Raus aus dem Krisenmodus – Perspektive eines Werkzeugschleifbetriebs

Hannes Kock - Kock GmbH Zerspanungstechnik

Das Jahr 2024 verbinden viele mit dem Wort Krise: gestiegene Kosten, sinkende Umsätze, politische Unsicherheit und der anhaltende Fachkräftemangel haben zahlreiche Unternehmen unter Druck gesetzt.

Doch wer genauer hinschaut, erkennt: In vielen dieser Herausforderungen stecken auch Chancen, neue Perspektiven, Denkansätze und Impulse für die Zukunft.

Auch für die Kock GmbH Zerspanungstechnik war 2024 kein einfaches Jahr – und dennoch konnte der mittelständische Werkzeugschleifbetrieb auch viele positive Erfahrungen machen.

Der Vortrag berichtet über neue Wege und Erkenntnisse, die das Unternehmen durch diese anspruchsvolle Zeit getragen haben – als Anregung, um mit einem konstruktiven und zuversichtlichen Blick auf die kommenden Herausforderungen im Jahr 2025 zu blicken.

Chancen und Herausforderungen bei der Sicherung der Rohstoffversorgung für die deutsche Zerspanwerkzeugbranche 

Dr. Sven-Uwe Schulz - Deutsche Rohstoffagentur (DERA) in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)

Der Vortrag adressiert die Mechanismen auf den globalen Märkten für nicht-energetische mineralische Rohstoffe und legt dabei einen Fokus auf wichtige Metalle und Werkstoffe für die Zerspanungswerkzeugbranche.

Nach einer allgemeinen Einführung in die Situation hinsichtlich Angebot und Nachfrage auf den Rohstoffmärkten werden die Treiber der Rohstoffnachfrage sowie Chancen und Herausforderungen entlang der Wertschöpfungs- und Lieferketten beschrieben und anschließend mit aktuellen Daten und Ergebnissen unterlegt. Der Schwerpunkt liegt auf der Versorgungssituation Deutschlands und den für den Hartmetallsektor wichtigen Metallen Kobalt und Wolfram sowie deren Verbindungen. Daneben kommen Nickel, Chrom und vor allem Eisen und Stahl zur Sprache.

Über die Rohstoffe hinaus, die für die Zerspanungswerkzeugbranche selbst von Bedeutung sind, werden ein Ausblick auf die Rohstoffbedarfe der großen Industriesektoren Luftfahrt-, Automobil- und Medizintechnik und Maschinenbau sowie deren Herausforderungen gegeben sowie Trends für die nahe Zukunft abgeleitet. 

 

Vernetzte Mitarbeiter:innen - mit moderner Technologie dem Wandel begegnen

Steffen Kluth - ANCA Europe GmbH

In unserer heutigen Welt ist bereits viel vernetzt. Privat tauschen wir nahezu in Echtzeit Nachrichten aus oder informieren uns über verschiedenste Kanäle. Warum nicht auch in der Fertigung? Mit einem modernen Production Control System werden alle notwendigen Prozessschritte und Operationen miteinander vernetzt und überwacht. Ein übergeordnetes intelligentes Job Management leitet alle Schritte zur optimalen Durchführung eines Auftrages in der Fertigung ein und überwacht diese. Mittels digitaler Endgeräte informiert und führt das System Mitarbeitende durch den Prozess. Vernetzte Mitarbeitende sind somit umfassend über den aktuellen Status der Fertigung informiert bzw. können diesen bei Bedarf auf Endgeräten beauskunften. Das Konzept des vernetzten Mitarbeitenden ermöglicht es, effizienter und fehlerfreier zu arbeiten, indem es Menschen in ein vernetztes System integriert und Anweisungen und Unterstützung in Echtzeit bietet.

