Metallverarbeitung für anspruchsvolle Industrieanwendungen in der Schweiz

Metallverarbeitung als Grundlage für Schweizer Industriebranchen

Metallverarbeitung ist eine zentrale Grundlage für den Maschinen- und Anlagenbau, die Fahrzeug- und Bahnindustrie, den Stahlbau, die Energie- und Umwelttechnik sowie viele weitere Branchen in der Schweiz. Präzision, Rückverfolgbarkeit und die Einhaltung schweizerischer und europäischer Normen stehen dabei im Vordergrund – von der Werkstoffauswahl über die Fertigung bis zur Qualitätssicherung.

Werkstoffkunde: Stähle, NE-Metalle und Legierungen

Die Grundlage jeder Metallverarbeitung ist die Werkstoffkunde. In der Schweiz kommen vor allem unlegierte und niedriglegierte Stähle, hochlegierte rost- und säurebeständige Stähle, Aluminium- und Kupferlegierungen sowie Titan und Speziallegierungen zum Einsatz. Für NE-Metalle (Nichteisenmetalle) wie Aluminium, Kupfer, Messing oder Bronze sind Eigenschaften wie Dichte, Korrosionsbeständigkeit, elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie Umformbarkeit entscheidend.

Die Auswahl des Werkstoffs erfolgt nach mechanischen Kennwerten (Streckgrenze, Zugfestigkeit, Härte), dem Temperatur- und Korrosionsverhalten sowie den geforderten Toleranzen und Oberflächen. Für Bauteile im Maschinen- und Anlagenbau, im Stahlbau oder in der Medizintechnik werden häufig Normwerkstoffe nach EN- und ISO-Normen eingesetzt, um internationale Vergleichbarkeit und zuverlässige Beschaffung zu gewährleisten.

Fertigungsverfahren: Spanen, Umformen, Giessen, Trennen und Fügen

In der spanenden Fertigung werden Bauteile durch Drehen, Fräsen, Bohren oder Schleifen aus Vollmaterial oder Halbfabrikaten hergestellt. Moderne CNC-Bearbeitungszentren ermöglichen komplexe Konturen, hohe Wiederholgenauigkeit und kurze Durchlaufzeiten – von Einzelteilen im Werkzeug- und Formenbau bis hin zu Serienkomponenten für die Fahrzeugindustrie.

Umformverfahren wie Biegen, Tiefziehen, Walzen oder Schmieden nutzen das plastische Verformungsverhalten von Metallen, um belastbare Strukturbauteile für den Stahlbau, die Landtechnik oder die Energie- und Umwelttechnik zu erzeugen. Giessverfahren kommen überall dort zum Einsatz, wo komplexe Geometrien und wirtschaftliche Serienfertigung gefordert sind, etwa bei Gehäusen in der Elektrotechnik oder Komponenten in der Chemie- und Prozessindustrie.

Trennverfahren reichen vom klassischen Sägen und Stanzen bis hin zum Laser-, Plasma- oder Wasserstrahlschneiden. Fügetechniken wie Schweissen, Löten, Kleben und mechanische Verbindungselemente (Schrauben, Nieten, Clinchen) sind entscheidend für Schweissbaugruppen im Anlagenbau, Rohrleitungssysteme in der Prozessindustrie oder Montagebaugruppen im Fahrzeug- und Maschinenbau.

Additive Fertigung und Pulvermetallurgie

Additive Fertigung mit Metallpulvern etabliert sich in der Schweiz zunehmend als Ergänzung zu klassischen Verfahren. Dienstleister und Produktionszentren bieten 3D-Metalldruck für Prototypen, Funktionsmuster und Kleinserien an – insbesondere für den Maschinen- und Anlagenbau, die Medizintechnik sowie die Luft- und Raumfahrt.

