Präzisionswerkzeuge: 8 Themen, die die Branche dominieren

1. Coronakrise und politische Rahmenbedingungen

Die Folgen der Coronakrise bekommen auch die Hersteller von Präzisionswerkzeugen zu spüren. "In weiten Teilen der Werkzeug-Branche sinkt die Nachfrage im Zuge der Maßnahmen zur Eindämmung der Corona-Pandemie deutlich", sagt Stefan Zecha, Vorsitzender des Fachverbands Präzisionswerkzeuge im VDMA. Insbesondere die Werksschließungen großer Kunden aus der Automobilindustrie wirken sich unmittelbar auf die Unternehmen aus.

Daher sei die Prognose für 2020 (ein Minus von sechs Prozent) leider hinfällig. "Wir Unternehmer stellen uns aktuell der gewaltigen Herausforderung, die Gesundheit von Mitarbeitern, Kunden und Geschäftspartnern zu gewährleisten sowie unsere Unternehmen liquide und langfristig am Laufen zu halten", fügt Zecha hinzu. "Die Hersteller dringend benötigter Teile für die Medizintechnik gilt es gerade jetzt weiter zu beliefern." Aber allein mit situationsbedingten Eilaufträgen würden nicht alle Unternehmen die Zeit überbrücken können, bis die Weltwirtschaft und das Gros der Kundenbranchen wieder anspringt. Daher sei Kurzarbeit für viele Werkzeug-Hersteller momentan unerlässlich.

Besonders im Werkzeugbau, so Zecha, seien die Überlebensaussichten für viele Unternehmen nicht sicher, denn die Branche kämpfe schon länger mit einer schwachen Auftragslage. Aber auch die gesamte Werkzeug-Branche stand schon vor der Pandemie unter Druck, vor allem durch politische Rahmenbedingungen.

Deutsche Präzisionswerkzeuge finden häufig den Weg ins Ausland – der Exportanteil an der Produktion liegt bei über 45 Prozent. Zu den größten Exportmärkten gehören unter anderen die USA und China. Deshalb belasten zusätzlich die Streitigkeiten zwischen den USA und China sowie der noch immer bevorstehende Brexit die wirtschaftlichen Erwartungen.

Doch nicht nur die internationale Situation bereitet den Unternehmern Sorge. Auch die Situation der Wirtschaft innerhalb Deutschlands erfordert dringenden Handlungsbedarf von der Politik.

Wenn wir hier in Deutschland wettbewerbsfähig bleiben wollen, müssen wir endlich mit der Entlastung der Firmen von bürokratischen Hilfstätigkeiten Ernst machen", forderte Lothar Horn, Geschäftsführer der Paul Horn GmbH, bereits 2019. Außerdem betonte er die zusätzliche Belastung aufgrund hoher Steuern und Abgaben, die vor allem bei Familienunternehmen ein Problem seien. "Allein die Belastung durch die Erbschaftssteuer gibt den Unternehmen oft keine Möglichkeit einer Nachfolgeregelung ohne Fremdmittel", so Horn. Ein Problem, das weiterhin besteht und durch die aktuelle Krise verstärkt werden könnte.

2. Elektromobilität: Was aufgrund von E-Autos auf die Hersteller von Präzisionswerkzeugen zukommt

Der Mega-Trend Elektromobilität beschäftigt die gesamte Industrie, auch die Hersteller von Präzisionswerkzeugen. Für Hybridantriebe benötigt die Automobilindustrie neue Werkzeugkonzepte, Bauteile für rein Batterie-elektrische Fahrzeuge hingegen benötigen weniger Zerspanungswerkzeuge in der Produktion. Dies verursacht eine Marktverschiebung sowohl im Bereich Werkzeugmaschinen (lesen Sie mehr dazu in diesem Artikel) als auch bei den Präzisionswerkzeugen, die der VDMA genau beobachtet und in der Studie 'Antrieb im Wandel' darlegt, die aktualisiert wurden wird und sich mit der Mobilität der Zukunft beschäftigt.

