Innovative Hersteller von Präzisionswerkzeugen überzeugen mit günstigen Gesamtkosten Werkzeuge aus deutscher Produktion sind unbestritten zunächst einmal recht teuer. Doch die Hersteller machen eine andere Rechnung auf. Sie verweisen auf höhere Schnittleistungen, längere Standzeiten und bessere Oberflächenqualitäten. Unterm Strich soll sich das für den Kunden durch günstigere Produktionskosten bezahlt machen. Eigens erstellte Berechnungsprogramme erleichtern den Vergleich, wie auf der AMB, der internationalen Ausstellung für Metallbearbeitung, vom 9. bis 13. September 2008 auf dem neuen Gelände der Messe Stuttgart beim Flughafen zu sehen sein wird.
Präzisionswerkzeuge werden in allen Bereichen der Metallbearbeitung wie der Automobil-, Flugzeug- oder Elektroindustrie eingesetzt. Die Präzisionswerkzeugindustrie erzielte im vergangenen Jahr in Deutschland mit ihren über 70 000 Beschäftigten einen Jahresumsatz von über 9,3 Mrd. Euro (+ 7 Prozent), zu dem fast die Hälfte der Export beitrug. Sie ist einer der größten Fachzweige des Maschinenbaus – und einer der innovativsten. Die Branche blickt zuversichtlich in die Zukunft. Dieses Jahr solle die 10-Mrd.-Euro-Marke genommen werden.
Beim VDMA, dem ideellen Träger der AMB, weiß man: „Bei den Kunden setzt sich zunehmend die Erkenntnis durch, dass die extrem günstigen Lebenszykluskosten deutscher High-Tech-Werkzeuge vorteilhafter sind, als ein billiger Werkzeugeinkauf, der meistens mit kurzen Standzeiten und hohen Folgenkosten verbunden ist“, wie Alfred Graf Zedtwitz, Leiter des Fachverbands Präzisionswerkzeuge im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA) sagt. Daher stehe bei vielen deutschen Herstellern von Präzisionswerkzeugen die Lebenszyklusorientierung im Fokus. In Zeiten sprunghaft steigender Energiepreise sei außerdem die Energieeffizienz ein zunehmend wichtiger Aspekt.
„Aus Sicht der Werkzeughersteller ist es wichtig, dass die Werkzeuge als Teil des ge-samten Fertigungsprozesses gesehen werden. Entscheidend dabei ist, nicht in erster Linie den Preis für die Beschaffung der Werkzeuge zu sehen, sondern die Gesamtkosten des Prozesses sorgfältig zu analysieren“, so Dr. Dieter Kress, Geschäftsführender Gesellschafter der Mapal Dr. Kress KG, Aalen, und Vorsitzender des Fachverbands Präzisionswerkzeuge. Den Anspruch der TCO- Betrachtung (Total Costs of Owners-hip) stelle sein Unternehmen ganz bewusst: „Präzisionswerkzeuge aus Aalen sind nach dem Prinzip konzipiert, Verschwendung in der Fertigung zu vermeiden und nicht, den günstigsten Verkaufspreis bieten zu können“. Erfreulicherweise würden dass auch immer mehr Kunden so sehen und statt eines günstigen Einkaufspreises niedrige Gesamtfertigungskosten fordern.
Werkzeuge können in Fertigungsprozessen bis zu 9 Prozent der Gesamtkosten verursachen. Allerdings sei ihr Einfluss auf die restlichen 91Prozent des Prozesses beträchtlich. Im Wesentlichen ließen sich die Gesamtbetriebskosten durch geeignete Werkzeuge in vier Bereichen senken: Neben den reinen Werkzeugkosten, also den Kosten für Anschaffung, Betrieb und Nebenzeiten, seien das die Investitionen in Maschinen, die im Falle des optimalen Werkzeuges nicht oder geringer anfallen. Dr. Kress: „Die Sicherheit eines gesamten Fertigungsprozesses und damit verbundene Kosten sind ein Aspekt, der durch Werkzeuge stark beeinflusst wird.“ Schließlich böten viele Hersteller von Präzisionswerkzeugen Dienstleistungen an, mit deren Hilfe Kosten für Logistik und Lagerhaltung reduziert oder Know-how und damit Effizienz des Bedienerpersonals erhöht werden könnten.