Pulvermetallurgie ermöglicht Bauteile mit spezifischen Eigenschaftsprofilen, zum Beispiel poröse Strukturen für Implantate, Leichtbaukomponenten mit optimierter Bionik-Geometrie oder integrierte Kühlkanäle in Werkzeugen. Konstruktion und Fertigung müssen dabei eng verzahnt sein: Topologieoptimierung, Stützstrategien und nachgelagerte Bearbeitungsschritte wie Fräsen, Schleifen oder Wärmebehandlung werden bereits in der CAD/CAM-Phase berücksichtigt.

Oberflächentechnik: Beschichten, Härten, Schleifen, Polieren

Oberflächenbehandlung ist für Verschleissschutz, Korrosionsbeständigkeit, Reinigbarkeit und optische Anforderungen zentral. In der Metallverarbeitung kommen unter anderem folgende Verfahren zum Einsatz:

• Thermische und chemische Härteverfahren für hochbelastete Werkzeuge und Verschleissteile
• Galvanische und chemische Beschichtungen für Korrosionsschutz und elektrische Kontaktierung
• Lackierungen und Pulverbeschichtungen für Fassadenelemente und Stahlbaukomponenten
• Feinschleifen, Läppen und Polieren für Präzisionsbauteile in der Medizintechnik und Optik

Die Wahl der Oberflächentechnik hängt von Branche und Einsatzgebiet ab – etwa Hygieneanforderungen in der Medizintechnik, Witterungseinflüsse im Bau oder thermische Zyklen in der Energie- und Umwelttechnik.

Schweiss- und Fügetechnik: MIG/MAG, TIG, Laser, Löten

In der Schweizer Metallverarbeitung spielen Lichtbogenschweissprozesse wie MIG/MAG und TIG sowie Laserschweissen und Löten eine zentrale Rolle. Je nach Werkstoff, Blechdicke und Qualitätsanforderung werden geeignete Schutzgase, Zusatzwerkstoffe und Nahtvorbereitungen gewählt. Für hochlegierte Stähle, NE-Metalle und Al-Legierungen sind Schutzgasführung, Wärmeeinbringung und Verzugskontrolle entscheidend, um Risse, Poren und Gefügeschädigungen zu vermeiden.

Im Stahlbau, Anlagen- und Rohrleitungsbau stehen robuste Schweissverbindungen mit dokumentierter Qualität im Vordergrund, während in der Medizintechnik und Elektronik häufig feine, lokal begrenzte Verbindungen mit minimaler Wärmeeinflusszone gefordert sind, zum Beispiel mittels Laser- oder Mikroplasma-Schweissen.

Messtechnik und Qualitätssicherung

Messtechnik und Qualitätssicherung begleiten den gesamten Fertigungsprozess. Neben klassischen Messmitteln wie Messschiebern, Bügelmessschrauben und Lehren kommen taktile und optische Koordinatenmessgeräte, Oberflächenmessgeräte und zerstörungsfreie Prüfverfahren zum Einsatz.

Toleranzkonzepte nach ISO – etwa ISO-Toleranzreihen, Form- und Lagetoleranzen sowie die geometrische Produktspezifikation – sind die Grundlage für die funktionale Bauteilauslegung, zum Beispiel bei Präzisionskomponenten in der Medizintechnik, Kühlkörpern in der Elektrotechnik oder Werkzeugen im Formenbau.

Konstruktion, CAD/CAM und fertigungsgerechtes Design

Fertigungsgerechtes Konstruieren reduziert Kosten, Durchlaufzeiten und Qualitätsrisiken. Bereits in der CAD-Phase werden Bearbeitungsstrategien, Spannkonzepte, Werkzeugzugänglichkeit, Entformungsschrägen und Schweissnahtlagen berücksichtigt. CAM-Systeme generieren aus dem 3D-Modell NC-Programme für CNC-Maschinen, inklusive Werkzeugwegen, Vorschubstrategien und Simulation zur Kollisionsvermeidung.

