Kolumne von Reinhard Bauer: Trends im Werkzeugbau

Diese Abhängigkeit ist leider die Schattenseite der Spezialisierung, die der Trend der vergangenen Jahrzehnte war. Dennoch, es war der richtige Weg, da durch Spezialisierung sowohl das angesammelte Know-how und damit der technische Leistungsstandard überproportional gesteigert werden konnte. Doch jede Nische ist schmal und so bleiben als Alternativen, entweder das Potenzial der Nische bis an den Horizont auszunutzen oder in verwandten Nischen tätig zu werden. Ein Beispiel: Spezialisten für Multikavitätenwerkzeuge werden sowohl Verschlüsse für Mineralwässer als auch Pharmaflaschen herstellen können usw.

In jedem Fall zeigt die Nachfrageflaute ein Problem vieler Betriebe schonungslos auf. Es ist der Nachholbedarf bei Marketing und Vertrieb. Um in einem Käufermarkt, wie er derzeit gegeben ist, zu überzeugen, genügt es nicht mehr, auf die Wirkung von Maschinenlisten und allgemeinen Imageflyern zu vertrauen. Es geht um die aussagekräftige Vermittlung von Kompetenzen, die für einen potenziellen Neukunden von Interesse sein könnten. Dazu gibt es viele kreative Wege.

Ein herausragendes Beispiel an Kreativität war die Strategie, mit der sich der japanische Werkzeugmaschinenhersteller Mazak gegen eine Absatzflaute in den 1960iger Jahren gestemmt hat. Damals entschied sich die Unternehmensleitung, für einen begrenzten Zeitraum alle Mitarbeiter aus Konstruktion und Montage zu Verkäufern zu machen. Die Ergebnisse wirken bis heute nach. Die vielen Diskussionen mit möglichen Kunden brachten Kundenorientierung und Qualitätsbewusstsein bis in den letzten Winkel des Unternehmens – und natürlich auch den einen oder anderen Auftrag. Letztendlich machte diese Aktion das Unternehmen fit für das Exportgeschäft. Vor einer ähnlichen Situation stehen heute viele Werkzeugbaubetriebe. Es geht darum, nicht ausschließlich technische Argumente wirken zu lassen, sondern zusätzlich das Dienstleistungsangebot zu erweitern und die überregionale Kommunikation zu stärken.

Darüber hinaus zeichnet sich ein weiterer Trend deutlich ab. Auch dabei geht es um Öffnung und internationale Vernetzung. Es ist die progressive Nutzung der Möglichkeiten von neuen Informationstechnologien, wie Wikipedia oder Twitter. Prof. Schuh, Leiter des Werkzeugmaschinenlabors und Fraunhofer Instituts für Produktionstechnik an der RWTH Aachen, sieht sowohl die interne als auch die internationale Vernetzung von Wissensressourcen als größtes Potenzial für den Werkzeugbau in der Zukunft.

Ein wichtiger Anschub für diesen Trend ist einerseits die steigende Komplexität der Werkzeugprojekte, andererseits die stetig engere Vernetzung der Werkzeugbaupartner mit den Kunden und Dienstleistungspartnern. Dazu zählt die Anbindung an Rohstoffdatenbanken ebenso wie an die CAD-Systeme der Produktentwicklung oder die Online-Teilekataloge von Zulieferanten. Aber der Trend geht noch weiter, bis zum tatsächlichen Wissensmanagement. Zentraler Punkt ist der Aufbau eines „Wikimould“ für jeden Werkzeugbauer, in dem alle Daten, Erfahrungen und Entwicklungen aus dem laufenden Betrieb dokumentiert werden. Damit könnten wiederholte Anfängerfehler vermieden oder zumindest reduziert werden.

Zusätzlich kann damit dem „Braindrain“ durch das Ausscheiden von Know-how-Trägern entgegen gewirkt werden. Eine Zukunftsvision, aber durchaus keine Utopie mehr, ist eine „Twitter-Plattform“ für die überregionale Zusammenarbeit bei der Problemlösung. Anders als in der guten alten Handwerkstradition, wo Fachwissen nur in einem engen Personenkreis weitergegeben wurde, setzt die Zukunft auf die gemeinsame Nutzung von Basiswissen. Wo Basiswissen aufhört und das schützenswerte Exklusivwissen anfängt, wird der Markt beantworten. Offenen Netzwerken gehört die Zukunft, und das weltweit.

