Kundenmagazin Horizons 2025
Technologieführerschaft bei funktionskritischen Sitzkomponenten
Sitzen Müssen Alle
Verbrennungsmotor oder Elektroantrieb. Hybrid oder Wasserstoff. Stadtauto oder Pick-up. Egal um welche Art von Fahrzeug es sich handelt – im Auto sitzen wir alle. Und von Autositzen wird viel verlangt: Bequemlichkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit, Robustheit – und zunehmend Vielseitigkeit. Die Autositztechnik hat sich parallel zur Antriebstechnik entwickelt, und auch die Ausstattung des Fahrzeuginnenraums hat sich in den letzten fünf bis zehn Jahren enorm verbessert. Gleichzeitig sind die Ansprüche moderner Autokäufer deutlich gestiegen, und strengere Verbrauchsvorgaben sowie das Streben nach größeren Reichweiten alternativer Antriebe haben den Leichtbau vorangetrieben. Diese widersprüchlichen Anforderungen erschweren die Konstruktion von Autositzen erheblich.
Feintool ist seit jeher führend in der Herstellung von Sitzkomponenten und unterstützt seine Kundschaft seit Jahrzehnten dabei, die Herausforderungen bei der Fertigung moderner Sitzsysteme erfolgreich zu meistern. „Feintool hat sich zu einem weltweit führenden Anbieter von Sitzmechanismen entwickelt“, erklärt Lars Reich, Leiter des Geschäftsbereichs Forming & Fineblanking Europe, CSO. „Wir sind sehr stark auf dem asiatischen und nordamerika-nischen Markt und verfügen über einzigartige Tooling-Lösungen und interessante technische Entwicklungen in Europa. Dank unseres globalen Netzwerks können wir unsere Kundinnen und Kunden weltweit vor Ort unterstützen.“
“Feintool hat sich zu einem weltweit führenden Anbieter von Sitzmechanismen entwickelt. Dank unseres globalen Netzwerks können wir unsere Kundschaft weltweit vor Ort unterstützen.“
Lars Reich
Geschäftsbereichsleiter – Europa, CSO
Je früher, desto besser: Konstruktion, Simulation & Prototyping
Feintools wesentlicher Erfolgsfaktor ist die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit der Kundschaft, noch bevor das erste 3D-Modell oder der erste Prototyp entsteht. Tier-One-Zulieferer von Sitzen wenden sich regelmäßig an Feintool, um sich über Konstruktionen und Werkstoffe beraten zu lassen, da sie auf unsere langjährige Erfahrung in der Herstellung hochkomplexer Sitzbaugruppen vertrauen, die alle Industriestandards erfüllen und übertreffen – und dies zu den geringstmöglichen Kosten.
Sitzlieferanten erkennen, welche Effizienzgewinne sie erzielen können, wenn sie die Herstellung von Komponenten auslagern, optimierte kritische Komponenten von Unternehmen wie Feintool beziehen und sich selbst auf das Gesamtsystem konzentrieren. Eine frühzeitige Zusammenarbeit bei der Konstruktion von Teilen wie Sperrklinken, Höhenverstellungen, Führungsplatten, Sitzkernen, Kurvenscheiben und Sperrrädern ist daher sinnvoll.
Nach den ersten Konstruktionsgesprächen werden Bauteile in der Regel mittels FEM-Analyse simuliert. Die FEM-Simulationssysteme von Feintool haben sich in der Praxis bestens bewährt. Reich erklärt: „Wir vergleichen die Simulationen mit den Prototypen und stellen oft identische Ergebnisse fest. In einigen Grenzfällen, in denen wir mögliche Abweichungen vom Modell sehen, gehen wir zum Prototyping über und lassen die physikalischen Ergebnisse wieder in das Modell einfließen, um es weiter zu verbessern. Mit der von uns erreichten Zuverlässigkeit und Präzision können wir einige Bauteile direkt von der Konstruktion in die Fertigung überführen, ohne dass Prototypen oder Soft-Tooling erforderlich sind.“
Mit Hilfe von Simulationen kann Feintool eine Vielzahl von Fragen zum optimalen Fertigungsansatz beantworten:
- Wie sieht das Tooling-Konzept aus?
- Was wird an den einzelnen Stationen geformt?
- Wird das Teil von oben oder von unten geformt?
- Schneiden wir vor?
- Sind zwei-, drei- oder vierfach fallende Feinschneidwerkzeuge möglich? Oder mehr?
- Wie lässt sich das vertikale Folgewerkzeug optimieren?
