Was ist Werkzeugbau genau?

Werkzeugbau Schweiz: Im Werkzeugbau werden Werkzeuge und Vorrichtungen für die Herstellung von Werkstücken produziert. Zum Einsatz kommen dabei CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen. Im folgenden Artikel im Fokus die Anwendungen und die Geschichte des Werkzeugbaus. Ebenso im Fokus Werzeugbau für der Automobil- und Medizinindustrie.

Spezielle Anforderungen an den Werkzeugbau
Geschichte des Werkzeugbaus
Werkzeugbau aus der Schweiz
Werkzeugbau Automobilindustrie
Werkzeugbau für die Medizintechnik
Trends und Basics im Werkzeugbau
Das Thema Werkzeugbau auf industrie-produkte.ch

Modernste CAD-Technologie unterstützt Werkzeugbau

Werkzeugbau Schweiz: Moderne CAD-Technologien unterstützen den Werkzeugbau

Spezielle Anforderungen an den Werkzeugbau

Der Aufwand in der Branche ist sehr hoch, weil es vielfach um Einzelanfertigungen von Vorrichtungen geht. Lediglich einfache Werkzeuge – Hammer, Handsäge, Schraubenzieher etc. – lassen sich kostengünstig in Grossserien produzieren. Doch vielfach geht es um Spezialwerkzeuge, die sehr innovativ sind und Produktivitätsvorsprünge generieren. Spezialgebiete des Werkzeugbaus betreffen folgende Werkzeuggruppen:

Urformwerkzeuge: Giessereiwerkzeuge, Kunststoffspritzgiess- und -presswerkzeuge, Extrusionswerkzeuge
Umformwerkzeuge: Stanz-, Zieh-, Drück- und Blaswerkzeuge
Vorrichtungsbau: spezielle, fertigungsspezifische Vorrichtungen, Apparate und Geräte
Lehrenbau

Die Abnehmer kommen aus verschiedensten Industriezweigen, so dem Apparatebau, der Automobilindustrie, der Medizintechnik, der Bauindustrie, der Elektrotechnik und Elektronik sowie diversen weiteren Branchen.

Geschichte des Werkzeugbaus

Seit die Menschheit Werkzeuge verwendet, musste sie sich diese zuerst bauen. Die Geschichte des Werkzeugbaus ist also sehr alt. Man geht davon aus, dass Urmenschen schon vor mindestens 2,6 Millionen Jahren Werkzeuge aus Stein und Holz mit anderen Steinen herstellten. Der Formenbau durch den Guss von Metall in Steinformen ist mehrere Tausend Jahre alt.

Die betreffenden Herstellungstechniken entwickelten sich in der Menschheitsgeschichte immer weiter und erlebten einen rasanten Aufschwung während der industriellen Revolution im 19. Jahrhundert.

Neue Qualität durch Bau von komplexeren Werkzeugen

Eine neue Qualität entstand durch den iterativen (sich wiederholend annähernden) Bau von immer komplexeren Werkzeugen, der den neuen Industriezweig des Werkzeugmaschinenbaus entstehen liess. Spezialhersteller bauen seit rund 100 Jahren Maschinen – vielfach in Kleinstserien bis hin zur Einzelanfertigung –, die Maschinen für die Werkzeugherstellung produzieren können.

Werkzeugbau aus der Schweiz

Von Allmen AG, Pfäffikon, über 50 Jahre Erfahrung

Professioneller Werkzeugbau aus der Schweiz

Werkzeugbau Automobilindustrie

Der Werkzeugbau der Automobilindustrie ist Voraussetzung, um Autos herstellen zu können. Hier gibt es die Besonderheit, dass durchaus Werkzeuge und Werkzeugmaschinen in Grossserien oder mittelgrossen Serien produziert werden können, weil manche Pkw-Serien ebenfalls in Grossserien an verschiedensten Standorten entstehen. Jedoch ist der Spezialisierungsgrad sehr hoch, oft müssen auch Kleinserien hergestellt werden.

Wichtig zu wissen: Jedes einzelne Bauteil von Kraftfahrzeugen benötigt sein eigenes Werkzeug.