Dass es Krisen so an sich haben, nicht nur Probleme zu schaffen, sondern auch neue Chancen zu eröffnen, ist bekannt. Dass sich daraus neue Trends ableiten lassen, ebenso. Dem kann sich auch der Werkzeugbau nicht entziehen. Und die Krise hat vor allem eines bewirkt: Sie hat die Schwächen vieler Werkzeugbau-Betriebe bei Marketing und Vertrieb sowie den Nachholbedarf bei der Nutzung zeitgemäßer Informationstechnologien zur Vernetzung von Wissen aufgezeigt.

Aber es gibt noch weitere Trends, die durch die Krise ausgelöst oder zumindest verstärkt wurden. Ein herausragendes Beispiel ist der Druck auf die Projektlaufzeiten. Dies ist nicht zuletzt eine Folge der Kreditklemme. Finanzierungen stehen in geringerem Ausmaß und für kürzere Zeiträume zur Verfügung. Das heißt: Die „time-to-market“ muss so kurz wie möglich gehalten werden. Für den Werkzeugbau bedeutet das noch mehr Arbeitsteilung als früher üblich. Daraus leitet sich ein starker Trend zur perfekt abgestimmten industriellen Parallelfertigung ab und zur flächendeckenden Abkehr von der traditionellen sequenziellen handwerklichen Fertigung. Der Trend zur Parallelfertigung erfordert ein ganzes Register an organisatorischen Anpassungen. Beispiele für die Arbeitsteilung sind das Outsourcen von konstruktionsbegleitenden Berechnungen (Füllstudien, Kühlungsauslegungen, Festigkeitsberechnungen) ebenso, wie die Anfertigung des Formaufbaus bis hin zu ganzen „heißen Seiten“ (Formplatten inklusive Heißkanal). Die Beschleunigung beginnt bereits in der Konstruktion durch ein „simultaneous engineering“ für den Formaufbau und die Kavitäten mit dem Einformprinzip. Es ist die Voraussetzung für das Outsourcen von Langläufern. Im Extremfall bedeutet simultaneous engineering das parallele Nebeneinander von Produktentwicklung und Werkzeugkonstruktion.

Der Trend zu immer kürzeren Projektlaufzeiten verlangt vom Werkzeugbau nicht nur organisatorische Anpassungen sondern auch ein Höchstmaß an Professionalität. Dazu zählt ein zertifiziertes Qualitätsmanagement-System ebenso wie eine Erweiterung des Dienstleistungsangebots, das im Optimalfall von der Produktentwicklung bis zur Leistungsoptimierung auf der Spritzgießmaschine und dem Greiferbau zur Teileentnahme reichen sollte – zumindest ist dies das Anforderungsprofil einer wachsenden Anzahl von Kunden. Am Ende steht hinter allen Wünschen und Anforderungen der Kunden das Effizienzoptimum. Was wie eine Binsenweisheit klingt, ist im Grunde ein weiterer, erkennbarer Trend. Im Gegensatz zu Zeiten der Hochkonjunktur werden heute so manche technischen Errungenschaften wie Höchstfachzahlen oder so manche Multikomponentenanwendung auf ihre Sinnhaftigkeit hinterfragt. Zu hoch sind in vielen Fällen die technische Komplexität und der Investitionsbedarf, um marktgerecht produzieren zu können. Marktgerecht heißt mitunter, mit kleineren Einheiten zu starten und entsprechend der Anfahrkurve weitere Werkzeuge zusätzlich in Betrieb zu nehmen, statt lange Zeit mit einem nicht ausgelasteten Hochkavitätenwerkzeug zu produzieren. Entsprechend verändern sich die Werkzeugaufträge.

Energiesparen ist auch bei Spritzgießwerkzeugen ein Thema geworden. Dazu zählen alle Einzelmaßnahmen zur Leistungssteigerung von Kühlsystemen, beginnend mit der Auswahl von Stahlqualitäten mit höherer Wärmeleitfähigkeit, oder dem Einsatz von Buntmetalllegierungen bis zu den durch Lasercusing gefertigten Kavitäteneinsätzen mit optimal konturfolgend vorgesehenen Kühlkanälen. Um die Funktion der Kühlung möglichst lange auf dem Auslieferungsstatus halten zu können, kommen neue Beschichtungsverfahren für Kühlbohrungen zum Einsatz, mit denen Ablagerungen und Korrosion über lange Zeit zurück gehalten werden können. Ein zusätzlich wichtiges Forschungsfeld sind Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmeübergangs vom Metall auf das Kühlmedium. Ziel ist es, die zum Wärmetransport notwendige Kühlmittelmenge zu minimieren und damit die Energie zur Umwälzung zu reduzieren

Mit dem Werkzeugbau und seinen Mitarbeitern wird gemeinhin das höchste Niveau an Fertigkeit bei der Metallbearbeitung verbunden. Bezeichnenderweise war aber in den ersten beiden Teilen der Kolumne eher wenig von technischen Aspekten die Rede. Zu sehr haben die Veränderungen der wirtschaftlichen Situation während der letzten Monate ihre Schatten auch über diese hochspezialisierte Branche geworfen. Plötzlich rückten organisatorische  Aspekte und die Notwendigkeit des Eigenmarketings in der Agenda ganz nach oben.

