Werkzeuge - dünner als menschliches Haar

Die einfallsreiche Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrik ist Träger des „Landes-Innovationspreises 2021"

Als sich im 18. Jahrhundert der schottische Erfinder James Watt (1736-1819) daran machte, seinen Traum von der Dampfmaschine zu verwirklichen, stand er unter anderem vor dem Problem: Wer kann die Zylinder der Maschine so exakt gießen und ausbohren, dass sich darin ein vom Wasserdampf angetriebener Kolben ohne Reibung hin und her bewegt? Etliche Metallarbeiter waren mit der Konstruktion schon gescheitert, ehe es der Eisenhüttenbesitzer John Wilkinson schließlich schaffte. Doch laut der Fachzeitschrift „MM MaschinenMarkt“ dauerte dieses Ausbohren fast einen Monat. Heute drehen, fräsen oder bohren sich moderne Werkzeuge durch alle Arten von Materialien in Sekundenschnelle und in höchster Präzision. Ein Werkstoff, der diese Entwicklung wesentlich ermöglicht hat, ist Hartmetall. Entwickelt vor allem von der Firma Krupp in den 1920er Jahren ist die Legierung aus Metall und Keramik fast so hart wie Diamant. „Bauteile aus Hartmetall sind enorm verschleißfest, extrem langlebig und sehr individuell einsetzbar“, erklärt Stefan Zecha (Titelbild: rechts). Außerdem hat Hartmetall stark dazu beigetragen, dass Werkzeuge inzwischen so klein sein können, dass man sie mit bloßem Auge oft nicht mehr sieht. Und genau in dieser Verbindung von hart und winzig ist Zecha erfolgreich unternehmerisch tätig.

In Königsbach-Stein am Nordrand des Schwarzwalds leiten er und sein geschäftsführender Mitgesellschafter Reiner Kirschner (Titelbild: links) ein Unternehmen, das zu den Pionieren und Trendsettern im Bereich der Mikrozerspanungs-, Stanz- und Umformwerkzeuge zählt: die Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH. Neben Hartmetall entstehen die Werkzeuge heutzutage vor allem mit Diamantbeschichtung und aus dem ebenfalls ultraharten Schneidstoff CBN (Kubisches Bornitrid). Für Kunden aus der Medizin-, Dental- und Uhren-Industrie oder im Werkzeug- und Formenbau fertigt Zecha Mikrowerkzeuge für alle möglichen Arten der Zerspanung und Umformung. Damit lassen sich Stahl, Aluminium oder Kunststoff mit minimalen Durchmessern im μ-Bereich unter anderem bohren, stanzen oder mit Gewinden versehen. 

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Fertigung im μ-Bereich: Mit hochpräzisen Maschinen entstehen die Mikrowerkzeuge.

Die Werkzeuge werden etwa in der Produktion von Steckern, Elektroden, Uhrwerken oder Implantaten verwendet. „Beim Einsatz von Fräsern mit wenigen Zehntel-Millimetern Durchmesser herrschen völlig andere Bedingungen als bei herkömmlichen Dimensionen“, betonen Zecha und Kirschner. Solche Werkzeuge herzustellen, verlange ein Höchstmaß an Kompetenz – „denn die Geometrien normalgroßer Werkzeuge können nicht einfach in den Mikrobereich herunterskaliert werden“. Wie hoch dabei die Qualität im Umgang mit kleinsten Dingen ist, hat Zecha 2020 an einem zwar allgegenwärtigen und dennoch ungewöhnlichen Objekt demonstriert – einem menschlichen Haar. Darauf gelang es dem Winzlings-Produzenten, einen Schriftzug einzufräsen. Der dünnste Fräser, den das Unternehmen herstellt, ist sogar nur etwa ein Zehntel so dick wie ein Haar. Für seinen Ideenreichtum hat Zecha den „Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2021“ erhalten, den „Dr. Rudolf-Eberle-Preis“. Das Landes-Wirtschaftsministerium würdigte die Weiterentwicklung von Werkzeugen mit Diamantbeschichtungen, die durch eine Laserbearbeitung außergewöhnlich lange verwendet werden können. „Zum Beispiel in der Bearbeitung von Kupfer erlangen unsere Kunden damit eine um den Faktor 400 verlängerte Standzeit“, erläutert Zecha, der auch Vorsitzender des Fachverbands Präzisionswerkzeuge im Branchenverband VDMA ist.

Ursprung aus einem Kinderzimmer heraus
Angefangen hat sein Unternehmen einst im wahrsten Sinne des Wortes aus einer Kinderstube heraus. Stefan Zechas Vater Erwin erkannte in den 1960er Jahren die Vorteile von Hartmetall, weil er als Werkzeugmachermeister viel für die Uhrenindustrie arbeitete. Sie setzte schon damals geschliffene Teile aus Hartmetall ein. „Anfangs fand die Produktion in der Wohnung meiner Eltern statt, sogar die Kinderstube wurde dafür ausgeräumt“, erinnert sich Zecha. Seit 1995 leitet er das Familienunternehmen, Reiner Kirschner nahm er für die Geschäftsführung dazu, „weil er sich in der Stanztechnik am besten auskannte“. Inzwischen steht schon die nächste Generation in den Startlöchern, berichten die Firmenchefs. Zechas Sohn studiert nach einer dualen Ausbildung im Unternehmen Internationales Management und Entrepreneurship, die Tochter Kirschners ist nach einem Abschluss als „Bachelor of Science“ bereits im Bereich Forschung und Entwicklung tätig.

Nur 800 Meter vom Ursprung entfernt verfügt Zecha heute in Königsbach-Stein über einen modernen Firmensitz, in Schwäbisch Gmünd steht ein weiteres Werk und hinzu kommt eine Minderheitsbeteiligung an der „Zecha Precision Tools“ in Indien. Insgesamt beschäftigt der Mittelständler in Deutschland rund 200 Mitarbeiter.

Wer einen Blick in die Produktion in Königsbach-Stein werfen darf, sieht hochmoderne CNC-Werkzeugmaschinen, High-End-Mess- und Prüftechnologien. Etwa 80 Prozent dieser Präzisions-Maschinen stammen aus der Schweiz, die neben Deutschland auch zu den Hauptabsatzmärkten gehört. Der Beobachter erkennt zudem, wie Mitarbeiter immer wieder Teile aus den Maschinen herausgreifen und regelrecht unter die Lupe nehmen. „Der Kopf vor der Maschine entscheidet immer noch“, stimmen Kirschner und Zecha überein. „Nur so sind die Maschinen perfekt eingerichtet.“ Trotz allem technischen Fortschritt – wie zu den Zeiten von James Watt ist das Können des Menschen noch immer ein wesentlicher Faktor. Auch das macht die Firma Zecha deutlich.

Christoph Ertz

zecha.de

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