (falls zutreffend), die Kosten für kundenspezifische Vorrichtungen (falls zutreffend), die Kosten pro Einheit bei Produktionsvolumen und die Struktur des PPAP-Einreichungspakets.
Ein Angebot, das die Stückkosten ohne die Zertifizierungsdokumente ausweist, berücksichtigt die Zertifizierungskosten nicht; diese werden dem Käufer im weiteren Verlauf der Verhandlungen als zusätzliche Gebühr in Rechnung gestellt. Ebenso berücksichtigt ein Angebot, das den Maschinenpreis pro Achse ohne die Kosten für CAM-Programmierung und Sondervorrichtungen ausweist, nicht den Mehraufwand für die 5-Achs-Bearbeitung; dieser wird dem Käufer bei der ersten Produktionsserie zusätzlich berechnet. Das Ningbo FRIMA-Ingenieurteam veröffentlicht die Angebotsvorlage auf [Website-Adresse einfügen]. Präzisionsbearbeitung für Luft- und Raumfahrtanwendungen Serviceseite, damit das Beschaffungsteam des Käufers die Positionen überprüfen kann, bevor die Produktionsbestellung unterzeichnet wird.
Die Bestimmung der richtigen Achsenanzahl für eine neue Teilenummer erfolgt in vier Schritten. Im ersten Schritt wird die Geometrie analysiert: Besitzt das Teil tiefe Taschen mit Hinterschneidungen, komplexe Winkel oder Merkmale mit hohem Aspektverhältnis, die mit einem 3-Achs-Werkzeugweg in einer Aufspannung nicht erreichbar sind? Falls ja, ist 5-Achs-Bearbeitung geometrisch gerechtfertigt. Falls nein, ist 3-Achs-Bearbeitung die richtige Standardeinstellung. Im zweiten Schritt erfolgt die Toleranzanalyse: Weisen mehrere Flächen des Teils Toleranzabweichungen auf, die durch einen Umspannfehler außerhalb der Spezifikation liegen würden? Falls ja, ist 5-Achs-Bearbeitung gerechtfertigt, da ein Umspannen auf einer 3-Achs-Maschine die Toleranzabweichung verstärken würde. Falls nein, ist 3-Achs-Bearbeitung die richtige Standardeinstellung.
Schritt drei ist die Zertifizierungsanalyse: Erfordert das Zertifizierungsdokumentenset (AS9102 für die Luft- und Raumfahrt, PPAP für die Automobilindustrie) einen detaillierteren Messbericht für jedes einzelne Merkmal eines 5-Achs-Teils? Falls ja, sind die Zertifizierungskosten für 5-Achs-Teile zwar höher, die geometrische Genauigkeit rechtfertigt diese Kosten jedoch. Falls nein, sind die Zertifizierungskosten für beide Achsenanzahlen ähnlich, und die geometrische Analyse ist ausschlaggebend für die Entscheidung. Schritt vier ist die Volumenanalyse: Rechtfertigt das Produktionsvolumen des Teils den Aufwand für CAM-Programmierung und kundenspezifische Vorrichtungen eines 5-Achs-Programms? Falls ja, ist 5-Achs die richtige Wahl. Falls nein, stellt der Mehraufwand für 5-Achs-Teile eine zusätzliche Kostenbelastung pro Einheit dar, und der Käufer sollte erwägen, die Stückzahl für kleinere Serien auf eine 3-Achs-Serie aufzuteilen.
Das Ningbo FRIMA-Ingenieurteam führt bei jeder neuen Teilenummer die vierstufige Entscheidung durch und dokumentiert die Auswahl der Achsenanzahl in der Produktionsbestellung; die Dokumentation dient dem Käufer als Prüfprotokoll für die Auswahl der Achsenanzahl.
Beschaffungssignale: Wie man ein glaubwürdiges Angebot der Ningbo FRIMA Industry von einem allgemeinen Angebot unterscheidet
Ein seriöses Angebot von Ningbo FRIMA Industry für ein CNC-Programm in der Luft- und Raumfahrtindustrie enthält die AS9100D-Zertifikatsnummer, die NADCAP-Partnerzertifikatsnummer, die Kosten für das Erstmuster nach AS9102, den Maschinenpreis pro Achse, die CAM-Programmierkosten für das 5-Achs-Teil (falls zutreffend), die Kosten für kundenspezifische Vorrichtungen (falls zutreffend), die Stückkosten bei der Produktionsmenge sowie die Zertifizierungsdokumente. Der Lieferant sollte all diese Unterlagen unaufgefordert bereitstellen können. Ein Lieferant, der AS9100D ohne Zertifikatsnummer oder NADCAP ohne Partnerzertifikatsnummer angibt, nennt lediglich den Namen der Zertifizierung, ohne deren Inhalt zu erläutern.
