Ultra-High Precision Machining at the Micron Scale

Bearbeitete Bauteile für Ultrapräzisionsgeräte – das Know-how erfahrener Handwerker prägt die Fabrik des Unternehmens Ohzen in Nagaoka, in der Präfektur Niigata.

Niigata ist eines der schneesichersten Gebiete der Welt, in dem jeden Winter meterhoher Schnee liegt. Das schneereiche Niigata hat in ganz Japan den Ruf eines Fertigungszentrums, besonders für Metallbearbeitung. Das Unternehmen Ohzen ist im Jahr 1973 gegründet worden. Seitdem beschäftigt es sich mit der Fertigung von Maschinenteilen durch Zerspanung. Eines seiner Kerngeschäftsfelder stellt die Fertigung von Bauteilen für hochgenaue Positioniertische dar. Hochgenaue Positioniertische werden im Bereich der Faseroptikmessung und anderen Prüfungsarten von Präzisionsgeräten eingesetzt. Sie bestehen aus einem Präzisionstisch, der auf einer linearen Führungsschiene montiert ist, damit sich dieser reibungslos auf einer geraden Linie bewegen lässt. Eine hohe Präzision (mit einem Genauigkeitsbereich von Hundertstel Millimetern) ist beim Zuschneiden von Bauteilen für diese Produkte grundlegend. Diese werden in der Regel aus Edelstahl, Gusseisen oder Aluminium gefertigt. Da Titan und Magnesium im Vergleich dazu schwer zu verarbeiten sind, werden die genannten Metalle auch aufgrund ihres leichten Gewichts verwendet. Die Herstellung dieser Teile erfolgt zunächst durch Zerspanung des Materials mit einer Genauigkeit von einem Hundertstel Millimeter (1 Mikrometer). Anschließend werden die Teile durch Polieren mit einer Genauigkeit von Tausendstel Millimetern feingeschliffen. Dieser Prozess der hochpräzisen Zerspanung und des Polierens erfordert die Erfahrung und Intuition eines Fachhandwerkers. Auch bei Ohzen gibt es einige Verfahren, an denen nur wenige ausgewählte Mitarbeiter mitwirken dürfen. Diese sind in der Lage, lineare Führungsschienen in nur einem Arbeitsgang zu schleifen – egal ob es sich dabei um eine Länge von nur wenigen Zentimetern oder rund 2 Meter handelt. Diese Führungsschienen werden oftmals aus Edelstahl gefertigt, welches bei Wärmeausdehnung verbogen wird und deshalb schwer zu verarbeiten ist. Durch die Kompetenz, die das Unternehmen während seiner mehr als 40 Jahre alten Geschichte entwickelt hat, können seine Fachhandwerker jedoch verwindungsfreie Führungsschienen von hoher Präzision herstellen, indem sie eine Seite nach der anderen zuschneiden. Takenori Ohmiya, Leiter der Produktionsabteilung, ist von den technischen Fähigkeiten des Unternehmens überzeugt: „Wir sind stolz darauf, dass sich die von uns gefertigten Teile für Dinge, wie japanische dreidimensionale Messgeräte und Elektronenmikroskope durch höchste Präzision – mit einer Genauigkeit von Tausendstel Millimetern – auszeichnen. Dafür ist dieses Know-how im Bereich der Metallbearbeitung erforderlich. Die Tatsache, dass diese Teile von erfahrenen Fachhandwerken hergestellt werden, ist wahrscheinlich der Grund dafür, dass wir mit der Fertigung für solche Präzisionsgeräte beauftragt werden.“