Dennoch: Es hat sich auch die Technik im Werkzeugbau weiter entwickelt. Schon bestehende Trends wurden noch weiter verstärkt. Vergleichsweise neue Trends oder technische Quantensprünge sind allerdings derzeit nicht erkennbar.

In der Bearbeitung steigt der Anteil des Hochgeschwindigkeits-Fräsens kontinuierlich weiter an, und das in allen Größenbereichen. Damit steigt der Anteil an Kavitäten, die entweder aus vergütetem oder gehärtetem Stahl auf Fertigmaß bearbeitet werden können. Fertigmaß bedeutet in vielen Fällen auch, dass die durch HSC-Fräsen erzielbaren Oberflächen keine weitere Nachbearbeitung wie Polieren mehr erfordern. Davon profitiert nicht zuletzt die Durchlaufzeit bzw. die gesamte Projektlaufzeit. Langsam aber sicher – Trend kann man es allerdings noch nicht nennen – werden auch immer mehr Fräsmaschinen mit hochdynamischen Linearmotorantrieben ausgestattet. Deren Möglichkeiten erlauben die Bearbeitung bisher unüblicher Bearbeitungsvorgänge auf der Fräsmaschine, wie z.B. Kavitäteneinsätze für Fittingwerkzeuge, die bisher ausgedreht werden mussten.

Generell lässt sich ein Trend zurück zum Fräsen und zur Direktbearbeitung feststellen. Gleichzeitig wird durch diesen Trend vor allem die Senkerodiertechnik aus vielen Anwendungen wieder verdrängt, nicht zuletzt wegen des höheren Aufwands durch die notwendige Elektrodenfertigung.

Wenn man von Trends spricht, darf man das in den letzten Jahren stark gewachsene Anwendungsfeld der funktionellen Beschichtungen nicht vergessen. Die seit mehr als 20 Jahren eingesetzten PVD-Hartstoffbedampfungen (Physical Vapour Deposition) wurden weiterentwickelt und konnten weitere Anwendungsfelder erschließen. Traditionell als Anti-stick-Maßnahme auf Kavitätenoberflächen zur leichteren Teileentformung eingesetzt, stehen nun auch Anwendungen zum Verschleißschutz z.B. zum Abrasionsschutz von genarbten Kavitätenoberflächen oder bei der Verarbeitung von hochgefüllten Kunststoffen zur Verfügung. Auch für Anwendungen, die schmierungsfrei betrieben werden müssen, wie sie in der Medizintechnik oder in der Elektronikproduktion üblich sind, bieten Beschichtungen Lösungen an.

Am Ende dieser dreiteiligen Betrachtung des aktuellen Status im Werkzeugbau soll noch ein Ausblick gewagt werden. Der Blick muss dabei über die regionalen Grenzen hinweg reichen: Aus der traditionell regional geprägten Werkzeugbautradition ist ein globales Business mit internationalem Wettbewerb geworden. Die Resultate dieses Wettbewerbs finden sich in den Angebotslisten der Einkaufsabteilungen. Wer dennoch in diesem internationalen Wettbewerb nachhaltig punkten und so sein Geschäft sichern und ausbauen möchte, muss sich mit der Erweiterung seines Leistungsangebots über den Tellerrand des Werkzeugbaus hinaus beschäftigen. Dazu zählt die Assistenz bei der Optimierung des Produktdesigns ebenso wie Aspekte der Automatisierungstechnik und des Anlagenbaus. Denn das Werkzeug ist und bleibt das technologische Zentrum einer Produktionszelle. Je näher die Schnittstellen zu den Vorgänger- bzw. Nachfolgeprozessen zum Spritzgießwerkzeug rücken, umso kompakter und betriebssicherer kann eine Produktionszelle konzipiert werden. Die Fähigkeit ein Gesamtpaket anbieten zu können, wird zum wesentlichen Wettbewerbsvorteil im internationalen Vergleich werden. Es wäre zu wünschen, dass die europäischen Werkzeugbauer dies zu einem Trend machen.

Reinhard Bauer
Technokomm, Gmünd, N.Ö.
Technischer Fachredakteur