Zusätzlich konkurriert die batteriegestützte Elektromobilität mit den Werkzeugherstellern um Rohstoffe. "Die Batterien der Elektrofahrzeuge benötigen wie viele unserer Werkzeuge Kobalt", erklärt Horn. Es werde erwartet, dass sich der Kobaltbedarf in den nächsten Jahren hochdynamisch entwickelt, was eine große Herausforderung darstellt. "Es wird entscheidend sein, ob es der Bergbauindustrie mittels der Erschließung neuer Projekte und der Erweiterung bestehender Anlagen gelingt, die starke Nachfrage zu bedienen", so Horn weiter. "Dies könnte gelingen, setzt aber schon bei einem moderaten Wachstum der Nachfrage voraus, dass fast alle Projekte auch mit den heute angekündigten Kapazitäten in Produktion gehen.

Auch die Spanntechnik wird von der Elektromobilität beeinflusst. So werden bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen extrem genaue und gleichzeitig empfindliche zerspante Bauteile benötigt, es muss also mit höchster Präzision gearbeitet werden. "Die zur Herstellung dieser Bauteile benötigten Spannzeuge müssen sensibler sein, um mit reduzierten Anlegekräften arbeiten zu können", erläutert Hans-Joachim Molka, Geschäftsführer der Roemheld Gruppe. "Die Spannkraft darf nur so hoch sein, wie sie das Bauteil nicht deformiert, aber dennoch sicher gespannt bleibt. Dabei spielt die Simulation von Spannkonzepten eine immer wichtigere Rolle."

3. Digitalisierung: Warum Big Data und intelligente Prozessregelung wichtig sind

In der Welt der Zerspanung machen Begriffe wie digitaler Zwilling, Cloud und Big Data die Runde, die Arbeit erfährt eine digitale Revolution. In der Metallbearbeitung ist die Digitalisierung stark abhängig von intelligenten Werkzeugen. "Das reicht vom Mitschreiben von Prozessdaten und der automatischen Auswertung von Massendaten im Prozess und das Toolmanagement in der Cloud hin zu sensorischen Werkzeugen", erläutert Horn.

Gefragt ist aber ebenfalls digitale Messtechnik, die Anwendern einen schnellen, regelnden Eingriff in den Prozess ermöglicht. Auf diese Weise können dann der Verschleiß verringert und Werkzeugbeschädigungen verhindert werden. Im Idealfall lässt sich mit intelligenten Werkzeugen und der passenden Sensorik sogar ein komplett autonomer Prozess inklusive automatischer Prozessregelung realisieren, bei dem beispielsweise Schnittparameter in Echtzeit an den Fräsvorgang angepasst werden.

4. Sensorik: Warum Spannzeuge mit Sensoren ausgestattet werden sollten

Nicht nur bei den Werkzeugen selbst, auch bei den Spannzeugen wird Sensorik in Zukunft eine große Rolle spielen. "Die Industrie 4.0 ist durchgängig nur zu realisieren, wenn moderne Spanntechnik mit Sensorik ausgestattet ist", sagt Molka.

In der Spanntechnik ist Sensorik zwar schon seit einiger Zeit verbreitet, allerdings bauen viele der digitalen Lösungen auf unterschiedlichen Technologien auf. Daraus resultiert, dass sie oft nicht miteinander kommunizieren können aufgrund nicht kompatibler Schnittstellen. "Genau darin liegt die Herausforderung", erklärt Molka. "Es geht darum, Plattformen zu schaffen, auf denen Spannzeuge unterschiedlicher Hersteller miteinander verlinkt sind und in einem Gesamtsystem kommunizieren können."

Diese Standards werden für die Hersteller und Anwender von Spanntechnik zunehmend wichtiger werden. Deswegen führt der VDMA rege Normungsaktivitäten aus, zum Beispiel um die Werkstückspanntechnik zu standardisieren.

5. Additive Fertigung: Wie sich der 3D-Druck in die Prozesskette einfügt

Additive Technologien eröffnen in der Fertigung von Präzisionswerkzeugen neue Möglichkeiten – sowohl konstruktiv, aber auch in Bezug auf Materialien und Einsatzgebiete. Dabei sollte die additive Fertigung allerdings nicht als vollwertiger Ersatz für die Zerspanung gesehen werden, sondern als ein Teil der Prozesskette. "Obwohl der additive Herstellungsprozess immer weiter voranschreitet und Einzug hält, ist in den meisten Fällen noch eine zerspanende Nachbearbeitung notwendig", beschreibt Horn. "Zum Beispiel um Passungen und Oberflächengüten in der richtigen Qualität zu erhalten."

