Höchst anspruchsvolle Produkte und Dienstleistungen kennzeichnen das Portfolio der Ferrum AG: Neben Zentrifugen für die pharmazeutische und chemische Industrie produziert das Unternehmen Dosen-Verschliessautomaten für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Die Giesserei zählt zu den modernsten Produzenten von Grau- und Sphäroguss. Autowaschanlagen und Fahrzeugwaschstrassen für Pkws und Nutzfahrzeuge, Waschanlagen für Textilien und vollautomatische Verwaltungs- und Ausgabesysteme für Berufsbekleidung sind ein weiterer Bereich des Unternehmens mit seinen insgesamt etwa 420 Mitarbeitern.

Ein weiterer zentraler Unternehmensteil ist der Geschäftsbereich „Produktion“. Die Kernkompetenzen der Produktion liegen in der spanabhebenden Bearbeitung von hochlegierten, säurebeständigen Werkstoffen sowie in der Herstellung von Präzisionsteilen. Man bedient hauptsächlich interne Geschäftsbereiche, aber auch externe Kunden. Die wesentlichen Komponenten der Zentrifugen und der Konservenverschliessautomaten werden hier gefertigt. Man unterstützt die Engineering-Abteilungen der anderen Geschäftsbereiche und übernimmt die Arbeitsvorbereitung. Ein Teil der Halbfabrikate aus der Ferrum-Giesserei wird in der Produktion bearbeitet. Hier wird mitentschieden, ob das Unternehmen als Ganzes erfolgreich operieren kann.

Umfassende Reorganisation mit Walter-Werkzeugen

Vor etwa zwei Jahren begann man bei der Ferrum AG, den Kernbereich Produktion neu aufzustellen und tätigte Investitionen im Wert von rund 6 Millionen Schweizer Franken. Sämtliche Prozesse und Arbeitsabläufe kamen und kommen sukzessive auf den Prüfstand. Werkzeuge auf dem neuesten technologischen Stand wurden angeschafft und Bearbeitungsstrategien grundlegend neu überdacht. Letzteres geschah mit aktiver Unterstützung der Anwendungstechniker de Walter (Schweiz) AG.

Robert Gadient, Geschäftsbereichsleiter „Produktion“ der Ferrum AG, stellt fest: „Wenn wir die Entwicklung der letzten anderthalb Jahre betrachten, in denen unsere Mitarbeiter permanent gemeinsam mit den Walter-Anwendungstechnikern Bearbeitungsstrategien ausarbeiten, diskutieren und zum Einsatz bringen, dann haben wir in dieser Zeit die Durchlaufzeiten um durchschnittlich 30 bis 35 Prozent verringert.“ Der Bereichsleiter der Ferrum-Produktion ergänzt, welche grundlegende Bedeutung solche Fortschritte haben: „Ein Betrieb, der in der Schweiz spanend fertigt, ist nur mit der neuesten Technologie gewinnbringend zu positionieren. Die einzige Möglichkeit, uns an diesem Standort erfolgreich zu behaupten, ist die Anwendung modernster Werkzeuge, eine schnellstmögliche Zerspanung mit High-End-Maschinen in Verbindung mit hochqualifizierten Mitarbeitern.“

Umfassendes Know-how bei schwer zerspanbaren Materialien

Die Materialien, die hier zerspant werden müssen, haben es in sich. Neben Grau- und Sphäroguss handelt es sich vor allem um schwer zerspanbare rostfreie Stähle, die den Anforderungen der Lebensmittelindustrie sowie der chemischen und pharmazeutischen Industrie gerecht werden müssen. Säure- und Meerwasserbeständigkeit sowie Lebensmittelechtheit sind gängige Anforderungen an die Teile aus hochlegierten, oftmals exotischen Werkstoffen. Torsten Heim, Leiter des Werkzeugmanagements in der Produktion von Ferrum, stellt fest: „Für eine wirtschaftliche Bearbeitung dieser Materialien ist ein grosses Werkzeug-Know-how notwendig. In den letzten beiden Jahren haben wir dieses Know-how in einer intensiven Zusammenarbeit mit Walter aufgebaut. Früher wurde hier hauptsächlich mit HSS-Werkzeugen gearbeitet. Diese Zeiten sind definitiv vorbei. Wir sind auf die Tiger·tec-Technologie von Walter umgestiegen und haben damit sehr gute Ergebnisse erzielt.“

Eine Herausforderung ist auch die Vielfältigkeit der Bearbeitungsaufgaben im Fräsen, Drehen und Bohren. Nicht die Serie, sondern individuelle Teile sind hier an der Tagesordnung. Vor allem im Bereich der Grossteile bewegen sich die Losgrössen zwischen einem und maximal zehn Teilen. Bei Drehteilen und Halbfabrikaten kommen Kleinserien von bis zu 250 Teilen vor. Mehr als 27000 verschiedene Teile werden in der Ferrum-Produktion gefertigt, ein Spektrum, das nur wenige andere Unternehmen weltweit abdecken. Hinzu kommt die hohe Präzision, die in der Zentrifugentechnik absolute Reinheit und höchste Verfügbarkeit gewährleisten muss. Ein Beispiel ist die Konserventechnik, mit der 3000 Dosen pro Minute in einer Abfüllanlage reibungslos verschlossen werden können.

