Worin unterscheiden sich Kleinserien- und Großserienfertigung von Titan in der Vorgehensweise?

Der Ansatz bei der Titanproduktion in Kleinserie versus Großserie unterscheidet sich grundlegend – von einer Philosophie der Flexibilität und Geschwindigkeit hin zu einer der Optimierung und Kosteneffizienz. Es handelt sich nicht nur um Unterschiede im Volumen, sondern um völlig verschiedene Denkweisen, Prozessdesigns und wirtschaftliche Zielsetzungen.

Produktionsphilosophie und wirtschaftliche Treiber

Kleinserienfertigung ist durch hohe Variantenvielfalt und geringe Stückzahlen gekennzeichnet. Die Haupttreiber sind Flexibilität und schnelle Markteinführung. Dies ist typisch für CNC-Prototypenfertigung und Kleinserienproduktion in F&E, bei kundenspezifischen Implantaten oder Spezialkomponenten für die Luftfahrt. Das Kostenmodell wird hauptsächlich von Rüst- und Ingenieurzeit dominiert, weniger von Materialkosten. Im Gegensatz dazu ist die Großserienproduktion ein Prozess mit niedriger Variantenvielfalt und hohem Volumen, der auf Effizienz, Stückkostenreduktion und Prozesskonstanz ausgerichtet ist. Die Wirtschaftlichkeit basiert auf maximaler Maschinenauslastung, Sekundenoptimierung der Zykluszeiten und Mengenrabatten beim Materialeinkauf – ähnlich den Prinzipien unseres Serienfertigungsservice.

Prozessaufbau und Werkzeugstrategie

Hier treten die größten taktischen Unterschiede auf. In der Kleinserie ist das Ziel, Rüstzeiten zu minimieren. Es werden universelle Spannsysteme wie Schraubstöcke oder modulare Vorrichtungen eingesetzt sowie Standardwerkzeuge aus dem Katalog verwendet. Die Bearbeitungsstrategien setzen auf Einfachheit und Prozesssicherheit anstelle maximaler Geschwindigkeit und nutzen häufig Mehrachsenbearbeitungszentren, um ein Teil in einer einzigen Aufspannung fertigzustellen und Neuausrichtungsfehler zu vermeiden.

In der Großserie ist der Ansatz gegenteilig: Es wird stark in dedizierte, kundenspezifische Vorrichtungen investiert, die mehrere Teile gleichzeitig spannen und schnelles Be- und Entladen ermöglichen. Werkzeuge werden individuell angepasst – spezielle Geometrien, Premiumsubstrate und Hochleistungsbeschichtungen – um Vorschub und Schnittgeschwindigkeit bei gleichbleibender Standzeit über Tausende Teile zu maximieren. Die Prozesse werden häufig in einzelne Schritte aufgeteilt und über mehrere Maschinen oder Palettenzellen verteilt, um eine echte Produktionslinie zu schaffen.

Bearbeitungsparameter und Qualitätssicherung

In der Kleinserie sind die Bearbeitungsparameter meist konservativ gewählt, um den Erfolg des ersten Teils zu sichern und teures Titan nicht zu verschrotten. Die Qualitätssicherung ist intensiv und häufig teilbezogen, inklusive vollständiger Erstmusterprüfungen und gegebenenfalls 100%-Kontrolle kritischer Merkmale, da jedes Teil einen hohen Wert hat.

In der Großserie werden die Parameter aggressiv in einer Prozessvalidierungsphase optimiert. Ziel ist die Etablierung eines stabilen, fähigen Prozesses, bei dem statistische Prozesskontrolle (SPC) die Einzelprüfung ersetzt. Nach der Validierung erfolgt die Qualitätskontrolle stichprobenbasiert, gestützt auf die Prozessstabilität. Der Fokus unseres Präzisionsbearbeitungsservice liegt hier auf Prozessfähigkeit (Cpk) anstelle einzelner Messwerte.

Lieferkette und Nachbearbeitung

Kleinserien beziehen das Material meist von Händlern und akzeptieren einen Aufpreis für kurzfristige Verfügbarkeit. Nachbearbeitungen wie Wärmebehandlung oder PVD-Beschichtung werden oft über ein Netzwerk spezialisierter Partner abgewickelt, das vom Bearbeitungsbetrieb im Rahmen eines One-Stop-Service koordiniert wird.

In der Großserie lohnt sich der direkte Materialeinkauf bei Walzwerken mit strenger Zertifizierung und Losrückverfolgbarkeit. Um Kontrolle und Effizienz zu gewährleisten, wird die Nachbearbeitung häufig integriert oder in Chargen unter strengem Zeitplan durchgeführt – wodurch der gesamte Ablauf zu einer echten Produktionslinie wird.

Zusammenfassung: Vergleichstabelle