Im Bereich der Spannzeuge bringen die Entwicklungen in der additiven Fertigung neue Herausforderungen mit sich. "Es bedarf nun Spanntechnik, die genau angepasst ist auf die Nachbearbeitung der additiv gefertigten Teile", erklärt Molka. Außerdem werden an Spannkomponenten, die in der additiven Fertigung eingesetzt werden, höhere Anforderungen an die Staubbeständigkeit des Systems gestellt.

6. Prozessoptimierung: Warum Prozess-Know-how wichtiger wird

Elektromobilität, Digitalisierung und additive Fertigungsverfahren verlangen nach neuen Prozessen, doch auch vorhandene Technologien werden kontinuierlich weiterentwickelt. "Bei den Prozessen gibt es bei unseren Kunden nicht nur den anhaltenden Trend hin zu innovativen neuen Lösungen, sondern auch zur Verlagerung vorhandener Prozesse auf Universalmaschinen", schildert Horn. "Die Integration vorhandener Technologien schreitet weiter voran, beispielsweise das Schleifen auf Bearbeitungszentren."

Zusätzlich werden vorhandene Prozesse weiterentwickelt. Als Beispiele nennt Lothar Horn das Speed-Forming, das Wirbeln und das Nutstoßen. Mit neuen, optimierten Werkzeugen sollen hier die Standzeiten erhöht werden und somit Zeiteinsparungen realisiert werden.

10 Werkzeuge, die Zerspanungsverfahren revolutionieren, finden Sie in dieser Bildergalerie:

7. Fachkräftemangel: Wie die Präzisionswerkzeuge-Branche mit dem Mitarbeiter-Mangel umgeht

Der Wachstumsschub vergangener Jahre hat am Arbeitsmarkt zu einem zusätzlichen Bedarf an Fachkräften geführt, doch diese zu finden, wird immer schwieriger und es gibt immer mehr offene Stellen. Daher mussten 2018 viele Firmen in der Präzisionswerkzeugbranche mit Überstunden operieren – im Werkzeugbau war es jeder vierte, in der Sparte der Zerspanwerkzeuge waren es sogar die Hälfte aller Betriebe. 2019 war die Situation bereits entspannter, die Coronakrise könnte weitere Fachkräfte verfügbar machen.

Dennoch bleibt der Fachkräftemangel ein Sorgenkind der deutschen Werkzeug- und Maschinen-Hersteller. Beim Maschinenbau-Barometer der Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft PwC gaben 82 Prozent der befragten an, dass der Mangel an qualifizierten Arbeitskräften das größte Wachstumshindernis darstellt. Dies ist auch bedingt durch die steigenden Aufwände für Personal, die zum primären Kostentreiber werden. Die Maschinenbauer müssen am Arbeitsmarkt regelrecht um die Fachkräfte kämpfen, das treibt die Kosten in die Höhe.

8. Zahlungsmoral: Wie späte Zahlungen dem Werkzeug- und Formenbau schaden

Den Werkzeug- und Formenbau beschäftigt zudem noch ein weiteres Thema: In Ländern wie China und Südafrika ist der Stellenwert des Werkzeugbaus wesentlich höher als in Deutschland. Da dort einheimische Unternehmen vom Staat gefördert werden, leiden deutsche Werkzeugbauten schon länger unter Wettbewerbsverzerrungen. Doch mittlerweile kommen darüber hinaus auch Probleme auf dem deutschen Markt hinzu.

"Einige dominante Großkunden auf dem deutschen Markt legen derzeit ein verheerendes Geschäftsgebahren an den Tag", berichtet Marco Schülken, Geschäftsführer von Schülken Form. "Man kann regelrecht von einem Ausbluten der deutschen Werkzeugbauer reden." Als Beispiele für schädliche Geschäftspraktiken nennt er die umfangreiche Vorfinanzierung von kundenspezifischen Projekten, Preisnachlässe bei geschlossenen Verträgen als Bedingung für Anschlussaufträge sowie die Abnahmeverweigerung oder -verzögerung als Vorwand, um mit nicht vollständig bezahlten Werkzeugen zu produzieren.