Der Interne Werkzeugbau ist eine oft unterschätzte Schlüsseldisziplin für die industrielle Produktion, obwohl er eine der ersten und bedeutsamsten Positionen in der Wertschöpfungskette einnimmt. Denn er konstruiert und fertigt unter anderem die Formwerkzeuge für die Produktionsmaschinen, mit denen eine Vielzahl der Güter unseres modernen Lebens hergestellt wird.

Im ZF Tech Center Werkzeuge, Messmittel und Automation am Standort Schweinfurt entwickeln 170 Angestellte und 40 Auszubildende Werkzeuge für die Maschinen von morgen. Das Tech Center besitzt „strategische Bedeutung“ für viele Produkte von ZF weltweit. Der Werkzeugbau verantwortet die komplette Versorgung von Werkzeugen der Umformtechnik (Walzen, Schmieden, Pressen, Tiefziehen, Biegen), ob intern hergestellt oder extern bezogen.

Ständige Erneuerung

In der Umformtechnik von ZF werden rund 4.000 verschiedene Produkte hergestellt. Weil jedes davon bei seiner Fertigung durchschnittlich mit drei Werkzeugen in Kontakt kommt, sind es in etwa 12.000 Werkzeuge, die das Tech Center sukzessiv austauscht oder weiter entwickelt. In den Archiven schlummern rund 600.000 Blaupausen und 400.000 Konstruktionspläne. Pro Woche kommen bis zu 100 neue hinzu. In vielen Fällen gibt es die Anlage, für die ein neues Umformwerkzeug benötigt wird, genau einmal im Konzern.

Etwa die Riesenstanze namens „Herkules“. Im Einsatz erzeugt sie eine Presskraft von mehreren tausend Tonnen und formt aus Stahl pro Jahr vier Millionen Stück eines Bauteils, das in Drehmomentwandler eingebaut wird. Von Schweinfurt aus gelangen diese dann in die ganze Welt. Besondere Herausforderung bei der Werkzeugherstellung ist auch die Anforderung an die Präzision: Erfordert eine bestimmte Teileproduktion eine Genauigkeit von einem hundertstel Millimeter, muss das Werkzeug auf ein Tausendstel genau gearbeitet sein.

Fast 100 Jahre

Schon Ernst Sachs, der die Abteilung 1923 gründete, teilte die Ansicht, dass der Werkzeugbau zwar ein großer Kostenfaktor sei, aber für die Entwicklung des Werkes immense Bedeutung habe. In den siebziger Jahren erfolgte die Bündelung der Umformtechnik am Standort Schweinfurt und mit ihm auch des Werkzeugbaus. Schweinfurt ist heute der weltweit führende Standort im ZF-Konzern für Werkzeugkonstruktionen aller Art.

Für seine Arbeit wurde das Tech Center bereits mehrfach ausgezeichnet, etwa beim Branchenwettbewerb „Excellence in Production“, an dem im deutschsprachigen Raum über 350 Unternehmen teilgenommen haben. Mit einer klassischen Werkstatt, in der gefeilt, gehämmert und geschweißt wird, hat der moderne Werkzeugbau nicht mehr viel gemeinsam. Produktinnovationszyklen werden immer kürzer, die Vielfalt an Automodellen, für die ZF als Zulieferer fungiert, steigt. Werkzeuge müssen daher schneller durchgesteuert, die Abläufe beschleunigt und Liegezeiten eliminiert werden.

„Das Tech Center Werkzeuge besitzt weltweit strategische Bedeutung für den ZF-Konzern.”
Steffen Drabek, Leiter Tech Center Werkzeuge ZF Friedrichshafen AG

2012 erfolgte die Einführung der Taktung als Basis einer planbaren Fließfertigung. Das Unternehmen gilt seitdem branchenweit als „Leuchtturm“ für die Industrialisierung des Werkzeugbaus. Die digitale und modularisierte Erstellung und Berechnung neuer Arbeitspläne beschleunigt die Arbeit, ebenso wie die automatisierte Fertigungslinie der formgebenden Hartbearbeitung, die verschiedenste Technologien umfasst und an den Wochenenden ohne Personen betrieben wird.

Obwohl Werkzeugbau die Anfertigung von Unikaten bedeutet, sind die Prozesse bei ZF nun so gesteuert wie in einer Serienfertigung. Mithilfe vorgefertigter Produktionsschablonen konnten bislang 85 Prozent des Auftragsvolumens synchronisiert werden. Die Elektromobilität stellt zudem ganz neue Fragen an die Werkzeugmechaniker*innen. Der Interne Werkzeugbau hat sich hier als erfolgreicher Ideengeber etabliert und neue Produktionsverfahren entwickelt. Ein weiterer Clou: Das Tech Center arbeitet mittlerweile so gut wie papierlos.

Die einstigen Auftragsblätter wurden durch „Electronic Shelf Labels“ ersetzt, die überall angebracht werden können und alle relevanten Informationen speichern. Man kennt diese Labels bereits als elektronische Preisschilder mit Elektrophorese-Technik aus dem Supermarkt, ZF hat sie für seine Zwecke noch einmal weiterentwickelt. Das Tech Center spart mit dieser Innovation einerseits pro Jahr 80.000 Bögen Papier und hat sich andererseits die Basis für weitere Innovationen im Hinblick auf Industrie-4.0-Lösungen geschaffen.

Innovative Leistungen

In der jüngsten Vergangenheit hat die Branche größere Herausforderungen verkraften müssen, wie den zunehmenden Wettbewerb aus Osteuropa und Asien, die Wirtschaftskrise und fallende Marktpreise. Die zunehmende Variantenvielfalt der Modellpaletten verlangt immer höhere Flexibilität. Gleichzeitig werden die Karosserieformen aufgrund des gestiegenen Designanspruchs immer anspruchsvoller. Der Werkzeugbau wird daher in der industriellen Werkzeugherstellung weiterhin eine herausragende Rolle spielen. Dies verlangt nach innovativen Leistungen, wie sie das Tech Center Werkzeuge, Messmittel und Automation in Schweinfurt immer wieder anstößt.

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