Flexible Automatisierung in Werkzeugschleifbetrieben unter Nutzung von kamerabasierter KI-Technologie

Tomislav Anic - GDS Präzisionszerspanungs GmbH

Die Personalkosten wie auch der Personalmangel bringen vor allen die kleineren mittelständischen Werkzeugschleifbetriebe zu großen Herausforderungen. Mit der flexiblen Automatisierung können unterschiedliche Abläufe und Fertigungsprozesse optimiert und automatisiert werden. Dabei werden manuelle immer wieder kehrende Fertigungsschritte vom Roboter übernommen und somit Personalkapazitäten freigesetzt. Überwiegend manuelle Abläufe wie z. B. Schneidkantenverrundung, Palettierung von VHM-Rohlingen, optische und maßliche Kontrolle von VHM-Rohlingen etc. werden problemlos automatisiert. Einfache Handhabung und schnelle Amortisation motivieren die meisten Kunden zu einer Investition auch in schwierigen Wirtschaftssituationen.

Der Beitrag des Maschinenbaus zur nachhaltigen Wettbewerbsfähigkeit

Michael Reichert – Loroch GmbH / Andreas Nitka – VOLLMER WERKE Maschinenfabrik GmbH

Die fortschreitende Entwicklung in der Schleiftechnologie mit steigenden Anforderungen an Präzision und Komplexität sowie der zunehmende internationale Wettbewerb erfordern von Maschinenherstellern kontinuierliche Innovationen.

Der Maschinenbau treibt die Entwicklung und Anwendung neuer Technologien voran, wie z. B. Automatisierung, Robotik und optimierte Fertigungsverfahren. Diese Technologien ermöglichen es Unternehmen, effizienter, flexibler und innovativer zu produzieren. 

Die Transformation im Maschinenbau ist ein kontinuierlicher Prozess, der unser Unternehmen vor neue Herausforderungen stellt, aber auch große Chancen bietet. Unternehmen, die sich frühzeitig auf die Veränderungen einstellen, können ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken und langfristig erfolgreich sein.

In unserem Beitrag beleuchten wir die gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen der Schleiftechnologie. Wir betonen die wachsende Bedeutung von direkter, transparenter Kommunikation zwischen Maschinenhersteller und Kunden sowie die Notwendigkeit innovativer Lösungen. Unsere Vision führt von der konventionellen Schleifmaschine zu hochpräzisen Hybridlösungen, wobei wir die Bedeutung partnerschaftlicher Zusammenarbeit für den Erfolg hervorheben.

Verzahnungswerkzeuge wiederaufbereiten – scharf machen, reicht nicht

Dr. Rainer Albert - LMT Fette Werkzeugtechnik GmbH & Co. KG

In diesem Vortrag wird den Hörern zuerst die Marktgröße für Verzahnungsneuwerkzeuge und daraus abgeleitet das Potenzial für die Wiederaufbereitung der Werkzeuge dargestellt.
Anhand von echten Einsatzvideos werden der Verzahnungsprozess Wälzfräsen präsentiert, die verschiedenen Werkzeugvarianten sowie die sogenannte Profilkonstanz erklärt, die entscheidend für die Anzahl der Wiederaufbereitungszyklen ist. Weiterführend werden die typischen Verschleißarten (Freiflächenverschleiß & Kolkverschleiß) und deren Auswirkungen auf den Nachschleifprozess von PM-HSS und Hartmetall Wälzfräsern illustriert sowie deren Herausforderung erläutert.

Anhand eines Beispielfalles wird der ökologische Fußabdruck [CO₂ kg-eg.] für den Wiederaufbereitungszyklus ermittelt und dem Neuwerkzeug gegenübergestellt. Damit wird den Hörern verdeutlicht, wie nicht nur Neuwerkzeugkosten durch Wiederaufbereitung eingespart werden, sondern auch der ökologische Fußabdruck verringert wird.

Abschließend werden die Vorteile einer lokalen Wiederaufbereitungsstrategie im Sinne des vertrieblichen „local-4-local“ Ansatzes beschrieben.

