Ressourcen der Umfrageteilnehmer in den Bereichen Konstruktion und Qualitätssicherung. Grafik: Röper
Ressourcen der Umfrageteilnehmer in den Bereichen Konstruktion und Qualitätssicherung. Grafik: Röper

Feinwerktechnik

23. August 2021 | Teilen auf:

ISO GPS: Neues von den Allgemeintoleranzen

(August 2021) Die Zeichnungstolerierung ist im Wandel und doch sind die neuen Allgemeintoleranzen nach (DIN EN) ISO 22081 noch nicht überall angekommen. Welches Stimmungsbild sich im Metallhandwerk ergibt und welche Fragen noch offen sind, erfahren Sie in diesem Beitrag.

In Kooperation mit dem Regionalkreis Chemnitz der Deutschen Gesellschaft für Qualität hat der Bundesverband Metall am 1. Juli 2021 eine kostenfreie Online-Informationsveranstaltung zu den Themen „neue Allgemeintoleranzen“ und „Geometrische Produktspezifikation“ ausgerichtet. Etwa dreißig Vertreter aus Metallhandwerk und Metallindustrie nahmen teil. Die Basis für rege Diskussionen bildete unter anderem ein Zwischenstand der Umfrageergebnisse zu Anwendung der Allgemeintoleranzen im Feinwerkmechanikerhandwerk.

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Das vorläufige Umfrageergebnis (Stand 1. Juni 2021) beschreibt den Technologie- und Wissensstand von 13 Feinwerkmechanik-Betrieben, die Dreh- und Frästeile, mechanische und hydraulische Baugruppen, Schweißbaugruppen für Luft- und Raumfahrt, Werkzeugmaschinen sowie Fertigungs-, Mess-, Prüfgeräte und -vorrichtungen herstellen. Dafür verwenden alle Umfrageteilnehmer Dreh- und Fräsmaschinen. Bei mindestens vierzig Prozent kommen maschinelle Schleif- und Umformprozesse zum Einsatz. Jedes fünfte Unternehmen hat zudem eine Expertise in der Baugruppenmontage.

Weitere Charakteristika können der Übersicht im Bild „Ressourcen der Umfrageteilnehmer“ entnommen werden. So beschäftigen 31 Prozent der befragten Unternehmen sechs bis zehn Fachkräfte, 46 Prozent der Betriebe haben elf bis fünfzig Mitarbeiter. 51 bis einhundert Angestellte arbeiten bei den übrigen 23 Prozent. Der überwiegende Teil der Umfrageteilnehmer setzt die Kompetenzen mindestens eines Konstrukteurs für mindestens eine CAD-Software ein. Neben der mehrfachen Nennung der bekanntesten CAD-Häuser (41 Prozent Solidworks, 23 Prozent Inventor) werden auch viele weitere Anbieter angegeben. Weitere drei bis zwanzig Prozent der Mitarbeiter arbeiten im Bereich der Qualitätssicherung. Ungefähr jedem vierten Unternehmen genügen hierfür manuelle Messmittel und Lehren. 39 Prozent setzen zusätzlich Koordinatenmessgeräte ein. 23 Prozent verwenden zudem Oberflächen-, Kontur- und Formmessgeräte. Eine Rückmeldung der Fertigung beziehungsweise der Qualitätssicherung an die Konstruktion erfolgt mehrheitlich durch Einzelfall-Kommunikation. Zwei der 13 Unternehmen bedienen sich hierfür einer Produkt-Daten-Management-Lösung. Eines verwendet eine Überwachungs-Software. Zwei Betriebe haben keinen internen Informationsfluss von der Produktion in die Konstruktion – vermutlich werden keine eigenen Fertigungszeichnungen erstellt.

Die Rolle der Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768 im unternehmerischen Alltag bewerteten zwei Drittel der Umfrageteilnehmer mit den Worten: „Die Allgemeintoleranzen stellen in jedem Fall relevante Qualitätsmerkmale dar und dürfen in keinem Fall unter- beziehungsweise überschritten werden.“. 25 Prozent gaben an, dass die Allgemeintoleranzen zwar auf den Zeichnungen stünden, aber in manchen Fällen keine Rolle für interne oder externe Abläufe spielen würden. Ein Unternehmen gab an, keine Allgemeintoleranzen zu verwenden. Die Erfahrungen mit den bald zurückgezogenen Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768 seien überwiegend positiv, weil „hilfreich“, „bewährt“, „klar verständlich“ und „etabliert“. Negativ assoziiert haben die Umfrageteilnehmer die bekannten Allgemeintoleranzen vor allem mit unvollständigen Zeichnungen, für die Bauteilfunktion teilweise unnötig enge Toleranzen, eine damit einhergehende Fertigungskostensteigerung sowie die subjektive („vom Kunden abhängige“) Zeichnungsinterpretation.

