Zerspanwerkzeug, Walter

Die Produktion von Präzisionswerkzeugen wie diesem von Walter hat sich in Deutschland in den letzten Jahren deutlich positiv entwickelt. Auch für 2019 rechnet die Branche mit einem weiteren Wachstum. - Bild: Walter

1. 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 besonders der Handelskrieg zwischen den USA und China, die US-Sanktionen gegen Iran sowie der bevorstehende Brexit die wirtschaftlichen Erwartungen.

"Die weltpolitischen Aussichten haben sich im vergangenen Jahr nicht verbessert", meint Lothar Horn, Vorsitzender des VDMA Präzisionswerkzeuge und Geschäftsführer der Paul Horn GmbH. "Unsere wirtschaftlichen Erwartungen für 2019 sind dennoch gebremst optimistisch."

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 Unternehmen von bürokratischen Hilfstätigkeiten Ernst machen", fordert Lothar Horn.

Als Beispiel nennt er die Umsetzung der DSGVO-Vorgaben, die allein in seinem Unternehmen über 1.500 Arbeitsstunden gekostet hat. Ein weiteres Beispiel ist die EU-Entsenderichtlinie, die viel Bürokratie mit sich bringt. Steuern und Abgaben belasten die Unternehmen zusätzlich, besonders bei Familienbetrieben. "Allein die Belastung durch die Erbschaftssteuer gibt den Unternehmen oft keine Möglichkeit einer Nachfolgeregelung ohne Fremdmittel", so Lothar Horn.

2. Elektromobilität

Der Mega-Trend Elektromobilität beschäftigt auch die Hersteller von Präzisionswerkzeugen. Für Hybridantriebe benötigt die Automobilindustrie neue Werkzeugkonzepte, Bauteile für rein batterieelektrische Fahrzeuge hingegen benötigen weniger Zerspanungswerkzeuge in der Fertigung. Dies verursacht eine Marktverschiebung, die der VDMA genau beobachtet und in der Studie 'Antrieb im Wandel' darlegt, die 2019 aktualisiert werden wird und sich mit der Mobilität der Zukunft beschäftigt.

Werkzeug, E-Motor, Statorgehäuse, Mapal
Für die Herstellung von Teilen für Elektrofahrzeuge werden neue Verfahren, Werkzeuge und Spannmittel benötigt. Beispielsweise hat Mapal ein Werkzeug in Ultraleichtbauweise entwickelt zur hochpräzisen Bearbeitung der Hauptbohrung von Statorgehäusen. - Bild: Mapal

Zusätzlich konkurriert die batteriegestützte Elektromobilität mit den Werkzeugherstellern um Rohstoffe. "Die Batterien der Elektrofahrzeuge benötigen wie viele unserer Werkzeuge Kobalt", erklärt Lothar 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 Lothar 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. "Die zur Fertigung dieser Bauteile benötigten Spannzeuge müssen sensibler sein, um mit reduzierten Anlegekräften arbeiten zu können", erläutert Hans-Joachim Molka, stellvertretender Vorsitzender des VDMA Präzisionswerkzeuge und Vorsitzender der Fachabteilung Spannzeuge. "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."

Elektromobiltät verändert Fertigungsprozesse

Im Jahr 2030 werden global circa 20 Millionen Einheiten elektrischer Antriebe erwartet - ein Großteil davon wird batterieelektrisch sein. Dies wird einen Wandel in den Herstellungsprozessen von Antriebssystemen hervorrufen.

Laut der Studie "Antrieb im Wandel" des VDMA, werden die Auswirkungen auf die Fertigungsprozesse, die bei konventionellen Antrieben dominieren, erheblich sein. Die Studie prognostiziert, dass beim batterieelektrischen Antrieb von Elektrofahrzeugen die Wertschöpfung im Vergleich zum Mildhybrid um 64 Prozent sinken wird.

Im Gegenzug wird allerdings die Wertschöpfung beim Hybridantrieb um 24 prozent steigen. So soll laut der Studie über alle Antriebstechnologien hinweg auch 2030 ein Wachstum der Wertschöpfung um 1,7 Prozent möglich sein. Hinzu kommt zusätzlich die Batteriezellproduktion für E-Fahrzeuge, die einen weiteren Faktor für das Wachstum darstellt.

3. Digitalisierung

In der Welt der Zerspaner 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 Lothar 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

Nicht nur bei den Werkzeugen selbst, auch bei den Spannzeugen wird Sensorik 2019 eine große Rolle spielen. "Die Industrie 4.0 ist durchgängig nur zu realisieren, wenn moderne Spanntechnik mit Sensorik ausgestattet ist", sagt Hans-Joachim 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 Hans-Joachim 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

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 Lothar Horn. "Zum Beispiel um Passungen und Oberflächengüten in der richtigen Qualität zu erhalten."

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

6. Prozessoptimierung

Elektromobilität, Digitalisierung und additive Fertigung 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 Lothar Horn. "Die Integration vorhandener Technologien schreitet weiter voran, beispielsweise das Schleifen auf Bearbeitungszentren."

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Horn, Werkzeuge, HS-Wirbeln
Nicht nur neue Technologien halten Einzug, auch bereits vorhandene werden optimiert. Zum Beispiel hat Horn ein Verfahren zum High-Speed-Wirbeln entwickelt, die eine Produktivitätssteigerung ermöglicht. - Bild: Horn

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.

7. Fachkräftemangel

Der Wachstumsschub im vergangenen Jahr 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 Unternehmen in der Präzisionswerkzeugbranche mit Überstunden operieren – im Werkzeugbau war es jeder vierte, in der Sparte der Zerspanwerkzeuge waren es sogar die Hälfte aller Betriebe.

"Für 2019 erwarten wir eine leichte Entspannung", berichtet Hans-Joachim Molka. "Es ist allerdings nach wie vor sehr schwierig, qualifizierte Fachkräfte für die Stellenbesetzung zu gewinnen." Dem stimmt auch der Vorsitzende des VDMA Werkzeugbau Marco Schülken zu, der für die momentane Situation auf dem Arbeitsmarkt nur eine Lösung sieht: "Wer nicht selbst ausbildet, hat mittelfristig keine Chance, an Personal zu kommen."

Fachkräftemangel bremst Wachstum

Das größte Sorgenkind im deutschen Maschinenbau 2019 bleibt weiterhin der Fachkräftemangel. 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

Den Werkzeugbau 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. „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.

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