Bedarf an Erodierbearbeitungen führte zu strategischen Entscheidungen.

„Präzision ist unsere Stärke.“

Mit großem unternehmerischen Gespür hat sich die GEWO Feinmechanik GmbH mit der Fertigung von Präzisionsteilen in Märkten mit hoher Innovationsdynamik erfolgreich etabliert. Die zunehmenden Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit, Qualität und Oberflächenbeschaffenheit an die immer komplizierter werdenden Werkstücke sowie das steigende Auftragsvolumen zur Produktion derartiger Präzisionsteile erforderten, den Maschinenpark sukzessive um Erodiermaschinen zu erweitern.

„Präzision ist unsere Stärke.“

Gegründet 1981 als Einzelgesellschaft durch das Ehepaar Georg und Marianne Woitzik, weist die Firmenchronik der GEWO Feinmechanik GmbH aus Wörth-Hörlkofen bei Erding einen steilen Weg zum heutigen Hightech-Unternehmen auf. Die Entwicklung von der Beschäftigung eines ersten Auszubildenden im Jahr 1982 bis zu einem heutigen Personalbestand von mehr als 400 Mitarbeitern und die vor kurzem erfolgte Erweiterung der Produktionsfläche auf über 16.200 m² spiegeln ein stetiges Wachstum wieder. Das nach wie vor familiengeführte Unternehmen hat sich auf die Fertigung komplizierter, aufwändig zu erstellender Bauteile für die Halbleiterindustrie, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik sowie den Forschungsbereich spezialisiert. Den größten Umsatz erwirtschaftet GEWO mit Auftraggebern aus Deutschland. Doch das sich kontinuierlich weiterentwickelnde Vertriebsnetzwerk hat auch im europäischen Ausland und in Japan Fuß gefasst. 1999 trat der Sohn Stefan Woitzik in das Unternehmen ein und sein Bruder Andreas Woitzik folgte ihm im Jahr 2000. Die Geschäftsführung Technik übernahm 2011 der Sohn Stefan Woitzik und seit 2014 bekleidet der weitere Sohn Andreas Woitzik die Position des Geschäftsführers Vertrieb. Nach der Wirtschaftskrise 2009 war das Unternehmen erneut auf Wachstumskurs, sodass 2013 in der unmittelbaren Nachbarschaft die Eröffnung des zweiten Werks erfolgte. Aus intralogistischen Überlegungen verblieben zunächst etwa 10 Prozent der Fräsmaschinen im Werk 1, um die dort gefertigten Drehteile ohne aufwändige Transporte der Fräsbearbeitung zuzuführen. Mit dem Umzug auch dieser Maschinen ins Werk 2 erhielt man weitere Expansionsflächen und insgesamt mehr Flexibilität.

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Um den Auftraggebern qualitativ hochwertige und extrem präzise Bauteile sowie auch Baugruppen termingerecht liefern zu können, verfügt die GEWO über einen beachtlichen, breitgefächerten Maschinenpark. Es gilt, die unterschiedlichsten Materialien zu bearbeiten: Titan, Edelstähle, diverse Stähle, spezielle Legierungen wie MU-Metall, Permenorm, Messing sowie Kupfer, aber auch Kunststoffe und Keramik. Zu der Vielzahl an CNC-Bearbeitungszentren mit Mehrachsen-Fräsmaschinen, zahlreichen CNC-Drehmaschinen, Erodier-, Schleif-, Polier- und Bohrmaschinen sowie Sägen kommen verschiedene Anlagen zur Teilereinigung hinzu. Bearbeitungen im Drehbereich erstrecken sich von der Herstellung präziser 0,3-mm-Bohrungen bis zum prozesssicheren Drehen in Durchmessern von 700 mm. Im Fräsbereich können Bauteile bearbeitet werden, die einen Verfahrbereich von 3000 x 3000 mm erfordern und es lassen sich kleinste Bohrungen in der Größenordnung von 89 µm realisieren. Im Bereich der Erodierbearbeitung kommen mehrere Drahterodiermaschinen sowie eine Senkerodiermaschine von Mitsubishi Electric zum Einsatz. Hier unterstützt ein 6-Achs-Roboter die Fertigung von Einzelteilen und Kleinserien.