Die Philosophie der Reorganisation

Um diese anspruchsvollen Produkte wirtschaftlich fertigen zu können, wurde nicht nur in neue Maschinen und neue Werkzeuge investiert. Eine ganzheitliche Betrachtung von Equipment, Prozessen und Menschen ist heute im Unternehmen etabliert. Im Mittelpunkt steht das Zusammenspiel sämtlicher Komponenten und Aspekte des Fertigungsbetriebs. Stefan Weber, Anwendungstechniker der Walter AG in der Schweiz, verweist zum Beispiel auf das Zusammenspiel von Werkzeug und Maschine: „Die Dynamik und Performance der Maschine muss dem heutigen technologischen Stand entsprechen, damit unsere Werkzeuge bis ans Limit ausgefahren werden können. Da der Maschinenpark bei Ferrum in weiten Teilen erneuert wurde, kommen die Stärken unserer Werkzeuge hier voll zur Geltung.“ Dabei lieferte Walter nicht einfach nur die Werkzeuge. Walter Laib, ebenfalls Anwendungstechniker bei Walter in der Schweiz, schildert: „Unsere Aufgabe war es auch, die Prozesse mit unseren Werkzeugen weiter zu optimieren, um Reduktionen bei den Kosten pro Werkstück zu erreichen, die Durchlaufzeiten zu verringern und die Prozesssicherheit zu gewährleisten. Wir haben daher über die Werkzeugauswahl, die Programmierung oder etwa die Aufspannung die Prozesse auf den neuen Maschinen an das obere Limit getrieben.“ Für Robert Gadient, Leiter der Ferrum-Produktion, muss die Gesamtphilosophie stimmen, in der die Mitarbeiter eine wesentliche Rolle spielen: „Als wir vor zwei Jahren mit der Neuausrichtung der Produktion begonnen haben, wurden viele neue Komponenten, wie etwa ein neues Tool-Management, neue Strukturen und Abläufe eingeführt und miteinander kombiniert. Um dies umsetzen zu können, brauchen wir hochmotivierte Mitarbeiter. Denn ein Werkzeug zu kaufen ist eine Sache, die Maschine laufen zu lassen eine andere. Die Mitarbeiter müssen mitziehen. Sie dürfen keine Angst haben und daher nur einen Vorschub von 50 Prozent einstellen. Wenn hier ganze Versuchsreihen gefahren werden, bis man das optimale Werkzeug und die besten Prozessparameter gefunden hat, so schafft dies Vertrauen. Unseren Mitarbeitern wird damit von den Walter-Werkzeugfachleuten sukzessive das Know-how vermittelt, das sie für ihre Arbeit benötigen.“

Gewünschtes Ergebnis mit Tiger·tec-Technologie

In einer ganzen Reihe von konkreten Projekten hat sich diese Philosophie bereits ausgezahlt. Beim Drehen von Siebzylindern für die Zentrifuge einer Meerwasserentsalzungsanlage konnten die Standzeiten der Werkzeuge spürbar erhöht werden. Die Werkzeugkosten verringerten sich um mehr als 20 Prozent. Die Prozesssicherheit wurde erheblich verbessert. Der Nickel-Molybdän-Stahl 1.4462 stellte dabei extreme Anforderungen an das Werkzeug. In einer Reihe von Versuchen mit verschiedenen Wendeschneidplatten tastete man sich gemeinsam an die optimalen Werte heran. Die Walter Tiger·tec-Platte in der Schneidstoffqualität WSM30 brachte schliesslich die gewünschten Ergebnisse. Die Wendeplatte beschichtet mit Aluminiumoxid im PVD-Verfahren eignet sich vor allem für rostfreie Stähle (ISO M), Superlegierungen (ISO S) und Stahl (ISO P). Erhöhte Verschleissfestigkeit, Temperaturbeständigkeit und Prozesssicherheit zeichnen diese Mehrbereichssorten aus. Eine scharfe Schneidkante sorgt für gratfreie Bauteile und verminderte Aufbauschneidenbildung.

