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Industrielle Dienstleistung: Chance für Hochlohnland Innovationen über das Produkt hinaus

Autor / Redakteur: Konrad Mücke / Konrad Mücke

Innovative Produkte fallen sofort ins Auge. Hochwertige Dienstleistungen dagegen bleiben unauffällig, sind aber für die Funktion, die Zuverlässigkeit und die Beständigkeit eines technischen Bauteils häufig entscheidend. Das betrifft beispielsweise die Wärmebehandlung und das Beschichten.

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Industrielle Dienstleistung optimiert Produkte: Wärmebehandlung trägt wesentlich dazu bei, dass metallische Bauteile den geforderten Eigenschaften entsprechen.
Industrielle Dienstleistung optimiert Produkte: Wärmebehandlung trägt wesentlich dazu bei, dass metallische Bauteile den geforderten Eigenschaften entsprechen.
(Bild: Härterei Gerster)

Schweizer Unternehmen überzeugen als Zulieferer im Bereich der technischen Dienstleistung international dank anerkannter Qualität und Innovationskraft. Zwei Beispiele zeigen, worauf das hohe Ansehen hiesiger Spezialisten gründet.

Glühen, Härten, Tempern, Normalisieren

Seit 1950 ist die Härterei Gerster in Egerkingen tätig. Sie ist Spezialistin für Wärmebehandlungstechnik und Härteprozesse. Vom Kleinbetrieb, der ehemals nur wenige Verfahren verwirklichen konnte, hat sich das familiengeführte Unternehmen zu einem etablierten Dienstleister mit derzeit etwa 110 Mitarbeitenden entwickelt. Man verfügt heute über umfassendes Know-how und weitreichende Expertise hinsichtlich aller industriell üblichen Verfahren zur Wärmebehandlung metallischer Bauteile. Zudem hat das Unternehmen in Egerkingen entsprechend ausgestattete Werkstätten, um alle Verfahren als Zulieferleistung realisieren zu können. So können die Egerkinger Experten vom Prototyp bis zu fortlaufenden Serien von mehreren hunderttausend und Millionen Bauteilen jährlich im Kundenauftrag wärmebehandeln. Dazu verfügen sie über mehr als 100 Anlagen auf 25 000 m2 Produktionsfläche. So behandeln sie Bauteile mit einer Vielzahl an Verfahrenstechniken, darunter Randschichthärten, mit Flamme, Laser oder induktiv erwärmen, in Zeit und Temperaturen geführte Wärmebehandlung in Öfen, Einsatzhärten, Nitrieren, Borieren, im Vakuum härten, Vergüten, Glühen, Ausscheidungshärten sowie Hartlöten, auch unter Vakuum oder mit induktiver Erwärmung. Darüber hinaus bieten die Spezialisten in ihrem Geschäftsbereich Contracting umfassende Beratungsleistungen. Mit ihrem Fachwissen und ihren Erfahrungen können sie Fertigungsbetriebe unterstützen, Verfahren und Anlagen zu installieren und zu optimieren.

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Zur Qualitätssicherung steht den Spezialisten in Egerkingen ein hochwertig ausgestattetes Labor zur Verfügung. Dort können sie Bauteile metallografisch untersuchen, Schadenfälle analysieren, Bauteile auf Härte und Risse prüfen sowie Metalle spektral analysieren. Selbstverständlich arbeitet das Unternehmen mit einem ausgereiften Qualitätsmanagementsystem und ist zertifiziert nach ISO 9001, ISO 14001 (hinsichtlich Umweltschutz), IATF 16949 für die Automobilindustrie, ISO 13485 für die Medizintechnik und EN 9100 für die Luftfahrtfahrt. Deshalb vertrauen Fertigungsbetriebe aus einer Vielzahl an Branchen auf die Leistungen der Härterei Gerster, wie die Automobilindustrie, die Hydraulik, die Antriebs- und die Medizintechnik, die Luft- und Raumfahrt, die Lebensmittel- und die Verpackungsindustrie sowie der allgemeine Maschinen- und Anlagenbau.