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Die fachgerechte Integration elektrischer/elektronischer und pneumatischer Einheiten sowie der Einbau von Antrieben und Sensoren ergänzen die Tätigkeitsfelder des Unternehmens. Es stehen ESD-Arbeitsplätze (Electro Static Discharge) zur Montage von empfindlichen elektronischen Bauteilen zur Verfügung. Des Weiteren bieten Reinräume der ISO-Klasse 5 eine besonders staubfreie Montage. Vielfältige Reinigungs- und diverse Prüfverfahren wie Water-Break-Test, Partikelmessung oder Restgasanalysen stellen die Qualität der Reinigung sicher. In Ergänzung der Herstellung höchstpräziser Produkte runden die nicht unerheblichen Investitionen zur Qualitätssicherung die Kompetenz der GEWO ab und befähigen sie, den hohen Ansprüchen ihrer Auftraggeber –insbesondere aus der Halbleiterindustrie – gerecht zu werden.

Stefan Woitzik im Gespräch mit Josef Lanziger

Drahterodiermaschinen nachhaltig im Einsatz

„Die Phase zur Zeit der angespannten Wirtschaftslage 2009 nutzten wir, um uns mehr mit den Möglichkeiten der Erodiertechnologie vertraut zu machen. Dies erfolgte insbesondere vor dem Hintergrund, dass wir zunehmend einen steigenden Bedarf an Erodierbearbeitungen erkannten. Es handelt sich um komplizierte Bauteile mit filigranen Konturen, Koniken, Durchbrüchen, Ecken und kleinsten Radien, die eine hochpräzise Maßhaltigkeit mit besonderen Oberflächengüten erfordern. Hier weist das Erodieren gegenüber der konventionellen Zerspanung eindeutig Vorteile auf“, berichtet Stefan Woitzik. „Derartige Aufgabenstellungen wurden bis dahin an externe Fertigungsunternehmen vergeben. Doch mittlerweile wickeln wir diese Bearbeitung auch selbst sehr erfolgreich ab. Dennoch betreiben wir nach wie vor parallel ein Outsourcing an unsere Zulieferer.“ Noch 2009 erfolgte die Anschaffung von insgesamt vier Drahterodiermaschinen FA20S Advance von Mitsubishi Electric aufgrund des ausgezeichneten Preis-Leistungs-Verhältnisses. Sie wurden sukzessive einer sehr effektiven Auslastung zugeführt. Nach dem Generationswechsel der Drahterodiermaschinen auf die MV-Serie wurde der Maschinenpark um drei Maschinen vom Typ MV1200R erweitert.

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Die neue Generation brachte durch zusätzliche Funktionen wie gesteigerte Bearbeitungspräzision mittels der Tubular-Direktantriebe sowie weiterer Verbesserungen in der Prozesssicherheit, Reduzierung der Bearbeitungszyklen und des Energieverbrauchs wesentliche Fortschritte mit sich. So kann eine Eckenpräzision von ± 1 µm und eine Kreisformabweichung kleiner als 2 µm erzielt werden. Die verbesserte Generatorleistung ermöglicht eine höhere Produktivität. Beispielsweise lassen sich mit drei Schnitten Ra-Werte von 0,45 µm und mit vier Schnitten 0,28 µm erreichen. „Hinzu kam, dass sich die bereits mit den FA20S Maschinen zur Verfügung stehende automatische Drahteinfädelung nun über eine verbesserte Parametereinstellung merklich leistungsfähiger gestaltet“, merkt Josef Lanzinger, Abteilungsleiter Erosion im Hause GEWO, an. „Generell lassen sich Drähte mit 0,1 bis 0,3 mm Durchmesser verwenden. Doch mit der neuen Generation können wir auch Molybdän-Draht mit Durchmessern von 0,1 bis 0,2 mm einzusetzen. Diese Drähte werden genutzt, um eine Kupfer-Zink-Kontamination am Bauteil zu vermeiden.“ Die Maschinen von Typ MV1200R verfügen über einen Arbeitstisch von 640 x 540 mm und können Werkstücke mit Abmessungen von max. 810 x 700 x 215 mm und einem Gewicht von max. 500 kg aufnehmen. Die Verfahrwege (X, Y, Z) betragen 400 x 300 x 220 mm.