             

Aktuelle Entwicklungen im Bereich Elektropolieren von Hartmetallwerkzeugen

Florian Reinle - OTEC Präzisionsfinish GmbH

Elektropolieren mit Festkörpern hat sich in verschiedenen Industriezweigen als effizientes Verfahren zur Bearbeitung von Metallen etabliert, insbesondere in der Dental- und Medizintechnik. Zu den Hauptvorteilen zählen hervorragende Glättungs- und Poliereffekte sowie eine hohe Formtreue. Durch die gleichmäßige Bearbeitung werden unerwünschte Verrundungen, beispielsweise an Schneidkanten von Bohrern, vermieden. Zudem ermöglicht das Verfahren nicht nur das Glätten, sondern auch das Hochglanzpolieren von PVD-Beschichtungen, was die Funktionalität und Ästhetik von Werkstücken verbessert. In diesem Beitrag werden die Auswirkungen des Elektropolierens auf die Werkzeugperformance sowie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erörtert. Es wird aufgezeigt, wie dieses innovative Verfahren zur Optimierung von Werkzeugeigenschaften beiträgt und gleichzeitig den steigenden Anforderungen an Präzision und Effizienz in industriellen Anwendungen gerecht wird. 

 

Innovative Fräswerkzeuge aus binderlosem Hartmetall: Mehr Präzision, weniger Verschleiß

Niklas Maschke - Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) - Technische Universität Berlin

Der Werkzeug- und Formenbau steht vor stetig steigenden Anforderungen hinsichtlich maximaler Formgenauigkeit, verlängerter Werkzeugstandzeiten und gesteigerter Prozesseffizienz. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen rückt der Einsatz innovativer Schneidstoffe wie binderloses Hartmetall (bHM) zunehmend in den Fokus wissenschaftlicher und industrieller Betrachtungen. Das bHM besitzt einen Kobaltgehalt von weniger als CCo < 1 % und weist eine erheblich gesteigerte Stabilität im Herstellungs- und Zerspanungsprozess auf. Die Kombination aus hoher Härte und der Vermeidung der durch die hohen Prozesstemperaturen ausgelösten allotropen Umwandlung der Kobaltphase ermöglicht die Fertigung scharfer und homogener Schneidkanten. Diese Eigenschaften verbessern signifikant die Oberflächenqualitäten der zu fertigenden Bauteile und minimieren den Werkzeugverschleiß. Der Vortrag adressiert die Herstellung von bHM-Werkzeugen, analysiert den Einfluss der Schneidkantenrundung auf den Werkzeugverschleiß und die Oberflächenqualitäten und zeigt, warum eine gezielte Optimierung der Schneidkantenmikrogeometrien essenziell für die Leistungsfähigkeit moderner Fräswerkzeuge ist. Ergänzend dazu werden Ergebnisse aus Zerspanungsversuchen beim 5-Achs-Schlichten einer konventionellen Aluminiumlegierung des Typs AlMgSi1 und einem hochlegierten Werkzeugstahl des Typs 1.2342 präsentiert, welche demonstrieren, wie innovative Schneidstoffe zur technologischen und wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit beitragen. 

Automated Tool Production (ATP)

Simon Kümmerle - Walter Maschinenbau GmbH

Um den Weg zur vollautomatisierten Werkzeugfertigung zu ebnen, bietet WALTER jetzt eine Lösung für die automatisierte Werkzeugproduktion, genannt Automated Tool Production (ATP), für Werkzeugschleif- und Messmaschinen und zur Integration von vor- und nachgelagerten Bestandsmaschinen des Kunden an. So wird die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine perfekt vereint, der Übergang zur Automatisierung erleichtert und die Effizienz und Produktivität gesteigert

                      