Fachwissen vermitteln

Als besondere Dienstleistung bietet der Egerkinger Härtereispezialist Gerster in seinem Seminarzentrum Alpenblick ein breites Spektrum an Workshops und Schulungen zu Themen der Wärmebehandlung und Werkstofftechnik an. Themen sind beispielsweise die Grundlagen der Wärmebehandlung, wärmebehandlungsgerechte Konstruktion, der Einsatz rostfreier Stähle, Schwankungen der Werkstoffqualität und deren Auswirkungen auf die Wärmebehandlung. Zudem gehören zum Programm Kursmodule des Schweizerischen Verbandes für Wärmebehandlung (SVW) und auch überbetriebliche Kurse der Lehrlingsausbildung.

Schichten verbessern Werkzeuge und Präzisionsbauteile

Reibung und Verschleiss beanspruchen Bauteile und Werkzeuge, verkürzen deren Lebensdauer oder verursachen schwerwiegende Schäden. Deutliche Verbesserungen verwirklicht man mit Beschichtungen. Der in Balzers im Fürstentum Liechtenstein ansässige Experte Oerlikon Balzers bietet dafür effektive und wirtschaftliche Lösungen. Das Unternehmen geht auf eine Idee von Professor Max Auwärter im Jahr 1946 zurück. Er wollte die bis dahin noch weitgehend unbekannte Vakuum-Dünnfilmtechnologie industriell nutzbar machen. Beim Gründen der Gerätebauanstalt Balzers konnte er auf die Unterstützung von Fürst Franz Josef II. und dem Schweizer Industriellen Emil Georg Bührle zählen. Es fehlten allerdings Anlagen und Geräte. Deshalb entwickelte und baute Max Auwärter diese selbst. Im daraus entstandenen Unternehmen Oerlikon Balzers arbeiten heute über 4000 Spezialisten für Oberflächen- und Beschichtungstechnologie. Sie gehören zum Surface-Solutions-Segment der Oerlikon Gruppe. Bei der Entwicklung von Beschichtungen geht es stets darum, Verschleiss zu reduzieren und gleichzeitig die Effizienz zu steigern. Dies betrifft beispielsweise Verbrennungsmotoren, Turbinen für Flugzeuge und zur Energieerzeugung, Präzisionsinstrumente in der Medizintechnik und Optik, Werkzeuge für die kunststoff- und metallverarbeitende Industrie. Höhere Effizienz und weniger Verschleiss bedeuten weniger Aufwand an Energie und Rohstoffen.

Technologische Meilensteine

Im Jahr 1974 entwickelte man erstmals PVD-Schichten (PVD = Physical Vapour Deposition, physikalische Dampfabscheidung). Man unterscheidet das Sputtern und das Lichtbogen​(Arc)-Verfahren. Bei beiden befindet sich das zu zerstäubende Material in Form eines Targets in einer Vakuumkammer. Beim Lichtbogenverfahren brennt zwischen der als (negative Kathode geschalteten) Kammer und dem Target ein Lichtbogen. Von Letzterem verdampfen und ionisieren Partikel, die sich radial ausbreiten und auf dem zu beschichtenden (auch als Kathode negativen) Bauteilen abscheiden. Beim Sputtern wird dagegen in der Prozesskammer ein Argonplasma gezündet. Das Target ist als Anode geschaltet. Durch den sich ergebenden, intensiven Beschuss der Targetoberfläche mit Argonionen wird das Targetmaterial zerstäubt und kondensiert auf den in der Kammer befindlichen Substraten. Ein wesentlicher Vorteil beim Sputtering ist die Möglichkeit, Substrate bei niedrigen Prozesstemperaturen zu beschichten.

Daraus entstanden im Jahr 1978 industriell nutzbare Beschichtungen, unter der Bezeichnung Balinit bis heute bekannt und global von Fertigungsbetrieben, Werkzeugherstellern und Maschinenbauern geschätzt. Für einen bedeutenden technologischen Fortschritt sorgte die im Jahr 2011 vorgestellte S3p-Technologie (Scalable Pulsed Power Plasma). Mit dem jüngst entwickelten Verfahren ePD lassen sich Bauteile aus Kunststoffen metallisieren. Sie erhalten damit den heute beliebten Chrom-Look. Ehemals war dafür aufwendiges Galvanisieren mit einer Vielzahl an (für die Umwelt schädlichen) Chemikalien erforderlich.