Geringfügige Unterschiede erfordern ein neues Bauteil

Die Art des betreffenden Bauteils kann sich etwa hinsichtlich einzelner Masse vom Vorgängermodell geringfügig unterscheiden, weshalb wieder ein neues Werkzeug benötigt wird. Das betrifft alle möglichen Autobauteile, von der Heckklappe über den Kotflügel, den Motorblock oder einzelne Halterungen bis zum Querlenker.

Vor allem die Zulieferer sind mit dem Werkzeugbau Automobilindustrie befasst, denn sie produzieren diese Einzelteile. Sie beschäftigen hierfür eigene Werkzeugkonstruktionsabteilungen, die das passende Werkzeug entwerfen. Der Umschlag in der Automobilindustrie ist hoch, weil die Hersteller aus Gründen der Diversifizierung ständig neue Modelle entwickeln und auch oft neue Produktionsstandorte aufbauen. Nicht zuletzt wechseln die technischen und optischen Autodesigns immer schneller.

Leistungsanforderungen an Bauteile haben sich verändert

Noch in den frühen 2000er Jahren ging man davon aus, dass ein einzelnes Werkzeug rund 500.000 Bauteile produzieren soll.

Heute (2020) sind es nur noch 100.000 Teile, allerdings oft in mehreren Varianten. Damit entstehen wiederum höhere Anforderungen an das Werkzeug. Die Werkzeugbauer müssen damit immer grössere Herausforderungen bewältigen. Es gilt, effiziente Wege zu finden, mit denen sich Durchlaufzeiten und Kosten reduzieren lassen. Gleichzeitig werden hohe Werkzeug- und auch Bauteilqualitäten gefordert. Das gelingt nur durch eine Reduktion von Optimierungsschleifen und eine Verkürzung der gesamten Durchlaufzeit im Werkzeugbauprozess.

Werkzeugbau: Produktion von Werkzeugen und Vorrichtungen für die Herstellung von Werkstücken.

Werkzeugbau für die Medizintechnik

In der Medizintechnik herrschen wiederum spezielle Anforderungen an den Werkzeugbau, die sich von denen in anderen Branchen unterscheiden. Es gibt dementsprechend weltweit nur sehr wenige spezialisierte Hersteller in diesem Sektor. Ein Schwerpunkt ist dabei die Risikobeurteilung von Werkzeugen für medizinische Produkte, ein weiterer die Prozessfähigkeit.

So muss etwa ein Spritzgiesswerkzeug den typischen Regularien und Anforderungen entsprechen, die im medizinischen Bereich üblich sind (GMP, DIN EN ISO 13485).

Besondere Anforderung: Risikobetrachtungen

Die Hersteller müssen daher für die Werkzeuge Risikobetrachtungen durchführen, die es so in anderen Branchen nicht gibt. Verlangt werden unter anderem Prozessfähigkeitsnachweise. Der Planungsaufwand für die Werkzeugbauer gilt daher gegenüber anderen Branchen als höher. Beispiele solcher Spezialanforderungen wären unter anderem schmiermittelfreie Produktionsbedingungen und die Herstellung von Werkzeugen für Reinräume, die nur sehr wenig kontaminiert werden können. Das gelingt beispielsweise durch besondere Heisskanalsysteme.

Zeitkritische Faktoren bei der Medizintechnik

Auch die Zugänglichkeit zum Werkzeug muss mehr als in anderen Branchen gegeben sein, weil zeitkritische Faktoren eine Rolle spielen können. Nicht zuletzt benötigt die Medizintechnikbranche Werkzeuge mit verschiedenen Kavitäten (Hohlraumströmungen), die dennoch nur für den Einmalgebrauch bestimmt sind.

Diese Werkzeuge in kurzen Zyklen unter Berücksichtigung der regulatorischen Anforderungen zu produzieren ist eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, die unter anderem bestimmte Preise in der Branche erklärt.

