Kleinserienfertigung

Kleinserienfertigung (englisch Low-Volume Production) ist die Herstellung von Teilen oder fertigen Produkten in kleinen Stückzahlen, für die sich die Werkzeuge und die Automatisierung einer vollen Serienfertigung noch nicht lohnen. Eine feste Grenze gibt es nicht, sie hängt vom Verfahren und von der Teilegröße ab: Bei Spritzgussteilen aus Kunststoff gelten meist einige hundert bis wenige tausend Stück als Kleinserie, bei großen gefrästen oder geschweißten Teilen schon einige Dutzend.

Der Stückpreis setzt sich aus auftragsbezogenen Fixkosten (Formen, Werkzeuge, Vorrichtungen, Programmierung, Rüsten der Maschine, Erstmusterprüfung) und variablen Kosten für Material und Maschinenzeit zusammen. In einer kleinen Serie verteilen sich die Fixkosten auf nur wenige Teile, deshalb wählt man Verfahren, die keine oder nur günstige Werkzeuge benötigen. Die Entscheidung stützt sich auf den Break-even-Punkt, also die Stückzahl, ab der sich ein teureres Werkzeug durch den niedrigeren Stückpreis bezahlt macht.

Typische Verfahren sind CNC-Bearbeitung, 3D-Druck (bei Kunststoffen vor allem SLS und MJF, bei komplexen Metallteilen Metall-3D-Druck), Vakuumguss in Silikonformen (eine Form hält meist etwa 15 bis 25 Abgüsse), Spritzgießen in Aluminium- oder Prototypenwerkzeugen (Rapid Tooling) sowie Laserschneiden und Blechbiegen, die mit Standardwerkzeugen auskommen. Die Verfahren werden oft kombiniert und gewechselt, je nachdem, wie sich die Nachfrage entwickelt.

Von der Nullserie unterscheidet sich die Kleinserienfertigung im Zweck. Die Nullserie dient dazu, den Prozess vor dem Serienanlauf einzufahren. Die Kleinserie ist dagegen der reguläre Fertigungsmodus für Produkte, deren Bedarf bei Dutzenden oder Hunderten Stück pro Jahr liegt, etwa Sondermaschinen, Laborgeräte oder Medizinprodukte.

Kleinserienfertigung ist angebracht bei Produkten mit begrenzter oder unsicherer Nachfrage: Spezialgeräte, kundenspezifische Varianten, die erste Verkaufscharge eines neuen Produkts zum Testen des Marktes, Ersatzteile oder die Überbrückung, bis die Serienwerkzeuge fertig sind. Vorteile sind das geringe Anfangsrisiko und die Möglichkeit, die Konstruktion zwischen zwei Losen zu ändern, ohne ein teures Werkzeug abschreiben zu müssen.

Vergleichen Sie bei der Entscheidung die Gesamtkosten für die erwartete Stückzahl über den gesamten Lebenszyklus des Produkts, nicht nur den Preis des ersten Loses. Ist mit wachsender Nachfrage zu rechnen, lohnt es sich, die Konstruktion von Anfang an so auszulegen, dass sie sich später auf ein Serienverfahren umstellen lässt.

Ein häufiger Fehler ist es, eine Kleinserie auf Basis von Prototypendaten und Prototypenunterlagen zu fertigen. Auch für zehn Stück braucht der Fertiger vollständige Fertigungsunterlagen mit Toleranzen, Werkstoff und Oberflächenbehandlung sowie eindeutige Revisionsstände, sonst unterscheiden sich die einzelnen Lose voneinander. Der umgekehrte Fehler ist, ein Teil für ein Verfahren zu konstruieren, das sich erst in der Großserie rechnet, etwa als Spritzgussteil oder Druckgussteil, dessen Werkzeug sich bei einigen Dutzend Stück nie amortisiert.

Fragen Sie Preise für mehrere Stückzahlen an (zum Beispiel 10, 50 und 200 Stück), um den Anteil der Fixkosten zu erkennen. Vereinbaren Sie mit dem Lieferanten, wem Vorrichtungen, Formen und Programme gehören und wie lange er sie für Nachbestellungen aufbewahrt, außerdem Mindestbestellmenge, Lieferzeiten und die Art der Qualitätsprüfung (Messprotokoll zum Erstmuster, Prüfhäufigkeit innerhalb des Loses).