Ein seriöses Angebot von Ningbo FRIMA Industry für ein CNC-Programm im Automobilbereich enthält die IATF 16949-Zertifikatsnummer, den PPAP-Einreichungsumfang und die Kosten, den Maschinenstundensatz pro Achse, die CAM-Programmierkosten für das 5-Achs-Teil (falls zutreffend), die Kosten für kundenspezifische Vorrichtungen (falls zutreffend), die Stückkosten bei der Produktionsmenge sowie die Struktur des PPAP-Einreichungspakets. Ein Lieferant, der IATF 16949 ohne Zertifikatsnummer oder PPAP ohne Struktur des Einreichungspakets anbietet, nennt lediglich den Namen der Zertifizierung ohne deren Inhalt.
Häufig gestellte Fragen
Frage 1: Wann ist die 5-Achs-CNC-Bearbeitung im Vergleich zur 3-Achs-Bearbeitung bei einem Luft- und Raumfahrt- oder Automobilprogramm kostengünstiger?
A1: Die 5-Achs-Bearbeitung ist kostengünstig, wenn die Teilegeometrie eine 5-Achs-Bearbeitung erfordert – beispielsweise bei tiefen Taschen mit Hinterschneidungen, komplexen Winkeln oder Elementen mit hohem Aspektverhältnis. Die Zykluszeitreduzierung durch die Mehraufspannung amortisiert den höheren Maschinenstundensatz. Bei Teilen, die keine 5-Achs-Bearbeitung erfordern, stellt die 5-Achs-Bearbeitung hingegen eine reine Kostenbelastung dar. Die Einsparungen bei Teilen, die eine 5-Achs-Bearbeitung erfordern, liegen im Bereich von 30 bis 60 Prozent Zykluszeitreduzierung im Vergleich zu einem entsprechenden 3-Achs-Programm mit Mehraufspannung.
Frage 2: Worin besteht der Unterschied zwischen der AS9100D-Zertifizierung und der NADCAP-Akkreditierung in einem CNC-Programm für die Luft- und Raumfahrt?
A2: AS9100D ist der Qualitätsmanagementstandard, nach dem der Lieferant zertifiziert sein muss. Die Zertifizierung umfasst Dokumentenlenkung, Konfigurationsmanagement, Produktion und Korrekturmaßnahmen. NADCAP ist die Akkreditierung für Spezialprozesse, die Wärmebehandlung, Oberflächenbehandlung, Schweißen und zerstörungsfreie Prüfung abdeckt. Die Akkreditierung ist prozess- und lieferantenspezifisch, und der Lieferant muss für jeden Spezialprozess im Luft- und Raumfahrtprogramm einen NADCAP-akkreditierten Partner einsetzen. Beide sind für ein glaubwürdiges CNC-Programm in der Luft- und Raumfahrt erforderlich; keine der beiden ist allein ausreichend.
Q3: Worin besteht der Unterschied zwischen der Erstmusterprüfung nach PPAP und AS9102?
A3: PPAP (Production Part Approval Process) ist das im AIAG PPAP-Handbuch definierte Dokument zur Teilefreigabe in der Automobilindustrie. Das Einreichungspaket umfasst die Konstruktionsdokumentation, das Materialzertifikat, den Prozessablauf, die PFMEA, den Kontrollplan, den Messbericht und die Prozessfähigkeitsstudien. AS9102 ist das Dokument zur Erstmusterprüfung in der Luft- und Raumfahrt. Das AS9102-Paket ist ähnlich aufgebaut, wird jedoch im Rahmen des Qualitätsmanagementsystems AS9100D eingereicht. Beide Dokumente sind vor Auslieferung einer Produktionscharge erforderlich und werden für das erste Exemplar jeder neuen Teilenummer verwendet.
Q4: Wie lange dauert die Erstmusterprüfung nach AS9102 bei einem 5-Achs-Bauteil für die Luft- und Raumfahrt?
A4: Die Erstmusterprüfung nach AS9102 an einem 5-Achs-Bauteil für die Luft- und Raumfahrt dauert in der Regel 2 bis 4 Wochen von der ersten Musterfertigung bis zur Freigabe des AS9102-Dokuments, abhängig von der Anzahl der geometrischen Merkmale und der erforderlichen Messwiederholungen. Die entsprechende 3-Achs-Prüfung desselben Bauteils dauert üblicherweise 1 bis 3 Wochen, da der Messbericht weniger detailliert ist. Die Zykluszeit nach AS9102 liegt auf dem kritischen Pfad des Lieferanten und muss in die Produktionsvorlaufzeit der Bestellung eingeplant werden.
Frage 5: Worin besteht der Unterschied zwischen AS9100D und AS9100 Rev C?
A5: AS9100D ist die aktuelle Revision des Qualitätsmanagementsystems für die Luft- und Raumfahrtindustrie und wurde 2016 veröffentlicht. AS9100 Rev C ist die Vorgängerversion aus dem Jahr 2009. AS9100D ergänzt AS9100 Rev C um Anforderungen an das Risikomanagement und das Konfigurationsmanagement. Lieferanten mit einer Zertifizierung nach AS9100 Rev C müssen daher für neue Luft- und Raumfahrtprogramme auf AS9100D umstellen. Das Ningbo FRIMA-Industriezertifikat basiert auf AS9100D; Zertifikatsnummer und Auditzyklus sind auf Anfrage erhältlich.