Ganz konkret will die LMT-Gruppe Ihren Kunden den wirtschaftlichen Nutzen mit Hilfe einer Modellrechnung nachweisen. Der bekannte TCO-Ansatz griffe für die Betrachtung von Werkzeugleistungen zu kurz. „Selbst wenn man den Preis bestimmter Werkzeuge deutlich reduzieren würde, was aus TCO-Sicht durchaus attraktiv wäre, kämen sie den Anwender teurer als Werkzeuge mit entsprechend höherer Leistung“, stellt Professor Dr. Diethard Thomas, Werkzeugentwickler der LMT-Tochter Fette GmbH, Schwarzenbeck, und Leiter der LMT-Akademie, fest. TPI heißt die neu entwickelte Kennziffer. Das Kürzel steht für Tool Performance Indicator. Zur Berechnung wird der TBO (Total Benefit of Ownership) durch den TCO dividiert. Ist das Ergebnis größer als 1, sei das Werkzeug besser, ist es kleiner als 1, schlechter als das bisherige Werkzeug. „Dabei werden auch Faktoren wie technischer und betriebwirtschaftlicher Nutzen, Marktveränderungen, Komplexität der Anwendung sowie der Lebenszyklus des Werkzeugs berücksichtigt“, so Thomas. Ein Beispiel: Vergleiche man ein HSS-Werkzeug mit einem etwa zweieinhalbmal so teuren Vollhartmetall-werkzeug, liege der TPI dennoch bei 4,1 für das VHM- Werkzeug. Somit sei es dem HSS-Fräser weit überlegen. Der TPI lasse sich aber auch einsetzen, um berechnen zu können, wie viel teurer ein technisch besseres Werkzeug sein dürfe, um ein wirtschaftliches Plus zu erzielen.
Eine steigende Nachfrage nach kundenspezifischen Lösungen spürt man auch bei der Kennametal Deutschlang GmbH, Friedrichsdorf. Dr. Joachim Fabry, Leiter Zerspan-technologie: „Kunden binden bei Investitionen in neue Produktionstechnik den Werkzeughersteller bereits sehr frühzeitig in die Planung ein, immer öfter bereits vor der Maschinenauswahl.“ Und vor allem seien sie zunehmend bereit, dafür auch zu bezahlen, „wenn sie den Mehrwert realisieren; mit Kennametal complete bieten wir etwas Besonderes an, diesen Mehrwert möchten wir auch bezahlt oder in einem Programm zum beiderseitigen Nutzen verrechnet bekommen".
Mit unterschiedlichsten Ansätzen verfolgen die Werkzeughersteller das gemeinsame Ziel, die Gesamtkosten der Kunden zu senken. „CoroMill 490“ nennt sich beispielsweise eine neue Familie vielseitiger Werkzeuge zum Eckfräsen von Sandvik Coromant, Düsseldorf. Sie ermöglichten laut Hersteller Kosteneinsparungen bei der Plan- und Eckfräsbearbeitung kleiner bis mittlerer Chargen - insbesondere bei Anwendungen, die geringe Schnitttiefen erforderten. Die Produktionskosten sollen um bis zu 25 Prozent sinken. Lagerbestände und Werkzeugkosten reduzierten sich, die Flexibilität, Präzision und Toleranzen hingegen verbesserten sich. Das Fräskonzept mit vier Schneidkanten ermögliche erstmals echte 90°-Schultern. Die ausgezeichnete Plattengeometrie und neue Sorten sorgten für schärfere Schneidkanten und erleichterten den Zerspanungsvorgang. Die geringere Leistungsaufnahme ergebe glattere Profile und mache so nachfolgende Schlichtbearbeitungen überflüssig oder zumindest einfacher.
„Ganzheitlich“ näherte man sich bei der Iscar Germany GmbH, Ettlingen, dem Thema Wirtschaftlichkeit. Kurt Brenner, Technischer Leiter bei Iscar: „Wir haben die Themen Schneidstoffe, Geometrien und Beschichtungen einzeln und gesamthaft weiterentwickelt, um mit Schneidstoffen und Werkzeugen die Produktivität und die Prozesssicherheit insgesamt weiter zu bringen.“ Konkretes Ergebnis: Eine neue Spezialbehandlung von Wendeschneidplatten nach dem Beschichten. So weisen PVD-Beschichtungen oft „Droplets“, also Tröpfchen, auf. Brenner: „Mit unserer neuen Spezialbehandlung lassen sie sich weitgehend eliminieren, was zu besseren Oberflächen der Wendeschneidplatten, geringer Aufbauschneiden-Bildung, einem besseren Spanfluss und schließlich zu spürbar weniger Verschleiß führt.“ Günstig wirke sich die Behandlung auch auf CVD-Beschichtungen aus, die aufgrund der hohen Beschichtungstemperaturen zu Mikrorissen neigten. Die Behandlung entspanne das Material und vermeide Mikrorisse. Dadurch steige die Verschleißfestigkeit, höhere Schnittgewindigkeiten und Standzeiten und eine bessere Prozesssicherheit seien das Ergebnis.