Trends im Werkzeugbau

Basics

Das Thema Werkzeugbau auf industrie-produkte.ch

Kunststoff-Industrie: Herausforderungen und Chancen

Kunststoff: Herausforderungen und Chancen

Von A wie Autoteile über V wie Verpackungen bis Z wie Zahnbürsten: Kunststoffe sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Besonders bei uns in der Schweiz ist Kunststoff bzw. Plastik – wie das Material oft etwas unscharf genannt wird – sehr beliebt. So zählt der Schweizer Plastikverbrauch mit 127 Kilogramm pro Jahr und Person zu den höchsten der Welt. 2017 lag dieser noch bei lediglich 120 Kilogramm. Diese Zahlen sind deshalb relevant, weil es sowohl zu Wohlstand als auch zu Umweltproblemen durch Kunststoffe kommen kann. Das damit verbundene Konfliktfeld betrifft dabei vor allem Kunststoffhersteller und Unternehmen, die nach Produktlösungen suchen, bei denen das vielseitige Material zum Einsatz kommen sollen. Für ein möglichst ausgewogenes Bild betrachten wir einerseits die Anwendungsbereiche und Vorteile und Rolle von Kunststoffen, andererseits aber auch Herausforderungen und Lösungsansätze.

Von der Idee zum fertigen Spritzgussteil - Prototypen

Spritzgussteile Hersteller – wenn aus einer Idee, ein Produkt wird

Prototypen, Spritzgussteile, Werkzeugbau u.v.m. Solche und ähnliche Begriffe hört man oft im Zusammenhang mit Spritzguss. Doch was ist Spritzguss genau und in welchem Verfahren wird es für was angewendet? Ein Einblick in ein Verfahren, das dem Endnutzer kaum bekannt ist, aber in der schweizer Wirtschaft nicht wegzudenken ist. Was Spritzguss genau ist, welche Voraussetzungen das Verfahren hat, bis zum fertigen Spritzgussteil, erfahren Sie hier.

Hintergründe im Vordergrund: Die Geschichte des Formenbaus

Geschichte, Produktion, Werkzeugbau und Formenbau

Ob Legospielzeug, Laptops, Reissverschlüsse, Verpackungen oder Industriebauteile – ohne Formenbau wäre unser modernes Leben nicht denkbar. Auf jeden Fall nicht in der Form. Doch wie kamen die Menschen eigentlich darauf, Gegenstände und Materialien nicht zusammenzubauen, sondern zusammenzugiessen? Die Geschichte des Formenbaus reicht weit zurück.

Additive Manufacturing & Rapid Prototyping - die Trends

Additive Fertigung (Manufacturing) & Rapid Prototyping – die Trends

Werkzeugbau und Formenbau

Eine technische Revolution ist im Anmarsch: Additive Manufacturing stellt die Industrie auf den Kopf. Doch was ist Additive Manufacturing eigentlich, wo kommt es zum Einsatz und wie gestaltet es die industrielle Zukunft mit?

Das Rapid Prototyping-Verfahren – das Wichtigste in Kürze

Werkzeugbau und Formenbau

Unter Rapid Prototyping verstehen wir ein schnelles Herstellungsverfahren von Mustern oder Modellen eines Bauteils. Für gewöhnlich werden die Werkstücke durch die sogenannte additive Fertigung produziert. Sprich: Sie werden mithilfe eines 3D-Druckers produziert.

Über die Recyclierbarkeit von Kunststoff

Kunststoffverarbeitung, Produktion, Verpackung, Werkzeugbau und Formenbau

Kunststoff ist ein Alleskönner, der viel mehr im Rampenlicht stehen müsste. Im Volksmund auch als «Plastik» bekannt, wird das Image von Kunststoff nicht annähernd seinen umfangreichen Fähigkeiten gerecht. Kunststoff ist schliesslich nicht gleich Kunststoff: Kein anderes Material ist in seiner Zusammensetzung, Herstellung und den daraus resultierenden Eigenschaften so vielfältig. Durch kleine Modifikationen im Produktionsprozess können völlig unterschiedliche Varianten des Alltagskünstlers entstehen. Der Fokus sollte demnach nicht auf der Assoziation mit dem negativ konnotierten «künstlich» gelegt werden, sondern auf die Kunst des Stoffes, sich in unterschiedlichen Ausprägungen zu zeigen.