Die neuen Allgemeintoleranzen nach (DIN EN) ISO 22081 aus der Normenfamilie der Geometrischen Produktspezifikation und -prüfung (kurz: ISO GPS) waren zwei der 13 Betriebe schon einmal untergekommen. Eines der Unternehmen hat zudem bereits Schulungsversuche unternommen. 31 Prozent gaben an, den Stand der Normung im Regelwerk ISO GPS zu verfolgen. Weitere 31 Prozent haben zumindest von ISO GPS gehört. Für die übrigen Umfrageteilnehmer war ISO GPS ein Fremdwort.

Informieren Sie sich über ISO GPS

Die Hauptreferentin der Gemeinschaftsveranstaltung „Welche Bedeutung hat die technische Zeichnung für den Erfolg eines Unternehmens?“ war Prof. Sophie Gröger, Leiterin der Professur Fertigungsmesstechnik der TU Chemnitz. Ihren Vortrag leitete Sie mit der Bauteilgeometrie im Kontext des Wandels von Fertigung, Design, Messtechnik und Spezifikation ein. So nehme die Komplexität des Bauteildesigns im Zuge innovativer Produktionsmöglichkeiten zu und der Informationsgehalt von Messergebnissen erhöhe sich mit (mess-)technischem Fortschritt. Die Dokumentation auf der Zeichnung beziehungsweise im 3D-Modell habe sich ebenfalls sukzessive weiterentwickelt. Allerdings wurden bisher Mehrdeutigkeiten in der geometrischen Beschreibung (zum Beispiel Abstände mit Plus-/Minus-Toleranzen) akzeptiert.

Ziel der Spezifikation nach ISO GPS sei eine funktionsgerechte, vollständige und eindeutige geometrische Bauteilbeschreibung. Die Allgemeintoleranzen nach DIN ISO 2768-1 und -2 würden diesem Anspruch allerdings nicht gerecht werden. Eine Mehrdeutigkeit sei unter anderem dadurch gegeben, dass die Auswahl von Toleranzart und -wert (besonders im Teil 2) sehr stark von der Person abhängig sei. Um ein eindeutiges Bezugssystem aufzubauen, würden die entsprechenden Bezüge fehlen. Außerdem könnten im Teil 1 Abstände mit Plus-/Minus-Toleranzen spezifiziert werden – eine Nonkonformität mit ISO GPS. Häufig würden zudem Funktionseigenschaften nach DIN ISO 2768-1 und -2 toleriert werden. Eine Zurückweisung des Bauteils bei Überschreitung der Allgemeintoleranzen sei aber unbegründet, sofern die Funktion gegeben sei. Anschließend ging Prof. Sophie Gröger auf die Angabe der neuen allgemeinen geometrischen Spezifikationen und allgemeinen Größenmaßspezifikationen nach (DIN EN) ISO 22081 ein. Diese würden ausschließlich für integrale Geometrieelemente (zum Beispiel Punkt, Linie, Fläche, Zylinder, Kugel, etc.) einschließlich der Größenmaßelemente und nicht für abgeleitete Geometrieelemente (Mittelpunkt, Achse, Mittelebene, etc.) oder integrale Linien gelten.

Nachdem Prof. Sophie Gröger Potenziale von ISO GPS aufführte, die im Zusammenhang mit Risikominimierung und Wirtschaftlichkeitssteigerungen stehen, fasste sie ihren Vortrag zusammen. Hervorzuheben ist der Appell, die technische Zeichnung nicht nur als Kommunikationsmittel zu verstehen, sondern auch als Vertragsbestandteil.

In den abschließenden Diskussionen wurde seitens der Unternehmer festgestellt, dass die Einführung von ISO GPS in Konflikt mit konventioneller Messtechnik sowie fertigungsbegleitendem Messen steht. Zudem müsste ISO GPS noch den Einzug in die Berufsausbildung finden.

Fazit:

Bleiben Sie mit uns am Ball

Der Bundesverband Metall steht in stetigem Austausch mit dem verantwortlichen Normenausschuss sowie der TU Chemnitz, wo die deutsche Kompetenz in Sachen ISO GPS konzentriert ist. Sowohl die Geometrische Produktspezifikation als auch die -verifikation (Messtechnik) werden dort als Baustellen verstanden. Auch arbeitet die TU Chemnitz bereits im Rahmen des Projekts „GPSlife“ an einer reifegradbasierten Roadmap zur Integration der Geometrischen Produktspezifikation in KMU. Sie werden über jeden relevanten Fortschritt informiert.

Nehmen Sie an der Umfrage teil

QR-Code für die Umfragteilnahme.

Vom 9. bis 11. November 2021 können Sie sich zusätzlich auf dem ISO GPS News-Meeting zur Geometrischen Produktspezifikation und -verifikation informieren und austauschen. Details erhalten Sie unter www.iso-gps.de. Um den Informationsgehalt der Umfrageergebnisse für den dort geplanten Vortrag weiter zu erhöhen, ist Ihre Beteiligung an der Umfrage gefragt.Das Umfrageformular ist abrufbar unter. www.surveymonkey.de/r/5MD5YCP.

Sie können dazu auch den QR-Code aufrufen.(Thomas Röper, BVM)