Mit Kombi- oder Mehrfachwerkzeugen will die Paul Horn GmbH, Tübingen, die Kalkulation der Kunden verbessern. Die Bewältigung komplexer Bearbeitungen in einem Zyklus ohne Werkzeugwechsel spare nicht nur Zeit und Kosten, sondern verbessere auch die Qualität, reduziere den Prüfaufwand und vereinfache das Handling. Voraussetzung für solche Werkzeuge sei jedoch eine enge Zusammenarbeit des Werkzeugherstellers mit dem Kunden oder dem Maschinenhersteller, da sie oft auf Maschinen eingesetzt werden, deren Kinematik und Leistung für ein anderes Verfahren ausgelegt ist – beispielsweise Drehen oder Stechen auf einer Schleifmaschine, Fräsen auf einer Drehmaschine oder Drehen, Fräsen und Schleifen auf einem Bearbeitungszentrum. Grundvoraussetzung für den erfolgreichen Werkzeugeinsatz, sei ein kompakter und steifer Grundkörper mit einer sehr genauen Schnittstelle zwischen den einzelnen Werkzeugen. Ein weitgehend modulares Konzept, angepasst an das Maschinenumfeld und die Bedingungen der Serienfertigung, ermögliche eine schnelle Realisation unter Verwendung von Standard-Wendeschneidplatten.
Ein ähnliches Konzept, allerdings für Reibwerkzeuge, verfolgt man bei der Komet Group GmbH in Besigheim. Geschäftsführer Dr.-Ing. Christof W. Bönsch: „Reamax TS ist ein völlig neues System für modular aufgebaute Reibwerkzeuge, deren Trennstelle zwischen Werkzeughalter und Reibkopf hinsichtlich Rundlaufgenauigkeit, Drehmomentübertragung und Rüstzeitminimierung neue Maßstäbe setzt.“ Damit wolle man Kundenanforderungen nach wirtschaftlichen Lösungen für anspruchsvolle Aufgaben im Grenzbereich erfüllen. Das Tooling System reduziere deutlich die Werkzeugkosten und erhöhe gleichzeitig die Flexibilität bei wechselnden Anforderungen hinsichtlich der zu bearbeiten Materialien und Durchmesser. Das Baukastenprinzip reduziere zudem Handlings- und Logistikaufwand.
Die Qualität von Vollhartmetallfräswerkzeugen zu bewahren, aber die Werkzeugkosten signifikant zu reduzieren, hat sich die Wolf Werkzeugtechnologie GmbH, Bruchmühlbach, auf die Fahnen geschrieben. Mit dem Schymo-Fräsersystem „sparen unsere Kunden vom Formenbau bis zum Großserienbau sofort Geld, teilweise bis zum Faktor 10, gegenüber bisherigen Vollhartmetallfräsern“, so Mathias Schmidt, Technischer Leiter der Wolf Gruppe. Bisher scheiterte der Einsatz wechselbarer Fräs-köpfe häufig an der ungenügende Rundlaufgenauigkeit. Dieses Problem sei durch das patentierte System mit einem kegelförmigen Gewinde gelöst. Aber auch hierbei gelte: Die jeweilige Auswahl müsse individuell auf den Bearbeitungsfall ausgerichtet werden, um optimale Schnittwerte und eine hohe Stabilität zu erzielen.
Neue Werkzeugtechnologien werden auch Thema des Fertigungstechnischen Kolloquiums (FtK) sein, das im Rahmen der AMB am 10. und 11. September 2008 im Internationalen Congresscenter Stuttgart (ICS) unter Leitung von Professor Dr.-Ing. Uwe Heisel stattfindet. Veranstaltet von der Universität Stuttgart und ihren Partnerinstituten der Fraunhofer Gesellschaft, soll das Potenzial neuer Werkstoffe, Bauweisen und Verfahren in der Fertigung von Schicht- und Verbundwerkstoffen dargestellt werden, die sich eigentlich nur noch ganzheitlich betrachten ließen. Neue Werkstoff-konzepte in Verbindung mit neuen Fertigungstechnologien werden zu „Enabling Technologies“ für neue Systeme in allen Bereichen der modernen Technik. Weitere Informationen gibt’s im Internet unter www.ftk2008.de.
