Wie eine 100 Jahre alte Schweizer Erfindung heute Implantate fertigt.

Das Swiss-Type-Drehen ist die Werkstück-führende Variante des CNC-Drehens – das Werkstück wird durch die Führungs­buchse direkt am Bearbeitungs­punkt gespannt. Dieses Prinzip entstand 1880 in der Schweizer Uhren­industrie und ist bis heute das wirtschaftlich überlegene Verfahren für schlanke, lange Präzisionsdrehteile.

Das klassische Drehverfahren spannt das Werkstück am Spindelkopf, das Werkzeug bewegt sich zum Werkstück hin. Bei schlanken, langen Werkstücken (Verhältnis Länge zu Durchmesser > 5) entsteht ein Problem: Das Werkstück biegt sich unter dem Bearbeitungs­druck durch, Toleranzen schwanken, Oberflächen werden schlechter, im Extremfall reißt das Werkstück.

Die Schweizer Uhren­macher hatten eine elegante Lösung: Die Spannung erfolgt nicht am Werkstückende, sondern unmittelbar am Bearbeitungs­punkt. Das Werkstück wird durch eine drehbare Führungs­buchse geschoben, das Werkzeug bearbeitet das Material direkt nach Austritt aus der Buchse. Durchbiegung wird mechanisch eliminiert – das Werkstück hängt nicht frei, sondern liegt immer in der Führung.

Das Ergebnis: Auf einer Swiss-Type-Maschine sind L/D-Verhältnisse von 30 oder mehr beherrschbar. Toleranzen IT6 bis IT7 reproduzierbar. Oberflächen­güten Ra 0,4 erreichbar. Bauteile mit 200 mm Länge und 5 mm Durchmesser sind keine technische Herausforderung – auf einer klassischen Drehmaschine wären sie unwirtschaftlich oder unmöglich.

Moderne Swiss-Type-Automaten sind hochkomplexe Werkzeug­maschinen. Bis zu drei Werkzeug­schlitten arbeiten gleichzeitig, eine Sub­spindel übernimmt die Rückseite­n-Bearbeitung in der gleichen Aufspannung, angetriebene Werkzeuge ermöglichen Querbohrungen, Fräsen, Polygon­bearbeitung. Aus dem rein­drehenden Verfahren ist eine komplette Bearbeitungs­zelle geworden – das fertige Bauteil verlässt die Maschine ohne weitere Aufspannung.

Bei Marquart laufen die Swiss-Type-Automaten neben unseren CNC-Kurzdrehautomaten im gleichen Werk in Reichenbach am Heuberg. Die Verfahrens­wahl trifft unsere Arbeits­vorbereitung anhand der konkreten Geometrie – wir nutzen das Verfahren, das wirtschaftlich überlegen ist, ohne dass der Kunde sich auf eine Variante festlegen muss.

Wirtschaftlich-Hinweis: Swiss-Type-Drehen ist nicht 'automatisch teurer' als klassisches Drehen. Bei der passenden Geometrie ist es schneller, weil weniger Aufspannungen, weniger Korrektur­schleifen und engere Maschinen­zeiten möglich sind. Bei der falschen Geometrie ist es teurer als Kurzdrehen. Wir besprechen das im Erstmuster­gespräch.

Bei der Führungsbuchse unterscheidet man feste und mitlaufende Ausführungen. Die feste Buchse umschließt das Stangenmaterial spielarm und eignet sich für viele Standardwerkstoffe; die mitlaufende Buchse dreht mit der Stange mit und vermeidet Reibspuren bei empfindlichen oder weichen Oberflächen. In beiden Fällen steht und fällt die Qualität mit dem Rohmaterial. Die Stange muss eng durchmessertoleriert, gerade und sauber geschält oder geschliffen sein, denn nur so führt die Buchse das Material ruhig und ohne Schlag direkt am Bearbeitungspunkt.

Ein zweiter Hebel ist die Mehrkanalbearbeitung. Moderne Langdrehautomaten verfügen über mehrere Werkzeugträger, die zusammen mit Haupt- und Gegenspindel gleichzeitig zerspanen. Während der vordere Schlitten eine Kontur dreht, bearbeitet ein weiteres Werkzeug bereits eine Quer- oder Längsbohrung, und die Gegenspindel übernimmt parallel die Rückseite. Durch dieses Überlappen von Operationen sinkt die Hauptzeit pro Teil deutlich, ohne dass die Genauigkeit leidet. Gerade bei vielteiligen Geometrien mit Bohrungen, Gewinden und Fräsmerkmalen verkürzt sich die Durchlaufzeit so erheblich.

Damit wird das Verfahren erst zur echten Großserienmaschine. Stangenlader führen das Material automatisch nach, sodass die Automaten über Stunden mannlos durchlaufen, auch in der Nacht- und Wochenendschicht. Restmaterial wird kontrolliert ausgeschoben und gehandhabt, und eine laufende Prozessüberwachung erkennt Werkzeugverschleiß oder Maßabweichungen frühzeitig. So entsteht ein stabiler, reproduzierbarer Prozess, der hohe Stückzahlen bei IT7 und Ra 0,4 wirtschaftlich abbildet. Das Langdrehen ist damit nicht nur ein Präzisionswerkzeug für Einzelteile, sondern eine produktive Serienlösung.

Das Verfahren hat aber klare Grenzen. Kurze Teile mit großem Durchmesser lassen sich kaum sinnvoll durch die Buchse führen, weil der lange Verschnitt am Stangenende den Materialeinsatz verschlechtert. Sehr stark unterbrochene Schnitte, etwa über Querbohrungen oder Schlitze, belasten die Führung und das Werkzeug. Und Geometrien, die ein gleichmäßiges Vorschieben durch die Buchse nicht zulassen, scheiden ohnehin aus. In solchen Fällen ist das Kurzdrehen, das im selben Werk bis Ø 42 mm zur Verfügung steht, die technisch und wirtschaftlich richtige Wahl.

Wir prüfen Machbarkeit, schlagen Optimierungen vor und melden uns binnen 48 Stunden mit einer ersten Einschätzung.