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Hohe Effizienz durch Roboterassistenz beim Erodieren

Im Erodierbereich agieren seit 2016 sehr eindrucksvoll ein PCam-Roboter, drei MV1200R und eine FA20S, ein Koordinatenmessgerät und eine Reinigungsanlage. Der 6-Achs-Roboter be- und entlädt die einzelnen Drahterodiermaschinen mit Roh- und Fertigteilen sowie Spannelementen aus einem Rotary-Magazin. Er unterstützt sehr effektiv die Fertigung von Einzel- und Serienteilen. Die Automatisierungslösung beinhaltet die Auftragsplanung, steuert die Abläufe und aktiviert die Maschinen. „Mit der PCam-Automationslösung können wir unter Einbindung unseres ERP-Systems sehr effizient die zu fertigenden Bauteile auf den Mitsubishi-Erodiermaschinen produzieren. Über die werksweite Maschinenvernetzung erhalten die Maschinen sowohl die benötigten Auftragsdaten, 3D-Daten als auch von der CAD/CAM-Software PCam/Wire die generierten NC-Programme“, stellt Stefan Woitzik die EDM-Automationszelle vor. „Im Sinne von Industrie 4.0 haben wir bereits 2013 eine Datenvernetzung aller Maschinen in unserem Hause angestrebt, sodass zum Beispiel Störungen wie fehlerhafte Prozesse oder Stillstände sofort erfasst und gemeldet werden. Zunächst wurde dies über die Telefonanlage und später über einen SIP-Client realisiert.“ Diese Session Initiation Protocols basieren auf Voice over IP. Die Inhalte werden dabei in einzelnen Datenpaketen über das Internet bzw. Intranet versendet.

Großes unternehmerisches Gespür.

Sollten Störungen auftreten, erscheinen unmittelbar entsprechende Meldungen auf dem Maschinen-Display. Ein zusätzliches Fenster liefert dem Bediener eine Problemanalyse sowie Hinweise auf zu ergreifende Maßnahmen.

Generationswechsel der Drahterodiermaschinen.

Es lassen sich sehr anschaulich über konfigurierbare Bearbeitungsparameter Auskünfte über Status und Fertigungszeiten der Bearbeitungen sowie den Betriebsmittelverbrauch und Wartungsbedarf abrufen. Darüber hinaus dient ein weithin sichtbares, überdimensionales Display zum komfortablen Monitoring aller Erodiermaschinen. Je Maschine wird eine Status-Ampel angezeigt, die beispielsweise signalisiert „alles im grünen Bereich“ oder mit aufleuchtendem „Rot“ eine Störung anzeigt. Weiterhin können auf einen Blick alle relevanten Auftragsdaten, Bearbeitungsprozesse sowie Laufzeiten und Fertigungsstände erkannt werden.

Erodiermaschinen vom Typ MV2400R unterstützen auch die Bearbeitung größerer Werkstücke

Auf dem Sektor des Drahterodierens zeichnete sich aufgrund von Kundenanfragen ab, dass man sich im Hause GEWO auch auf größere Bauteile, die teilweise auch Mehrfachbearbeitungen erfordern, einstellen musste. So lag es nahe, sich mit dem Leistungsprofil der größeren Mitsubishi Electric Maschinen vom Typ MV2400R auseinanderzusetzen. Diese Drahterodiermaschinen ermöglichen, Bauteile von 1050 x 800 x 295 mm aufzuspannen und im Bereich von 600 x 400 x 300 mm zu bearbeiten. Sie bieten im Prinzip den schon bekannten Funktionsumfang, das Leistungsvermögen sowie den vertrauten Bedienungskomfort der MV1200R. Diese nicht zu unterschätzenden Aspekte sowie die gesammelten positiven Erfahrungen bezüglich Sicherheit und Verfügbarkeit führten dazu, im Jahr 2018 zwei weitere Drahterodiersysteme vom Typ MV2400R Connect zu installieren.

Erhebliche Qualitätssteigerung.

Das innovative Antriebskonzept ’Tubular Shaft Motor’ aller MV-Drahterodiersysteme trägt erheblich zur Qualitätssteigerung der zu fertigenden Werkstücke bei. Denn die eingesetzte Lineartechnik sorgt mittels Magnetmotoren für angepasste, völlig rastfreie Bewegungen der Achsen, sodass ein sensibles Regelverhalten zu exakt regulierbaren Abläufen und Positionierungen führt. Dies bewirkt eine sehr genaue Drahtführung mit sauberen Schnitten. Die intuitive Bedienung der Drahterodiermaschinen gestaltet sich mit ’Natural User Interface’ als sehr komfortabel. Diverse Eingabemasken, 3D-Ansichten und Hilfestellungen auf dem 19“-Touchscreen der Maschine unterstützen das Bedienungspersonal. Dies erleichtert die Werkstückeinrichtung, das Ausmessen der Werkstückoberfläche mittels eines Messtasters sowie die automatische Kompensation des Neigungswinkels des Drahtes entsprechend der Position des zu bearbeitenden Bauteils. Selbst komplizierte Bearbeitungsschritte lassen sich in 3D kontrollieren.