Durch intelligente Software zur Herstellung besserer Werkzeuge

Dr. Claus Itterheim - ISBE GmbH

Die Herstellung von Präzisionswerkzeugen mittels unterschiedlicher Bearbeitungsverfahren ist ein komplexer Prozess, der neben grundlegenden technischen Kenntnissen den Einsatz modernster Technologien erfordert. Doch selbst bei optimalen Rahmenbedingungen müssen oft abschließende Korrekturen vorgenommen werden, damit das Bearbeitungsergebnis den gewünschten Genauigkeitsanforderungen, häufig in der Größenordnung weniger Mikrometer, entspricht.
Durch den Einsatz intelligenter Softwaresysteme ist es möglich, diese Korrekturzyklen weitgehend zu automatisieren sowie deren Anzahl zu reduzieren. Neue Technologien fließen hierbei in die zugrundeliegenden Algorithmen ein.
Der Vortrag gibt einen Einblick in aktuelle Ansätze und Entwicklungen zur Qualitätsverbesserung bei der Werkzeugherstellung und zeigt auf, wie innovative Softwaretechnologien diese Zielsetzung unterstützen.

Erfolgsfaktoren beim Schleifen von Werkzeugen aus Hartmetall

Christian Wrobel - Tyrolit - Schleifmittelwerke Swarovski AG & Co K.G.

Der Vortrag beleuchtet zentrale Erfolgsfaktoren beim Schleifen von Hartmetall-Werkzeugen und setzt sich mit aktuellen Trends in der Werkzeugindustrie auseinander.

Zunächst werden die Auswirkungen gesellschaftlicher Entwicklungen auf Produktion, Anforderungen und den Einsatz von Präzisionswerkzeugen betrachtet. Anschließend folgen eine Analyse der Werkstoffauswahl sowie eine Darstellung des Zerspanungsmechanismus.

Ein besonderer Fokus liegt auf den Herausforderungen beim Schleifen, der optimalen Konditionierung von Schleifwerkzeugen sowie innovativen Entwicklungen hinsichtlich Schleifkorn und Trägerkörpermaterial.

Abgerundet wird der Vortrag durch praxisnahe Anwendungsbeispiele.

CTE – Cutting Tool Exchange - Die universelle Schnittstelle im Werkzeugherstellungsprozess

Bernd Schwennig, Steffen Kluth - VDMA e.V.

Über viele Jahre wurde an einer GDX Schnittstelle gearbeitet und darüber gesprochen – ohne dass diese in der Breite Anwendung gefunden hat. Mit der neuen CTE Definition, die mittlerweile als VDMA Einheitsblatt veröffentlicht wurde und nun für alle im Werkzeugherstellungsprozess Beteiligten verfügbar ist, ist nun eine Basis geschaffen, dass der Datenaustausch vereinfacht, vereinheitlicht und umgesetzt werden kann.

NUMROTO X - Produktivität und Innovation für die Zukunft des Werkzeugschleifens

Daniel Kern - NUM AG

Mit den steigenden Anforderungen an Produktionsprozesse wächst auch die Komplexität der Werkzeugdesigns. Um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten, müssen Industriesoftwarelösungen wie NUMROTO kontinuierlich um neue Funktionen und Möglichkeiten erweitert werden, um den höheren Anforderungen gerecht zu werden.
NUMROTO X ist darauf ausgelegt, künftige Entwicklungen im Werkzeugdesign uneingeschränkt zu ermöglichen. Unter dem Leitgedanken „Einfache Werkzeuge sollen einfach programmierbar sein, komplexe Werkzeuge sollen keine Grenzen haben“ wurde ein durchdachtes Konzept realisiert, das durch hohe Flexibilität und Erweiterbarkeit überzeugt. Mit NUMROTO X setzt NUMROTO neue Maßstäbe – flexibel, intuitiv und zukunftssicher. Die ideale Lösung für alle, die Präzision und Effizienz in der Werkzeugherstellung suchen.