Auch die Drehbearbeitung von Zentrifugentrommeln mit Durchmessern von 1,60 Metern und einer Höhe von 1,20 Metern aus schwer zerspanbarem rostfreiem Material wurde optimiert. Gemeinsam mit den Walter-Anwendungstechnikern wurde eine Lösung mit der Sonderanfertigung einer Werkzeugaufnahme entwickelt, in die zwei Drehmeisel gespannt werden können. Das Ziel war einerseits die Reduktion von Ausschuss bis zur Null-Fehler-Produktion, da der Drehling einer solchen Trommel einen Wert von 50000 bis 70000 Franken hat. Das neue Werkzeugkonzept ordnete sich zum anderen in eine völlig neue konzeptionelle Auslegung der Dreherei mit neuen Maschinen und Arbeitsabläufen ein. So konnten auch die Durchlaufzeiten um 15 Prozent reduziert werden, was bei solch grossen Teilen mit Bearbeitungszeiten von drei bis sechs Stunden und einem Maschinenstundensatz von durchschnittlich 170 Franken ordentlich zu Buche schlägt.

Im Fräs- und Bohrbereich wurden die Prozesse noch deutlicher beschleunigt – um 35 Prozent beim Bohren und sogar um 50 Prozent beim Fräsen. Zwei neue Bearbeitungszentren im Wert von sechs Millionen Schweizer Franken sind die bislang letzte grosse Investition in der Produktion. Sie sind ausgestattet mit einem Palettiersystem, einem Null-Punkt-Spannsystem mit einer Spanngenauigkeit von fünf Tausendstel Millimetern und einem Werkzeugmagazin mit 300 Speicherplätzen. Auf einer der beiden Maschinen wird ein Begasungs- und Bedampfungsrotor für die Konserventechnik aus rostfreiem säurebeständigem Stahl bearbeitet. Der High-Performance-Weitwinkelfräser F2330 von Walter, mit dem mittels einer Zirkularbewegung eine Bohrung ins Volle erfolgt, sorgt mit geringen Schnitttiefen und hohen Vorschüben für eine optimale Abtragleistung. Für tiefe Bohrungen kommt der Xtra·tec-Bohrer B 4015 mit der neuen Bohrspitze P 6003 zum Einsatz. Auf den modernen Bearbeitungszentren kommen die Potenziale dieser neuen Werkzeugtechnologie voll zur Geltung. In Verbindung mit einer durchdachten Bearbeitungsstrategie und -programmierung konnte die Bearbeitungszeit des Begasungsrotors von 12 auf 3,5 Stunden reduziert werden.

Mehr als ein Werkzeuglieferant

An der Schwestermaschine wird ein Achslager aus Grauguss für die Schweizer Bundesbahn gefräst und gebohrt. Auch dieser Prozess wurde gemeinsam mit den Walter-Anwendungstechnikern entwickelt – von der Werkzeugauswahl über die Aufspannungslösung bis hin zur Programm- und Prozessoptimierung. Dabei wurden die Möglichkeiten des grossen Werkzeugmagazins ausgereizt und das innovative Werkzeugmanagement berücksichtigt. In der schwierigen Bearbeitungssituation, in der teilweise schwer zu bearbeitender Grauguss mit sehr langen Werkzeugen bei ungünstigen Aufspannungsverhältnissen gefräst werden muss, kommt nun der Rundplattenfräser F2334 zum Einsatz, der prozesssicher mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 9’000 Millimetern pro Minute arbeitet. Die Durchlaufzeiten für die Achslager wurden so um 45 Prozent gesenkt. Das neue Maschinen-Werkzeug-Konzept erlaubt es zudem, die Maschine während der Bearbeitungszeit zu rüsten und sicher mannlos zu betreiben. Geschäftsbereichsleiter Robert Gadient stellt zufrieden fest: „Durch diese Anstrengungen, die optimierten Prozesse und die Erkenntnisse in der Zerspanung können wir heute auch externen Kunden, wie beispielsweise der Schweizer Bundesbahn, Angebote zu sehr interessanten Preisen machen.“

Aufgrund dieser Erfolge hat sich der Einsatz von Walter-Werkzeugen bei Ferrum in den letzten zwei Jahren verzehnfacht. „Die Zusammenarbeit hat sich bewährt und wird weiter ausgebaut“, sagt Torsten Heim, Leiter des Werkzeugmanagements der Ferrum-Produktion. Und Geschäftsbereichsleiter Gadient nennt zwei weitere wichtige Gründe für die Zusammenarbeit mit Walter: „Das Preis-Leistungsverhältnis stimmt. Hier haben einige Konkurrenten Mühe mitzuhalten. Die Verfügbarkeit und Kompetenz der Anwendungstechniker von Walter ist sehr hoch. Die Werkzeuge, die wir im Notfall brauchen, bringen sie gleich mit. Die Walter-Mitarbeiter sind sofort zur Stelle, wenn wir sie brauchen.“