Hightech von der Rolle

Es gibt Produkte, denen man ihre Qualitäten auf den ersten Blick nicht ansieht. Drahtelekt-roden für die Schneiderosion gehören sicherlich dazu. Vielleicht auch deshalb, weil das profane Wort ¿Draht¿ nicht gerade auf anspruchsvolle Technologie hinweist. Hinzu kommt, dass die meisten Anwender die Drahtelektroden als Verbrauchsmaterial sehen, dessen Qualität schlichtweg vorausgesetzt wird: Man sieht auf den Kilopreis, der Rest passt schon. Es spricht sicherlich für die Hersteller, dass die Erodier-Anwender das Thema Schneiddraht so entspannt angehen können ¿ das zeigt einen sehr hohen Qualitätsstandard. Darüber hinaus steckt aber eine Menge mehr an Hightech-Potenzial in den Drahtelektroden. Davon konnten wir uns beim Heuchelheimer Technologie- und Marktführer Berkenhoff GmbH überzeugen.

Das Produktionswerk in Merkenbach ist die Urzelle der Berkenhoff GmbH. Seit der Gründung im Jahre 1889 beherrscht man hier das Feindrahtziehen, und bis auf den heutigen Tag bezieht das Unternehmen seine Kernkompetenz aus diesen Wurzeln. Fünf Geschäftsfelder sind es, auf denen die Produkte der Dachmarke bedra vermarktet werden: Funkenerosion, Elektronik, Schweißen, Medizintechnik und Spezialanwendungen heißen die Bereiche, die jeweils nach ganz speziellen Feindrahtlösungen fragen. Für Werkzeug- und Formenbauer ist der Name Berkenhoff bzw. bedra natürlich in dem Geschäftsfeld ein Begriff, das wir uns hier näher ansehen wollen, der Funkenerosion.
Etwa 50 Prozent des Berkenhoff-Geschäftes werden mit beschichteten Elektroden, Verbundelektroden und blanken Drahtelektroden für Anwendungen in der Schneiderosion gemacht. Das kommt nicht von ungefähr. Man hatte sich in Heuchelheim von Anfang an um die Schneiderosion gekümmert: In Zusammenarbeit mit Maschinenherstellern und wissenschaftlichen Instituten wurde die Technologie forciert und mit geprägt. Bis auf den heutigen Tag präsentiert sich das Unternehmen als Technologie- Schrittmacher. Ohne dieses frühzeitige Engagement des Unternehmens wäre die Funkenerosion sicherlich nicht da, wo sie heute ist. Ein Meilenstein war beispielsweise die Einführung beschichteter (ummantelter) Drähte, deren Markteinführung bzw. Werkstatttauglichkeit ein unbestrittener Verdienst der Hessen ist.  
Das Thema beschichtete Drähte, ohne Zweifel ist bedra hier Innovations- und Marktführer, eignet sich hervorragend, um die Bedeutung der Drahtelektrode für den Erodierprozess einerseits und die Entwicklungs- und Produktionskompetenz von Berkenhoff andererseits darzustellen. Dr.-Ing. Tobias Nöthe, Entwicklungsleiter EDM und designierter Werkleiter in Merkenbach hat sich schon an der Universität in Aachen mit der Thematik eingehendst befasst: ¿Wie bei jedem Werkzeug geht es auch bei der Drahtelektrode letztlich um Wirtschaftlichkeit in der Anwendung, also um Dinge wie etwa Schneidleistung oder Verschleißfestigkeit. Mit entsprechenden Beschichtungen lassen sich diese Eigenschaften gezielt beeinflussen.¿
Ein kleiner Blick zurück. Als Anfang der 70er mit dem ¿Schneiden¿ begonnen wurde, wurde mit Kupferdrähten gearbeitet. Kupfer schien ideal und man kannte die Kupferelektroden vom schon etablierten Senkerodieren. Man fand aber schon kurze Zeit später heraus, dass mit Messingdrähten deutlich höhere Schneidleistungen möglich waren  -  trotz der geringeren Leitfähigkeit. An der Uni Aachen wurde in Versuchen nachgewiesen, dass offensichtlich der Zinkanteil das entscheidende Kriterium für die Schneidleistungserhöhung war. Die geringe Verdampfungstemperatur des Zinks hatte offensichtlich günstigen Einfluss auf den Aufbau des Plasmakanals.  Messingdrähte sind bis auf den heutigen Tag die Bestseller im Erodierdrahtgeschäft, das Standardprodukt so zu sagen. Im Gegensatz zu den Kupferelektroden konnte die Schneidleistung mehr als verdoppelt werden.
Mehr Zink  -  mehr Schneidleistung, diese Gleichung gilt jedoch nur innerhalb gewisser Grenzen. Wenn der Zinkanteil einer Kupfer-Zink-Legierung etwa dazu führt, dass diese spröde und schlecht (oder gar nicht) kalt umformbar ist, ist nichts gewonnen. Wollte man also die Schneidleistung weiter erhöhen, musste man sich andere Strategien ausdenken, wie man das Zink in die Elektrode bringt. Das war, Anfang der 80er Jahre,  die Geburtsstunde der beschichteten Drähte für die Funkenerosion. Es wurde nochmals ein Leistungssprung von 40 % erreicht, indem auf einen Messing- oder Kupferkern eine Zinkschicht aufgebracht wurde. Und die Entwicklung ging weiter: Mit der Verfügbarkeit neuer Generatoren, die hohe Ströme schalten konnten, stellte sich heraus, dass, wenn hohe Leistung abgefragt wurde, es zu einer schnelleren Lösung der Zinkschicht kommen konnte. Dr. Tobias Nöthe: ¿Das war die Geburtsstunde der 4. Generation. Das Ziel war, außen einen hohen Zinkanteil zu haben, diesen aber fester an das Grundmaterial zu ¿binden¿. Diese Drähte haben eine mächtigere Funktionsschicht, die aus Messing besteht. Allerdings aus Messing mit einem sehr hohen Zinkanteil (etwa 50 %).¿ Eine Legierung wäre mit diesem hohen Zinkanteil nicht mehr verarbeitbar, mit dem Trick über die Funktionsschicht geht´s; Stichwort Diffusion.