Erhebliche Qualitätssteigerung.

Eine erste Zwischenbilanz ergab eine Reduzierung der Bearbeitungszeiten, der Betriebsmittel wie Erodierdraht, Deionisierharz und Filterpatronen sowie des Energieverbrauchs. Sollte zum Beispiel in einer personalfreien Schicht die Bearbeitung nicht eine ganze Nacht benötigen, schaltet die Maschine nach Fertigstellung alle Bereitschaftssysteme auf den ’Sleep Mode’ herunter. Dieser Vorgang ergänzt den ohnehin schon aufgrund der neuen Generatortechnologie gesenkten Energieverbrauch nochmals.

Senkerodieren nun auch im eigenen Hause

Im Oktober 2018 wurde der GEWO-Maschinenpark dann noch um eine Senkerodieranlage EA12S von Mitsubishi Electric ergänzt. Sie vermag bis zu 1000 kg schwere Bauteile mit einer maximalen Abmessung von 900 x 650 x 350 mm aufzunehmen und Bearbeitungen im Bereich von 400 x 300 x 300 mm durchzuführen. „Wir hatten zwar noch eine etwa 40 Jahre alte Senkerodiermaschine zur Verfügung, doch sie war technologisch nicht mehr zeitgemäß und nahm nur noch Platz weg. Es stand zwar die Überlegung an, diesen Bearbeitungsbereich komplett von Externen abwickeln zu lassen, doch letztlich fiel die Entscheidung, eine neue Maschine zur Senkerosion anzuschaffen. Ein gewichtiger Anspruch darin bestand, dass das Senkerodieren sehr effektiv auch zum Entfernen von festsitzenden Gewindebohrern oder von abgebrochenen Bohrern dient. Denn auf diese Weise kann die eigentliche Fertigung schnellstmöglich fortgesetzt werden“, kommentiert Josef Lanzinger. Zur Steigerung von Produktivität und Flexibilität der Bearbeitungssequenzen auf der Maschine kommt ein 20-fach-Elektrodenwechsler zum Einsatz. Des Weiteren steht eine C-Achse zur Verfügung, die frei programmierbar im Simultanbetrieb sowie auch rotierend eingesetzt werden kann. Es lassen sich höchst präzise Positionierungen der Elektrode vornehmen. Die C-Achse ermöglicht bei gewissen Anforderungen – etwa beim Auslenken – die Elektroden seitlich exakt zu positionieren. Außerdem kann mit der gleichen Elektrode von verschiedenen Seiten aus ins Bauteil gefahren werden.

Ein gewichtiger Anspruch.

„In unseren Investitionsentscheidungen sowie Erwartungen bezüglich Performance und Stabilität der Erodiermaschinen sehen wir uns bestätigt. Das betraf in der Vergangenheit schon die FA20S sowie nun auch die Maschinen aus der MV-Serie sowie die EA12S. Sie tragen zur Steigerung unserer Produktivität, technologischen Kompetenz sowie Wettbewerbsfähigkeit und letztlich zu Einsparungen bei. Es fallen nur geringe Instandhaltungskosten an und es ist eine sehr hohe Verfügbarkeit der Erodiermaschinen zu verzeichnen. Vielleicht gab es im Laufe der Jahre zwei- oder dreimal eine Situation, dass über Nacht oder am Wochenende eine Maschine zunächst aus ungeklärter Ursache stehen blieb. Doch es entstanden keine nennenswerten Ausfallzeiten“, reflektiert Stefan Woitzik. „Mit zur erfolgreichen Realisierung hat die konstruktive Unterstützung der versierten Verfahrenstechniker und Ingenieure von Mitsubishi Electric beigetragen. Wir sehen sehr zuversichtlich in die Zukunft. Denn mit unserem Know-how, welches wir aus den uns stets aufs Neue gestellten hohen Herausforderungen des europäischen Marktes gewinnen, sind wir auch auf dem weltweiten Markt gut aufgestellt.“