Innovation schonen Ressourcen

Beschichtete Schneid- und Formwerkzeuge tragen dazu bei, anspruchsvolle Werkstoffe produktiver und wirtschaftlicher bearbeiten und formen zu können. Bei Auto- und Präzisionsbauteilen eröffnen Beschichtungen neue Designmöglichkeiten. Immer kleinere Komponenten halten nicht nur stärkeren Belastungen stand, sondern sind auch verlässlicher, langlebiger und wirtschaftlicher. Beispielsweise kann eine PVD-Beschichtung Balinit Protec industrielle Gasturbinenkompressoren vor Korrosion und Erosion schützen. Die Schicht verbessert zudem deutlich den Wirkungsgrad der Kompressoren.

Amorphe, wasserstofffreie Kohlenstoffbeschichtungen (a-C) Baliq Carbos und Baliq Carbos Star von Oerlikon Balzers bieten eine aussergewöhnliche Kombination aus hoher Härte, niedriger Reibung und Glätte für Bauteilpaarungen, die extrem hohem Kontaktdruck unterliegen und hohe Gleitgeschwindigkeiten zueinander haben. Die Schichten eignen sich deshalb beispielsweise in Hochleistungs-Motorsportfahrzeugen, speziell für Anwendungen wie Nockenwellen, Kolbenbolzen, Ventile, Ausheber und Schlepphebel. Die Schicht wird auch in der allgemeinen Industrie für Anwendungen wie Webblätter, Ventilplatten und Ventilschäfte sowie in pneumatischen Ventilen eingesetzt. Die Schichten werden mit der S3p-Technologie aufgebracht, die die Vorteile von Arc-Evaporation und Sputterverfahren kombiniert. Speziell für die Zahnmedizin ist die Beschichtung Balimed Ticana konzipiert. Sie ist speziell auf Zahn-Abutments und Dentalinstrumente abgestimmt und entspricht den strengen Forderungen der modernen Zahnmedizin, zum Beispiel hinsichtlich der Beständigkeit gegen Säuren. Die innovative Beschichtung sorgt zudem dank ihrer natürlich wirkende Zahnfleischfarbe für ein ästhetisches Erscheinungsbild.

Mehrfach nutzen

Speziell für Zerspanungswerkzeuge haben die Spezialisten in Balzers innovative Verfahren entwickelt, die das mehrfache Nachschleifen und erneute Beschichten von Hartmetallwerkzeugen ermöglichen. Mit den Schichten Balinit Pertura, Latuma und Altensa sowie Baliq Altinos versehene Werkzeuge können nun mit dem Verfahren inShape schonend für das Hartmetallsubstrat entschichtet werden. Schichtaufträge und Verunreinigungen werden gründlich entfernt. Dennoch bleiben die (Mikro-)Geometrien der Werkzeuge erhalten. Der Service «primeTreat» bietet spezielle Vor- und Nachbehandlungen, optional auch eine Präparation der Schneidkanten. Diese Verfahren sorgen für eine hocheffiziente Wiederaufbereitung von Reib-, Bohr- und Verzahnungswerkzeugen, die eng toleriert sind sowie eine hohe Oberflächengüte und Bearbeitungspräzision benötigen. Das betrifft beispielsweise Tieflochbohrer, Reibahlen und mit Minimalmengen geschmierte, hoch belastete Werkzeuge.

Forschung und Dienstleistung

Forschung und Entwicklung stehen im Zentrum der Unternehmensstrategie von Oerlikon Balzers. Sie werden überwiegend am Standort Liechtenstein vorangetrieben. Das Unternehmen betreibt eigene Beschichtungszentren in allen wichtigen Industrieregionen Europas, Amerikas und Asiens. Speziell auf medizintechnische Produkte ausgerichtet und nach ISO 13485 zertifiziert sind die Beschichtungszentren in Liechtenstein, in Brügg (Schweiz), in Cluses (Frankreich) und in Elgin (USA).

Darüber hinaus beraten und trainieren die Liechtensteiner Beschichtungsexperten Fertigungsbetriebe und deren Personal bei Investitionen in Beschichtungsanlagen und beim Integrieren der Anlagen und Prozesse in deren eigene Produktionsumgebung. - kmu - SMM

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