ENGINEERING SUCCESS STORY
Vom Funktionsmuster zur serienreifen Präzisionslösung
Wie Engineering-Know-how einen frühen Entwicklungsstand in eine zuverlässige, wirtschaftlich fertigbare und hochpräzise Serienlösung überführte.
Der größte Entwicklungserfolg entsteht häufig nicht durch eine vollständige Neukonstruktion: Er entsteht dann, wenn bestehende Konzepte durch fundiertes Engineering gezielt weiterentwickelt werden – bis aus einem Funktionsmuster eine reproduzierbare, wirtschaftliche und serienreife Präzisionslösung wird.
Genau dort bringt Feinmess Suhl seine Kompetenz ein: als Entwicklungspartner für Präzisions-Gleitgewindetriebe und Positionierungssysteme – von der Entwicklungsunterstützung über die Industrialisierung bis zur fertigen Baugruppe: Konstruktions und Feinmechanik und Kugelgewindetrieb.
Ein Hersteller von Diagnostik- und Laborautomatisierungssystemen entwickelte eine neue Positioniereinheit für hochpräzise Bewegungsaufgaben. Bereits in einer frühen Entwicklungsphase wurde Feinmess Suhl als Spezialist für Präzisions-Gleitgewindetriebe und Positionierungssysteme in das Projekt eingebunden.
Der Kunde verfügte bereits über ein Funktionsmuster, das die grundsätzliche Funktion der Positionierung in 3 Achsen und Ausrichtung der Winkel eines wechselbaren Probenträgers der Größe 5x2 cm nachwies. Für den späteren Serieneinsatz bestanden jedoch noch deutliche Herausforderungen hinsichtlich Präzision, Wiederholgenauigkeit, Langzeitstabilität und Fertigbarkeit.
Unsere Aufgabe bestand darin, den vorhandenen Entwicklungsstand gezielt weiterzuentwickeln und daraus eine robuste, reproduzierbare und serienfähige Lösung zu schaffen – ohne das Grundkonzept des Kunden zu verändern.
Ausgangssituation
 | Die Analyse des Funktionsmusters zeigte Optimierungspotenzial in mehreren technisch entscheidenden Bereichen:
Bereits kleinste geometrische Abweichungen oder ungünstige Toleranzketten wirkten sich unmittelbar auf die Positioniergenauigkeit und die Gesamtperformance des Systems aus. |
Technische Daten
- Gewindedurchmesser 6mm
- Steigung 1mm
- Werkstoff Spindel CF53
- Werkstoff Mutter 100Cr6
- Fertigungsverfahren Positioniergewinde geschliffen
- End-Axialspiel: spielfrei vorgespannt, definiertes kleines Laufdrehmoment
- Projektlaufzeit 1 Jahr, danach Folgeprojekte für weitere Komponenten
- Lebensdauer bis 30 Mio Bewegungen
- Stückzahlen ca. 200/anno
- Anwendungsbeschreibung Positionierung eines kleinen Probenträgers in X Y Z
Unser Engineering-Beitrag
Gemeinsam mit dem Kunden analysierten wir die gesamte Positioniereinheit. Im Fokus stand dabei nicht nur der Präzisions-GleitgGewindetrieb als Schlüsselkomponente, sondern das Zusammenspiel aller relevanten Einflussgrößen.
Unsere Engineering-Leistungen umfassten unter anderem:
- Analyse des bestehenden Entwicklungsstands
- Optimierung des Präzisionsgewindetriebs
- Design for Manufacturing (DfM)
- Optimierung von Axialspiel und Vorspannung von Gewindetrieb und Führung sowie der Toleranzkette
- Verbesserung der Steifigkeit der Führungen und der ganzen Positioniereinheit
- Auswahl geeigneter Werkstoffpaarungen und Beschichtungen vor allem im Probenhandlingbereich
- Fertigungsoptimierung
- Entwicklung eines montagegerechten Konzepts inkl. Berücksichtigung des Service
- Herstellung und Erprobung von Entwicklungsmustern
- Messtechnische Validierung
- Überführung in die Serienfertigung
Jede Optimierungsmaßnahme wurde anhand realer Messdaten überprüft und iterativ weiterentwickelt, bis sämtliche Anforderungen an Präzision, Wiederholgenauigkeit und Lebensdauer erfüllt waren.
Projektergebnis
Kennzahl | Ergebnis |
Positioniergenauigkeit | deutlich verbessert, Spec eingehalten bis <1µm |
Serienfähigkeit | erreicht |
Wiederholgenauigkeit | um Faktor 100 verbessert |
Langzeitstabilität | Erhöht; spezifizierte Lebensdauer nachgewiesen |
Montage | vereinfacht |
Fertigungsgerechtigkeit | optimiert |
Engineering | vom Funktionsmuster bis zur Serienlösung |
Anwendungsbeschreibung Positionierung eines kleinen Probenträgers in X Y Z“ aus den technischen Daten raus
Bild aus dem Kunden-CAD, links ist die vorherige Lösung, rechts ein Zwischenstand von Finemess Suhl
*Freigegebene Produktbilder
Mehrwert für den Kunden
Der Kunde konnte sein bestehendes Produktkonzept beibehalten und gleichzeitig von unserem Engineering-Know-how im Bereich hochpräziser Positionierung und feinmechanischer Präzisionsfertigung profitieren.
Anstatt mehrere Entwicklungs- und Fertigungspartner koordinieren zu müssen, erhielt er alle entscheidenden Leistungen aus einer Hand:
- Engineering
- Design for Manufacturing
- Präzisionsfertigung
- Prototypenbau
- Validierung
- Montage
- Serienfertigung inkl. Prüfstände
Das Ergebnis ist eine wirtschaftlich produzierbare und langfristig zuverlässige Positionierlösung für den Einsatz in der Laborautomatisierung.