Auf Basis dieser vier Drahtgenerationen gibt es im Hause Berkenhoff eine Auffächerung nach etwa 30 unterschiedlichen Drahttypen. Warum so viele? Marketingleiter Wilfried Bartels gibt Auskunft: ¿Diese Vielfalt ergibt sich schon aus der Breite der Anwendungen heraus; je nachdem ob Sie schnell schneiden, fein schneiden oder beispielsweise konisch schneiden wollen. Dann gibt es Anwendungen aus dem Bereich der Mikrotechnik, wo besonders dünne Drähte zum Einsatz kommen. Des weiteren werden nicht nur Stähle erodiert sondern zunehmend auch Sonderwerkstoffe. Auch hierfür gibt es spezielle Drahtelektroden.¿ Hinzu kommt aber auch, dass Berkenhoff schon immer eine sehr enge Partnerschaft zu den Maschinenherstellern hat. Maschinenspezifische Erodierdrähte für die OEM-Kunden sind das Kerngeschäft. Bartels dazu: ¿Es ist selbstredend äußerst wichtig, dass die Drähte auf den verschiedensten Maschinen laufen müssen. Das heißt, sie müssen auf die Systeme der Hersteller abgestimmt werden. Auch maschinenbauliche Einflussfaktoren, etwa   Einfädelmechanismen und Drahttransportsysteme erfordern Anpassungen von Elektrodenseite.¿ Apropos Maschinenhersteller. In Merkenbach stehen, jeweils in separaten Räumen, Erodieranlagen der drei besten OEM-Kunden für Applikations- und Entwicklungszwecke zur Verfügung. Auch ein Zeichen dafür, wie ernst man es bei Berkenhoff mit dem Thema Produktinnovation nimmt.
Angesichts der Erodierdraht-Technologie wie sie sich heute in Merkenbach darstellt, mag man kaum glauben, dass der ¿profane¿ Messingdraht weltweit das Hauptgeschäft ausmacht; Messing ist der Standarddraht im Schneiderodiergeschäft. Wilfried Bartels erklärt: ¿Da spielt sicherlich vordergründig der Kostenaspekt eine Rolle. Messingdraht ist zunächst billiger. Kostenrechnung ist jedoch ein sehr komplexes Thema, das unter anderem auch mit dem Maschinenstundensatz zu tun hat. Das muss wirklich jeder Anwender für sich rechnen. Wir sagen aber ganz klar: Der beschichtete Draht ist unterm Strich wirtschaftlicher. Hohe Präzision, hohe Oberflächenqualität und hohe Schneidleistung sind hierfür die ausschlaggebenden Faktoren.¿
Hier zeigt sich einmal mehr das Spannungsfeld, in dem sich das Produkt ¿Erodierdraht¿ bewegt: Auf der einen Seite Präzisionswerkzeug und auf der anderen Seite Verbrauchsmaterial, also Massenprodukt. Das stellt immense Anforderungen an die Produktion. Die Tatsache, dass mit Dr.-Ing. Tobias Nöthe der Entwicklungschef künftiger Werksleiter sein wird, deutet an, dass hier eines zum anderen gehört: Selten liegen Entwicklung und Produktion so eng beieinander wie bei der Herstellung von Feindrähten.
Womit wir bei einer weiteren Besonderheit der Berkenhoff GmbH wären: Vom ersten bis zum letzten Bearbeitungsschritt wird alles unter einem Dach hergestellt. Vom Schmelzen der Legierungen über das Stranggießen, Kaltwalzen, Glühen und Ziehen, bis hin zur Beschichtung der Drähte ist alles Sache der Berkenhoff-Spezialisten. In Merkenbach gibt es auch eine eigene Ziehstein-Aufbereitung, eine weitere, über die Jahrzehnte gewachsene Kernkompetenz des Unternehmens. Wilfried Bartels: ¿Wir arbeiten ausschließlich mit Naturdiamant und mit Ziehsteingeometrien, die sie nicht kaufen können.¿ Auch das ein Mosaiksteinchen für das Erreichen der bekannten Genauigkeiten der Erodierdrähte aus Merkenbach.
Reproduzierbare Qualität ist in diesem Geschäft das KO-Kriterium, wenn man darüber hinaus Reproduzierbarkeit im µm-Bereich leisten kann  ¿  umso besser. Aber das fordert die Fertigung. Dr. Nöthe: ¿Eine präzise Prozesssteuerung ist in unserer Produktion das A & O. Nehmen Sie als Beispiel unsere Beschichtung, wo wir in der Lage sind, Schichten im µm-Bereich zu steuern.¿ Hinzu kommt eine konsequente Qualitätssicherung. Über 30 Qualitätssicherungsprozesse begleiten die Produktion bis zur Auslieferung der fertigen Draht-Rollen. Übrigens: Das alles gilt nicht nur für die Produktion der EDM-Produkte von bedra. Wilfried Bartels stellt klar: ¿Wir können nicht so genau Draht ziehen, weil wir Feindrähte für die Funkenerosion machen; eher umgekehrt. Präzises Drahtziehen   -  das machen wir seit über hundert Jahren.¿

www.berkenhoff.de