Fertigungsgerechte Konstruktion (DFM)

Fertigungsgerechte Konstruktion (DFM, Design for Manufacturing, auch Design for Manufacturability) ist ein Ansatz der Produktentwicklung, der Fertigungsverfahren, ihre Grenzen und ihre Kosten bereits in den ersten Entwurfsphasen berücksichtigt. Ziel ist es, ein Teil oder Produkt so zu gestalten, dass es sich möglichst einfach, schnell und kostengünstig herstellen lässt, ohne dass die geforderte Funktion leidet.

Eine DFM-Analyse umfasst in der Regel die Bewertung der Geometrie hinsichtlich Zerspanbarkeit (Werkzeugzugänglichkeit, Anzahl der Aufspannungen), realistische Toleranzen, die zum Fertigungsverfahren passen, den Verzicht auf unnötig komplexe Formen, die Optimierung von Wandstärken und die Werkstoffwahl mit Blick auf das Verfahren.

Die DFM-Regeln unterscheiden sich je nach Fertigungsverfahren: Beim Spritzgießen sind ausreichende Entformungsschrägen entscheidend, bei der CNC-Bearbeitung die Zugänglichkeit aller Flächen für das Werkzeug, beim 3D-Druck die Ausrichtung des Teils zu den Schichten. Dieselben funktionalen Anforderungen lassen sich oft mit völlig unterschiedlichen Geometrien erfüllen, deren Herstellkosten sich deutlich unterscheiden.

Wird DFM in der Entwicklung vernachlässigt, ist das eine der häufigsten Ursachen für unnötig hohe Herstellkosten und Probleme in der Fertigung. Änderungen in der Produktionsphase, wenn Formen und Werkzeuge bereits existieren, sind um ein Vielfaches teurer als Anpassungen während der Konstruktion.

Den größten Nutzen bringt DFM vor dem Einfrieren der Konstruktion (Design Freeze) und vor der Bestellung von Formen oder Werkzeugen, also solange Änderungen noch günstig sind. Typisch ist der Übergang vom Prototyp zur Serie, wenn ein für den 3D-Druck konstruiertes Teil für Spritzguss, Gießen oder Zerspanung überarbeitet werden muss.

Auch bei bestehenden Produkten mit hohen Herstellkosten oder hoher Ausschussquote lohnt sich eine DFM-Überprüfung. Sie deckt häufig unnötig enge Toleranzen, zusätzliche Arbeitsgänge oder Teile auf, die sich zusammenfassen oder durch Normteile ersetzen lassen.

DFM lässt sich nicht pauschal betreiben. Die Regeln für die Zerspanung sind andere als für Spritzguss oder Blechbiegen, deshalb müssen zuerst das Fertigungsverfahren und die ungefähre Stückzahl feststehen. Ein weiterer Fehler ist es, nur das Einzelteil zu optimieren und dabei Montage (DFA), Prüfung oder Logistik zu übersehen.

Das beste Feedback liefert der konkrete Fertiger. Bitten Sie ihn vor der verbindlichen Bestellung um Hinweise zur Herstellbarkeit und fragen Sie, welche Merkmale den Preis am stärksten treiben (Toleranzen, Anzahl der Aufspannungen, Sonderwerkzeuge, Oberflächenbehandlungen). Vorsicht auch bei Änderungen, die die Fertigung verbilligen, aber die Funktion beeinträchtigen: Jede Änderung muss erneut abgesichert werden.