Optische Erkennung und Vermessung von Werkzeugen

Maximilian Ziegelbauer -Zibatec GmbH

In dem Vortrag wird sich das Automatisierungs-Start-Up zunächst kurz vorstellen, bevor die Gründungsidee, die Maschine 'Toolfinder‘, erläutert wird. Eine genauere Erklärung wird zu den einzelnen Messwerten und den KI-Daten gegeben. Die wirtschaftlichen Vorteile des 'Toolfinders' sowie die zukunftsorientierte Herangehensweise der Maschine werden dargestellt und es wird ein Ausblick gegeben, wo und wie KI in einer Werkzeugschleiferei mit Hilfe des 'Toolfinders' helfen kann.

PVD Werkzeugbeschichtung - Grundlagen und Auswahl der optimalen Beschichtung für Zerspanungswerkzeuge

Markus Knecht - PLASMA plus GmbH & Co.KG

Die Auswahl der richtigen Beschichtung ist essentiell wichtig, um die Leistungsfähigkeit von Werkzeugen zu gewährleisten. Die Vielzahl der Beschichtungen, die derzeit am Markt verfügbar sind, lassen nur schwer einen sinnvollen Überblick zu, welche Schicht für den jeweiligen Anwendungsfall passend ist.

Dabei sollten immer folgende Faktoren berücksichtigt werden:

Welcher Werkstoff wird bearbeitet? Welche Bedingungen und Schnittdaten sind geplant? Welches Substrat (Werkzeugmaterial) wird beschichtet? Welche Verschleißmechanismen treten auf?

Hierbei ist immer wichtig zu beachten, falls es zu einem abrasiven Verschleiß kommt, dann sollte die Beschichtung eine hohe Härte aufweisen. Wenn der adhäsive Verschleiß  überwiegt, dann wird eine andere Anforderung an die Beschichtung gestellt. Dabei sind die Schichteigenschaften wie Oxidationsbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit, Härte und Struktur der Schicht ein wichtiger Anhaltspunkt, um die passende Lösung zu finden. Verschiedene Bestandteile wie Titan, Aluminium, Silizium, Chrom, Stickstoff, Kohlenstoff usw. geben Aufschluss über die Schichtspezifikationen. Daher ist eine Analyse aller dieser Faktoren notwendig, um die passenden Beschichtungen individuell zu bestimmen.

KI Einsatz in der ZOLLER Messtechnik

Christoph Zoller - E. Zoller GmbH & Co. KG

ZOLLER, Hersteller für Messtechnik für die Werkzeugvermessung,  hatte schon immer einen Entwicklungsschwerpunkt, die ZOLLER Steuerungssoftware >PILOT< benutzerfreundlich auszuführen, damit Anwender weltweit durch intuitive Bediendialoge die ZOLLER Messgeräte sofort oder mit geringem Schulungsaufwand bedienen können.

Mit der Verfügbarkeit von KI Algorithmen setzt ZOLLER nun neue Methoden ein, um die Anwendung der ZOLLER Messtechnik noch intelligenter auszuführen.

In einem weiteren Entwicklungsschwerpunkt geht es unter Einsatz von KI Algorithmen darum, Verschleißmarken an Werkzeugen für Mitarbeiter in der Fertigung schnell zu beurteilen, um Werkzeuge effizienter einzusetzen.

Werkzeugabdrängung beim Mikrofräsen effizient reduzieren

Dr. Steffen Globisch - Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik, Universität Bayreuth