Die Simulationsergebnisse ermöglichen Vergleiche, mit deren Hilfe diese und andere Fragen beantwortet werden können. Iterativ angewandt führt dieser Ansatz die Ingenieurinnen und Ingenieure zur idealen Tooling-Lösung, ohne dass sie zwischen CAD-Modellen verschiedener Konstruktionen und Modellierungen wechseln müssen. Stattdessen können sie mit den modernen FEM-Tools von Feintool Iterationen im Werkzeug selbst durchführen, dabei die Bauteilkonstruktion optimieren und die optimierte Konstruktion dann in das finale CAD-Modell für die Fertigung übertragen. Diese Vorgehensweise ist mittlerweile fester Bestandteil des Entwicklungs- und Konstruktionsprozesses bei Feintool.
Prioritäten, Notwendigkeiten und Produktion
In der Produktion kann Feintool der Kundschaft oft eine enorme Kosten- und Zeitersparnis bieten, indem vorhandene Universalwerkzeuge als Basis für neue Aktivelemente für ein bestimmtes Teil verwendet werden. Wenn nur die Aktivelemente hergestellt werden müssen, verkürzt dies den Zeit- und Kostenaufwand für die Produktion eines Bauteils drastisch – ohne Qualitätseinbußen. Da Feintool große Stückzahlen verschiedenster Sitzkomponenten fertigt, bietet dieses Verfahren stark verkürzte Hochlaufzeiten. Andere Unternehmen liefern oft sehr gute Prototypen, sind aber nicht in der Lage, Serienteile termingerecht und in gleicher Qualität zu liefern. Feintools Kombination aus umfassendem Know-how in der Automobilindustrie, bewährten Simulationswerkzeugen und Prototyping-Fähigkeiten garantiert maximale Stückzahlen und Effizienz vom Produktionsstart an.
Auch die Vorteile des Feinschneidprozesses tragen wie immer dazu bei, dass Teile in Endkontur mit minimalem Materialaufwand hergestellt werden können. „Bei einer Zahnscheibe, die in die Zahnplatte einer Sitzverstellung greift, möchte man zum Beispiel die Kontaktfläche maximieren, weil sie bei einem Aufprall die Last überträgt“, erklärt Reich. „Unsere geringe Einzugsrundung bedeutet sehr geringe Verluste an der Zahnflanke – weniger als 5% im Vergleich zu 20-25 % bei anderen Verfahren, sodass alle Zähne voll greifen.“
Ein weiterer Vorteil des Feintool-Feinschneidprozesses für die Herstellung von Sitzkomponenten ist die Möglichkeit, hochfeste Stähle ohne Rissbildung umzuformen – ein zunehmend wichtiger Aspekt, da aus diesen modernen Stählen immer mehr Teile gefertigt werden. Hochfester Stahl ist als Grundwerkstoff zwar teurer, wird aber hauptsächlich verwendet, um eine sekundäre Wärmebehandlung nach der Umformung überflüssig zu machen, die mit zwei entscheidenden Nachteilen verbunden ist:
- Kosten. Die Integration dieses zusätzlichen Arbeitsgangs in den Produktionsprozess ist sehr kostenintensiv. Der logistische Aufwand für den Transport aller Umformteile zur und durch die Wärmebehandlung summiert sich sehr schnell.
- Verformung. Die Physik lehrt uns, dass erhitzte Metallteile dazu neigen, sich zu verformen. Diese Verformung des fertigen Bauteils muss bei der Konstruktion und Fertigung berücksichtigt werden.
Ein Paradebeispiel für Feintools Kompetenz bei der Umformung hochfester Stähle ist die Fähigkeit, höhere und festere Kragen ohne Rissbildung oder Maßprobleme herzustellen. Die Anforderungen an die Festigkeit dieser Kragen sind enorm, und der Trend zu dünnerem Material, kleineren Teilen und höherfesten Stählen macht es immer schwieriger, sie zu formen. Manche Teile haben Kragen, die zweieinhalbmal so hoch sind wie das Material dick, und selbst diese können bei hohen Taktzahlen zuverlässig geformt werden. Das gibt den Konstruktionsfachleuten viel Freiheit, denn sie wissen, dass die Feintool-Werkzeuge das Material fast plastisch dreidimensional formen können. „Vor 15 Jahren hätte sich wohl niemand vorstellen können, welche Teile wir heute fertigen“, betont Reich. „Im Werkzeug findet eine enorme Umformung auf kleinstem Raum statt, ohne dass es zu Rissen oder Maßproblemen kommt.“
Feinschneiden und FEM-Analyse
Die von Feintool entwickelten FEM-Analyseinstrumente modellieren den Metallfluss während des Feinschneidprozesses. Insbesondere wurde das diesem Prozess eigene metallurgische Phänomen in die Instrumente integriert, um die Auswirkungen des Pressvorgangs auf das Metall vorhersagen zu können. Feintool arbeitet von seinem Standort in der Schweiz aus mit einigen der renommiertesten Universitäten Europas zusammen, um FEM-Tools zu verfeinern und so unsere Produktionsprozesse beim Feinschneiden zu optimieren. Angesichts der parallelen Forderungen nach Leichtbau und Kosteneinsparungen sind diese Simulationsinstrumente unerlässlich, wenn man möglichst effizient Teile fertigen möchte, die Zeit und Geld sparen und gleichzeitig alle wichtigen Funktionsanforderungen erfüllen.