Firmengeschichte

• 1981 – Gründung der Firma GEWO Feinmechanik. Schon damals gehören namhafte Firmen wie Siemens und Agfa zum Kundenstamm.
• 1982 – Einstellung des ersten Auszubildenden.
• 1986 – Kauf eines Grundstückes von 3100 m² und Neubau eines Firmengebäudes mit ca. 1100 m² Nutzfläche.
• 1994 – Übernahme der Laborgerätefirma H. Hölzel GmbH.
• 2000 – Aufstockung des Mitarbeiterstamms auf 70 Mitarbeiter.
• 2004 – Erweiterung der Fräszerspanung für das Bearbeitungszentrum Matec 30P.
• 2009 – Es sind 135 Mitarbeiter bei GEWO beschäftigt. Die Produktionsfläche umfasst 6.500m².
• 2010 – Übernahme der Fa. Richard Staab GmbH & Co. inklusive der gesamten Belegschaft.
• 2011 – 30-jähriges Firmenjubiläum.
• 2013 – GEWO beschäftigt 250 Mitarbeiter.
• 2013 – Inbetriebnahme Werk 2 mit 10.000 m² Produktionsfläche.
• 2014 – Andreas Woitzik ist seit Juni 2014 mit seinem Bruder Stefan Woitzik Geschäftsführer.

Mit Innovationen auf Wachstumskurs

Lithographie-Optiken mit extrem ultraviolettem Licht (EUV) ermöglichen bereits heute eine Belichtung von Strukturen in einer Größenordnung von weniger als 20 Nanometern. Die zugehörige EUV-Technologie erhielt ihre Marktreife 2017 und eröffnete GEWO ein zukunftsweisendes Marktsegment. Diese neue Technologie ist für Chiphersteller und -nutzer von Bedeutung, denn sie nimmt Einfluss unter anderem auf Heimelektronik, Medizintechnik, Autonomes Fahren, Robotik und Künstliche Intelligenz. Im Auftrag von Zeiss fertigt die GEWO Feinmechanik GmbH Präzisionsteile für die Halbleiterindustrie. Für einen zweiten Kunden werden Elektronenstrahlsäulen gefertigt; diese dienen zur Kontrolle von Pixelfehlern in LCD-Fernsehern, Monitoren, Notebooks und Handys.

Im Jahr 2016 wurde der Geschäftsbereich GEWO 3D zur Entwicklung und Vertrieb von speziellen 3D-Druckern ins Leben gerufen. Diese Drucker sind für die additive Fertigung im Hochtemperaturbereich über 200 Grad für Kunststoffe wie PEEK konzipiert. Dieses Hochleistungsmaterial zeichnet sich durch chemische Beständigkeit, geringe Feuchtigkeitsaufnahme sowie große Haltbarkeit und Festigkeit aus. Die GEWO 3D-Drucktechnologie ermöglicht eine extrem hohe Reproduzierbarkeit des Druckprozesses, höchste 3D-Druck-Temperaturen zur Verarbeitung von Hochleistungskunststoffen und eine bis zu 10-fache Druckgeschwindigkeit im Vergleich zu ähnlichen 3D-Druckern. Im November wurde auf der formnext in Frankfurt die zweite Generation des GEWO 3D-Druckers vorgestellt.

Mit Ausbildungsprogramm den Nachwuchs generieren

„Zugegeben, mit der Bereitstellung unseres Ausbildungsprogramms in den Berufsbildern Feinwerkmechanik, Mechatronik, Fachinformatik, Industriekaufleute etc. sehen wir nicht ganz uneigennützig eine konsequente Förderung unseres Nachwuchses im Unternehmen. Darüber hinaus bieten wir ein duales Studium an. Im September 2019 konnten wir 24 neue Auszubildende begrüßen“, erläutert Stefan Woitzik das Ausbildungsangebot zur Generierung des kontinuierlichen Zuwachses der Belegschaft.

„Der größte Teil der Auszubildenden verbleibt im Hause, einige gehen in die Weiterbildung zum Meister bzw. Techniker oder streben einen Bachelor-Abschluss an. Erfreulicherweise können wir aus diesem Kreis auch Führungskräfte rekrutieren.“

Interview