Der Trend zur Miniaturisierung von Produkten ist mittlerweile in vielen Bereichen der Industrie erkennbar. Neben dem reduzierten Rohstoffverbrauch bei der Herstellung trägt insbesondere die gesteigerte Leistungsfähigkeit der Produkte dazu bei.
Zur Fertigung miniaturisierter Produkte wird häufig das Mikrofräsen eingesetzt. Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Materialabtragsrate, eine hohe Geometriefreiheit sowie geringe Oberflächenrauheit aus. Ein Nachteil des Mikrofräsens ist jedoch die geringe Prozesssicherheit. Diese ist auf die geringe Biegesteifigkeit der Mikrofräser zurückzuführen, wodurch Gestaltabweichungen am Werkstück auftreten und verstärkter Werkzeugverschleiß bis hin zum Werkzeugbruch entstehen können.
Zur effizienten Reduzierung der Werkzeugabdrängung werden der Werkzeugauslauf und der Werkzeugkern des Mikrofräsers optimiert. Dadurch lassen sich die Kerbspannung und die Durchbiegung verringern sowie der Spandurchlass im Schneidenbereich verbessern. Im Ergebnis kann die Bauteilqualität signifikant gesteigert und die Werkzeugstandzeit erhöht werden.

Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit durch Schälschleifen auf Werkzeugschleifmaschinen

Markus Steinhilb - Riegger Diamantwerkzeuge GmbH

Das Schälschleifen auf Werkzeugschleifmaschinen bietet ein erhebliches Potenzial zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit bei der Werkzeugherstellung. . Es können vor- und nachgelagerte Arbeiten wie das Schleifen von Absätzen, Stufen und Hälsen direkt in einer Maschine in einer Aufspannung erledigt werden.

Bisherige Herausforderungen umfassen unzureichende Oberflächenqualität, zu geringe Drehzahlen der Rundachse sowie teilweise eine unzureichende Spannung und Unterstützung der Werkstücke. Diese Probleme können die Effizienz und Qualität des Schleifprozesses erheblich beeinträchtigen.

Durch gezielte Anpassungen, wie die optimale Anstellung der Schleifscheibe zum Werkstück, die Anpassung der Schleifstrategien und der Einsatz speziell konzipierter Schleifscheiben, können diese Herausforderungen erfolgreich gemeistert werden. Diese innovativen Lösungsansätze tragen dazu bei, die Schleifgeräusche zu reduzieren und die Oberflächenqualität zu verbessern. Somit kann das Schälschleifen auf Werkzeugschleifmaschinen zu einer effektiven Methode werden, um die Produktionsprozesse zu optimieren, Fertigungszeiten zu verkürzen und die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.

HiPIMS-Beschichtungen - so werden aus hervorragenden Zerspanungswerkzeugen perfekte Produkte

Dr. Christoph Schiffers - CemeCon AG

Warum soll ein Endkunde meine Zerspanwerkzeuge wählen und nicht die eines Marktbegleiters?

HiPIMS Schichten sind der Schlüssel zur Differenzierung der Werkzeuge mit ihrer unvergleichlichen Kombination aus glatten Schichten, 100% frei von Droplets, einer dichten Schichtstruktur für beste Zähigkeit und niedrigen Eigenspannungen.

Perfekt für die drei großen Trends in der Branche: Bearbeitung von Titan und CoCr für die Medizintechnik, Verwendung von immer höherfesten Werkstoffen im Automobilbau zur Gewichtseinsparung und immer kleiner und präziser werdende Zerspanwerkzeuge.

HiPIMS Schichten bedienen diese Trends in der Zerspanung ideal und sind der Schlüssel zur Wettbewerbsfähigkeit.

Kein Beschichtungsverfahren ist flexibler als HiPIMS. Jedes Schichtmaterial ist möglich, jedes Substrat HSS/Hartmetall/CBN in der gleichen hochwertigen Qualität beschichtbar und die gesamte Bandbreite der Anwendungen von der 1 µm Schicht auf einem Mikrowerkzeug bis zu einer 12 µm Anwendung auf Wendeplatten für die Schwerzerspanung ist mit HiPIMS mit der gleichen Maschine möglich.

Flexibilität für zukünftige Wettbewerbsfähigkeit.

KI gibt Nachschleifempfehlung – Forschungsprojektidee des IFW Hannover

Paul Krombach -Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) - Leibniz Universität Hannover

 Coming soon