Für additive Fertigung werden bionische Strukturen, Leichtbau und Funktionsintegration gezielt eingesetzt. Gleichzeitig müssen Toleranzen, Oberflächenanforderungen und nachgelagerte Bearbeitungsschritte so geplant werden, dass Bauteile normgerecht geprüft und wirtschaftlich in Serie gefertigt werden können.

Automatisierung und digital vernetzte Fertigung

Automatisierung ist ein wesentlicher Faktor für Wettbewerbsfähigkeit und Prozessstabilität in der Schweizer Metallverarbeitung. CNC-Maschinen, Robotik, automatisierte Beladesysteme, Palettiersysteme und digital vernetzte Fertigungslinien ermöglichen hohe Auslastung und reproduzierbare Qualität – vom Kleinbetrieb bis zum industriellen Fertigungsverbund.

Datenerfassung, Prozessmonitoring und Condition Monitoring unterstützen die vorausschauende Wartung und erhöhen die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen – ein Vorteil insbesondere für Branchen wie Energie- und Umwelttechnik, Chemie- und Prozessindustrie oder Nutzfahrzeugbau, in denen hohe Anlagenverfügbarkeiten gefordert sind.

Arbeitssicherheit, Gefahrstoffe und Maschinenrichtlinien

Arbeitssicherheit hat in der schweizerischen Metallverarbeitung hohe Priorität. Richtlinien, Schulungsangebote und Informationen zu Gefahren bei der Metallbearbeitung, zu sicheren Arbeitsmitteln und zum Umgang mit Gefahrstoffen unterstützen Betriebe dabei, Risiken systematisch zu reduzieren.

Für Hersteller und Betreiber von Maschinen sind die Anforderungen der europäischen Maschinenrichtlinie und der zugehörigen Normen massgebend. Die Konformität von Maschinen, Risikobeurteilung und CE-Kennzeichnung sind Voraussetzung für ein sicheres Inverkehrbringen in der Schweiz und der EU.

Persönliche Schutzausrüstung, ergonomische Arbeitsplatzgestaltung, Absaug- und Filteranlagen, Schutz gegen Lärm und Vibrationen sowie klare Arbeitsanweisungen sind integrale Bestandteile eines professionellen Sicherheitskonzepts in der Metallverarbeitung.

Branchenfokus und typische Anwendungen

Die beschriebenen Technologien und Methoden der Metallverarbeitung sind insbesondere relevant für folgende Branchen:

• Maschinen- und Anlagenbau (Präzisionsteile, Schweissbaugruppen, Konstruktionsteile)
• Fahrzeug- und Nutzfahrzeugindustrie inklusive Bahn, Fahrräder, Luft- und Raumfahrt
• Bau- und Architekturbranche (Stahlbau, Fassadentechnik, Tragkonstruktionen)
• Energie- und Umwelttechnik (Windkraft, Wasserkraft, PV-Montagesysteme, Kraftwerkstechnik)
• Medizintechnik (Implantate, chirurgische Instrumente, Präzisionskomponenten)
• Elektronik und Elektrotechnik (Gehäuse, Kühlkörper, Kontaktteile, Montagekomponenten)
• Haushalts- und Konsumgüterindustrie (Küchengeräte, Möbelbeschläge, Metallwaren)
• Werkzeug- und Formenbau (Formen, Stanz- und Umformwerkzeuge, Präzisionsfrästeile)
• Land- und Forsttechnik (Maschinenbaugruppen, Verschleissteile, Strukturbauteile)
• Chemie- und Prozessindustrie (Behälterbau, Rohrleitungen, Armaturen)

Damit bildet die Metallverarbeitung eine Querschnittstechnologie, die nahezu alle industriellen Wertschöpfungsketten in der Schweiz verbindet – von der Werkstoffauswahl über die Fertigungsprozesse bis zur qualitätsgesicherten Auslieferung des fertigen Produkts.