Die metallverarbeitende Industrie ist für alle Wirtschaftszweige von großer Bedeutung, denn sie beliefert die übrigen Glieder der verschiedenen Wertschöpfungsketten mit Produkten. Dies geschieht in Form von Maschinen, Werkzeugen und Teilen, etwa für Automobile.
Was ist Metallverarbeitung?
Der Begriff Metallverarbeitung ist weit gefasst und umfasst die Industriemaschinen und Werkzeuge, mit denen andere Industrien mit Teilen versorgt werden. Der wichtigste Rohstoff der Branche ist Metall, insbesondere Legierungen aus Eisen, aus denen Investitionsgüter für das Produktivkapital hergestellt werden. Daraus folgt, dass die Metallverarbeitung die Werkzeuge und Vorprodukte für andere Wirtschaftstätigkeiten liefert.
Die Metallverarbeitung ist der Ausgangspunkt für andere Wirtschaftszweige. Sie beliefert beispielsweise die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Lebensmittel-, Fertigungs-, Bau-, Bergbau- und Landwirtschaftsindustrie. Ziel dieser Disziplin ist es, den Rohstoff (Metalle) zu Teilen wie Blechen, Platten usw. umzuformen, die nach ihrer Bearbeitung als Ersatzteile oder Komponenten anderer Produkte wie Automobile dienen.
Die Branche zeichnet sich durch eine hohe Komplexität der Fertigungsprozesse aus, die große Präzision erfordern. Zudem arbeiten hier Fachkräfte, die auf die verschiedenen Werkzeugmaschinen dieser Industrie spezialisiert sind: Dreher, Fräser, Schleifer, Werkzeugmacher, Gießer, Schweißer, CNC-Bediener usw.
Die metallverarbeitende Industrie kann zwei Disziplinen umfassen:
- Metallurgie: ein Verfahren, mit dem Metalle aus metallischen Erzen gewonnen und behandelt werden.
- Eisen- und Stahlerzeugung: ein Teilgebiet der Metallurgie, das sich mit den Technologien des Eisens, seiner Herstellung und seinen Legierungen mit Kohlenstoff befasst.
Maschinen der metallverarbeitenden Industrie
Die Bearbeitung des Rohstoffs in der Metallverarbeitung wird als Zerspanung bzw. Bearbeitung bezeichnet. In der Industrie gibt es drei Arten:
- Mit Spanabnahme, also dem Abtragen kleiner Späne.
- Ohne Spanabnahme, also durch Umformen oder Verformen der Werkstücke.
- Durch Abrasion bzw. Abtrag an der Oberfläche der bearbeiteten Werkstücke.
Die wichtigste Komponente der metallverarbeitenden Industrie sind zweifellos die Werkzeugmaschinen, die an den Fertigungsprozessen beteiligt sind, mit denen der Rohstoff bearbeitet und geformt wird. Jede Maschine kann verschiedene Verfahren ausführen – mehr oder weniger schnell und mit spezifischen Schneidwerkzeugen. Zudem bearbeitet jede dieser Werkzeugmaschinen die Werkstücke auf unterschiedliche Weise, am häufigsten durch Spanabnahme.
Drehmaschine
Die Drehmaschine ist eine der wichtigsten Werkzeugmaschinen der metallverarbeitenden Industrie und gilt sogar als erste Werkzeugmaschine, die je erfunden wurde – sie geht auf das Jahr 850 v. Chr. zurück. Die Drehmaschine ist eine Kombination von Werkzeugen, mit denen sich in verschiedenen Verfahren rotationssymmetrische Werkstücke bearbeiten lassen.
Bei dieser Maschine wird das Werkstück in ein Futter gespannt und dreht sich, während sich ein oder mehrere Schneidwerkzeuge in einer Vorschubbewegung seiner Oberfläche nähern und Späne abtragen. Drehmaschinen beherrschen verschiedene Bearbeitungen: Längsdrehen, Bohren, Einstechen, Schruppen und Abstechen unterschiedlicher Werkstücke.
Fräsmaschine
Neben der Drehmaschine ist die Fräsmaschine eine weitere unverzichtbare Maschine der metallverarbeitenden Industrie. Sie arbeitet mit einem rotierenden Schneidwerkzeug, dem Fräser. Wie die Drehmaschine bearbeitet die Fräsmaschine Werkstücke durch Abtrag von Spänen und kann zahlreiche Bearbeitungen wie das Bohren ausführen. Bei Fräsmaschinen bewegt sich das Werkstück zum Schneidwerkzeug, und zwar durch die Bewegung der Maschinenschlitten oder des Tisches (bei Vertikalfräsmaschinen).
Bohrmaschine
Obwohl auch Fräs- und Drehmaschinen bohren können, gibt es eine eigene Werkzeugmaschine zum Herstellen von Bohrungen in Werkstücken. Sie ist in Werkstätten weit verbreitet und in vielen Ausführungen erhältlich, von Bohrmaschinen für den Tisch bis hin zu komplexen Anlagen für die Bearbeitung großer Werkstücke. Wie die beiden zuvor genannten Maschinen arbeitet auch die Bohrmaschine mit Spanabnahme.
Presse
Die Presse dient zur Bearbeitung von Blechen oder Metallplatten durch Umformen und Verformen; sie gehört zu den Werkzeugmaschinen, die ohne Spanabnahme arbeiten.
Schleifmaschine
Diese Werkzeugmaschine bewirkt durch Abrasion einen Abtrag an der Oberfläche eines zuvor bearbeiteten Werkstücks. Dazu verwendet sie eine Schleifscheibe.
Umformverfahren der metallverarbeitenden Industrie
Neben den Werkzeugmaschinen umfasst die metallverarbeitende Industrie verschiedene Verfahren, mit denen der Rohstoff geformt werden kann. Dazu gehören:
- Gießen. Ein Verfahren, bei dem man einen Werkstoff zum Schmelzen bringt und die Schmelze in eine Form gießt, in der das Metall erstarrt.
- Schmieden. Ein Umformverfahren, das warm oder kalt erfolgen kann und bei dem der Werkstoff durch Druckkräfte verformt wird.
- Walzen. Ein ergänzendes Verfahren der Stahlerzeugung, bei dem der gegossene Rohstahl gewalzt wird, um ihn zu verschiedenen handelsüblichen Profilen zu verarbeiten.