FEM-Querschnitt eines Kragens und tatsächlicher Querschnitt aus der FEM-/Kragendokumentation
Validierungsprüfung eines FEM-Kragenmodells aus hochfestem Stahl zum Nachweis der Genauigkeit der optimierten Werkzeuge
Entspannen und zurücklehnen – auch auf dem Rücksitz?
Heute möchten sich alle im Auto zurücklehnen können. Früher waren die mittleren und hinteren Sitze starr, während moderne Fahrzeuge heute, insbesondere SUVs und Vans, mit verstellbaren oder sogar umklappbaren Sitzen ausgestattet sind. Außerdem sind Sicherheitsgurte häufig in die Sitze selbst und nicht in die Fahrzeugkarosserie integriert, was zusätzliche Anforderungen an die Festigkeit der Sitzstruktur stellt. Darüber hinaus lassen sich viele Sitze in den Fahrzeugboden einklappen, um bei Bedarf mehr Laderaum zu schaffen. Alle diese Funktionen können auch elektrisch ausgeführt werden, was ihre Konstruktion weiter verkompliziert.
Sitzsysteme haben sich von einfachen Metallbügeln zu komplexen Mechanismen mit mehreren Scharnieren, Sperrklinken und -rädern, Verstellungen, Nocken usw. entwickelt. Reich erklärt: „Ein modernes Auto kann heute so viele Sitzkomponenten enthalten wie früher ein halbes Dutzend Fahrzeuge. Kosteneinsparungen bei der Herstellung von Sitzkomponenten summieren sich daher schnell, und das Feinschneiden erweist sich als ideale Lösung für die Produktion dieser kritischen Teile.“
“Ein modernes Auto kann heute so viele Sitzkomponenten enthalten wie früher ein halbes Dutzend Fahrzeuge. Kosteneinsparungen bei der Herstellung von Sitzkomponenten summieren sich daher schnell, und das Feinschneiden erweist sich als ideale Lösung für die Produktion dieser kritischen Teile.“
Kritische, rissfreie Kragen
Kragen in Sitzkomponenten sind kritische Konstruktionselemente, die in vielen verschiedenen Teilen für hohe Festigkeit und Funktionalität sorgen. Risse in Kragen stellen immer ein Risiko für die Integrität des Bauteils dar und können sich im Laufe der Lebensdauer ausweiten und die strukturelle Integrität des Sitzes beeinträchtigen. Sicherlich können Teile während der Qualitätskontrolle (QC) sortiert und geprüft werden, die beste Lösung ist jedoch ein stabiler Prozess, der die Rissbildung komplett vermeidet. Die Suche nach fehlerhaften Teilen während der Qualitätskontrolle ist eine minderwertige Lösung, die Risiken lediglich minimiert, aber keinen Mehrwert schafft und die Ausschusskosten erhöht. Die zuverlässige Produktion von Teilen mit gleichbleibend hoher Qualität sollte im Mittelpunkt stehen, und genau das ermöglicht der Prozess von Feintool.
Diese hohen Kragen aus hochfestem Stahl machen den Unterschied deutlich. Rissbildungen aufgrund eines minderwertigen Umformprozesses können in der Praxis zu katastrophalen Problemen führen, wenn sie nicht im Rahmen eines Qualitätskontrollverfahrens erkannt werden.
Planungs-, Einkaufs- und Fertigungsrisiken
Die Risiken bei der Herstellung von Sitzkomponenten lassen sich im Wesentlichen in drei Kategorien einteilen: Planungs-, Einkaufs- und Fertigungsrisiken. Probleme können in jeder dieser Kategorien auftreten, betreffen sie aber mehr als eine Kategorie, kann dies katastrophale Folgen für ein Fahrzeugprogramm haben.