Ein Blick auf die Zukunft von Titan und Magnesium

Ohzen ist darüber hinaus aktiv im Bereich der Bearbeitung von schwer zerspanbaren Materialien, wie Titan und Magnesium, tätig. Titan ist als ein starkes und leichtes, aber auch hartes und schwer zerspanbares Metall bekannt. Ohzen verarbeitet zudem lange Präzisionstische aus Titan. Die Fähigkeit des Unternehmens, diese mit der gleichen hohen Präzision zu schneiden und zu schleifen wie Produkte aus anderen Metallen, ist eines seiner größten Stärken. Durch diese Art der fachmännischen Verarbeitung hat Ohzen die Aufmerksamkeit von Motorradfans erregt. Es setzte seine Fachkompetenz im Bereich der Titanzerspanung für die Fertigung von Kupplungs- und Ganghebeln für amerikanische Motorräder als internes Projekt ein. Dies stellte eine Herausforderung dar, die die Fertigkeiten seiner jüngeren Handwerker verbessern sollte – mit dem Ziel der Betonung, wie der Ersatz gewöhnlicher Kupplungs- und Ganghebel aus Edelstahl durch Titanteile für ein leichteres Gewicht und eine veränderte Haptik der Geräte sorgten. Es war zuerst nur als unabhängiges Projekt angedacht, ohne die Absicht, die Teile zu verkaufen. Diese wiesen jedoch eine so unerwartet gute Qualität auf, dass sie die Aufmerksamkeit von Motorradfans und den amerikanischen Partnern des Unternehmens auf sich zogen. Dies ebnete den Weg für Aufträge von kundenspezifischen Einzelteilen. Das Unternehmen hat sich zudem beim Ausbau seiner Fähigkeiten in der Bearbeitung von Magnesium als gefährliches Material aufgrund der Entflammbarkeit seiner Späne die technische Beratung von externen Sachverständigen zu Nutze gemacht. Es ist nun in der Lage, hochpräzise Arbeiten mit Magnesium auszuführen, wie Zerschneiden und Gewebeverarbeitung. Ohmiya erklärt, dass das Unternehmen sich darum bemüht „unsere Fähigkeiten weiter zu perfektionieren, weil wir erwarten, dass die Nachfrage an Titan und Magnesium für Produkte wie Flugzeuge und Gerätegehäuse, bei denen ein geringes Gewicht unabdingbar ist, steigen wird.“

Von Mikro zu Makro: Die Fusion von traditioneller Handwerkstechnik und modernster Datenverarbeitung

Ohzen ist sowohl in der Lage, große und schwere Stücke, wie Fundamente für Produktionsanlagen, als auch Bauteile mit einer Größe von gerade einmal 1.500 mm X 2.000 mm zu verarbeiten. Die meisten Unternehmen im Bereich der Zerspanungstechnik konzentrieren sich dagegen entweder auf große oder kleine Produkte. Die Fähigkeit von Ohzen, Teile jeglicher Größe herzustellen – von der kleinsten bis zur größten – stellt so einen großen Vorteil für diejenigen Hersteller dar, die bei dem Unternehmen Bestellungen aufgeben. Darüber hinaus ist die Muttergesellschaft von Ohzen ein wichtiger Werkzeughersteller für Produkte wie Hartmetallbohrer. Das Feedback in Bezug auf die Gebrauchsbedingungen für Werkzeuge für die reale Nutzung der Produkte ist ein wichtiger Bestandteil seiner erstklassigen, technischen Fähigkeiten und seinem schnellen Kundenservice. Des Weiteren profitiert das Unternehmen aufgrund seiner Partnerschaft mit einem Universitätslabor für Maschinenbau von dem technischen Know-how der erfahrenen Fachkräfte im Bereich der Messtechnik, Belastungsprüfungen und anderen objektiven Daten, um so die Qualität seiner Arbeit zu verbessern. Zudem hat das Unternehmen die „Nagaoka-Gruppe“ ins Leben gerufen, die örtlich ansässige Anbieter in Bereichen wie Zerspanung, Montage und Wärmebehandlung zusammenbringt – mit dem Ziel, eine Organisation zu gründen, die sich gegenseitig mit Beratungsleistungen bezüglich der Abwicklung bestimmter Projekte und kurzer Auslieferungszeiten unterstützt. Ohzen verfügt über englischsprachiges Personal, das rund um die Uhr vor Ort ist, um mit ausländischen Herstellern per E-Mail oder Telefon zu kommunizieren. Ohmiya erklärt: „Wir haben damit begonnen, uns aktiv um Aufträge aus dem Ausland zu bemühen. Zudem freuen wir uns auf die Zusammenarbeit mit Unternehmen ohne eigene Fertigungsstätte und Unternehmen aus anderen Branchen. Wir sind danach bestrebt, Ihnen Lösungen für jede Metallart bzw. besondere Metallbearbeitung oder Präzisionsverarbeitung zu bieten und freuen uns auf ein Gespräch mit Ihnen.“