Wir haben in diesem Artikel bereits angesprochen, wie wichtig es ist, Feintool so früh wie möglich in den Planungs- und Konstruktionszyklus einzubinden, noch bevor das erste CAD-Modell erstellt wird. Dank der umfassenden Erfahrung und Fachkenntnisse, die unsere Fachleute bei so vielen verschiedenen OEMs, Fahrzeugtypen, Sitzkonstruktionen usw. einbringen, kann Feintool bei der Konstruktion eines neuen Sitzsystems von Anfang an zeit- und kostensparend beraten. „Unsere Kundschaft kommt kommen manchmal mit fertigen Konstruktionen zu uns, bei denen wir aufgrund unserer Erfahrung mit ähnlichen Teilen und/oder Werkstoffen sofort erkennen, dass bestimmte Aspekte nicht optimiert sind oder vielleicht gar nicht funktionieren“, bedauert Reich. „Durch eine frühzeitige Beratung mit Feintool hätten sie 10–15 % der Kosten einsparen oder Probleme wie hohe Betriebsgeräusche, Rissbildung oder mangelnde Festigkeit vermeiden können. Das sind verpasste Chancen, bei denen die Kundinnen und Kunden von unserem Know-how hätten profitieren können, um den Prozess mit einem kostengünstigeren, leistungsfähigeren und besser herstellbaren Teil anzustoßen.“
“Ein modernes Auto kann heute so viele Sitzkomponenten enthalten wie früher ein halbes Dutzend Fahrzeuge. Kosteneinsparungen bei der Herstellung von Sitzkomponenten summieren sich daher schnell, und das Feinschneiden erweist sich als ideale Lösung für die Produktion dieser kritischen Teile.“
Wenn es dann in die Produktion geht, stellen Unternehmen leider manchmal fest, dass sie beim Einkauf nicht sorgfältig genug vorgegangen sind und dadurch erhebliche Risiken für ihr Programm geschaffen haben. Es ist etwas ganz anderes, 100 Prototypen zu bauen, als beispielsweise drei Millionen Sitzverstellungen pro Jahr zu produzieren. Die Skalierbarkeit ist ein Problem, mit dem viele Hersteller enorm zu kämpfen haben, und extrem eng getaktete Kaufentscheidungen führen häufig zu Fehlern dieser Art. Wir haben es schon erlebt, dass Unternehmen aufgrund zwei oder drei guter Prototypen Einkaufsentscheidungen getroffen haben. Dabei wird das enorme Risiko verkannt, das entsteht, wenn in späteren Phasen, kurz vor dem Produktionsstart, Teile ausfallen. Wenn dann Teile nicht maßhaltig sind oder eine Herstellerfirma Lieferschwierigkeiten hat, hat die Kundschaft ein ernsthaftes Problem.
Feintool kann als langfristiger Partner Millionen von Teilen zuverlässig liefern. In allen Branchen wimmelt es von kurzsichtigen Unternehmen, die kurzfristig Kosten sparen und Gewinne maximieren wollen – und dementsprechend Schwierigkeiten haben. Feintool und seine Kundschaft wissen, dass wahrer Erfolg in einer langfristigen, für beide Seiten vorteilhaften Partnerschaft liegt – in einer Partnerschaft, in der sich eine frühzeitige Investition in die Zusammenarbeit durch langfristige Effizienz, geringere Kosten, eine reibungslose Produktion und bessere Teile auszahlt. Größere Projekte sind auf mehrere Jahre angelegt, und es ist sinnvoll, mit Unternehmen zusammenzuarbeiten, die langfristig denken und die nötigen Investitionen tätigen. Verlässlichkeit und Vertrauen schaffen gesunde Bilanzen.
Feintool kann seiner Kundschaft dank einer globalen Präsenz lokale Lösungen bieten: 17 Werke, drei Technologiezentren und Werkzeugbau mit Prototyping-Kapazitäten in Europa, Nordamerika und Asien. Wir blicken stets in die Zukunft, beobachten die Entwicklungen in der Branche und bauen strategisch weiter aus – unser Werk in Indien beispielsweise soll 2026 in Betrieb gehen.
Unser exzellenter Ruf, unsere langfristigen Partnerschaften und unsere Fähigkeit, täglich Millionen von funktionskritischen Sitzelementen in alle Welt zu liefern, bestätigen Feintools Position als weltweit führender Hersteller von Sitzkomponenten.
