Prozesssichere Werkzeuge für neue Werkstoffe auszuloten, ist von wettbewerbsentscheidender Bedeutung. aerotec-Mitarbeiter Nikolaus Fecht erfuhr im Gespräch mit den Seco Tools-Experten Dr.-Ing. Michael Klinger und Heinz Peter Boost, worauf es ankommt. Die Seco Tools-Anwendungstechniker betreuen beispielsweise immer nur einen Anwender mit der gleichen beziehungsweise einer ähnlichen Aufgabenstellung. Dies gilt insbesondere bei einer Wettbewerbssituation zwischen den Anwendungsunternehmen.

Herr Dr. Klinger, was zeichnet Ihr Geschäftsmodell aus?
Dr.-Ing. Michael Klinger, Geschäftsführer der Seco Tools GmbH, Erkrath: Quer durch alle Branchen handelt es sich um eine sehr partnerschaftliche Zusammenarbeit, die wir mit unseren Kunden pflegen. In dieser erarbeiten wir mit unseren Kunden gemeinsam - ähnlich wie in einer Art Consulting – geeignete Anwenderlösungen für die Zerspanung.

Wie läuft das Entwickeln neuer Werkzeuge ab?
Wir verfügen über Experten, die schwerpunktmäßig für die einzelnen Branchen angepasste Werkzeuge entwickeln. Sie berücksichtigen dabei die besonderen Anforderungen - etwa bei den dort eingesetzten Materialien wie Inconel 718. Die Betreuung unserer Kunden erfolgt dezentral, um sicher zu stellen, dass die dort gemeinsam entwickelten Lösungen vertraulich bleiben.

Der Rolls-Royce-Betreuer arbeitet also nur für Rolls-Royce, der EADS-Consultant nur für EADS…?
Exakt. Unsere Anwendungstechniker betreuen immer nur einen Kunden mit der gleichen beziehungsweise einer ähnlichen Aufgabenstellung. Dies gilt insbesondere bei einer Wettbewerbssituation zwischen unseren Kunden.
Was unterscheidet die Luft- und Raumfahrt von anderen Branchen?
Gefragt sind sehr sichere Prozesse mit einer extrem hohen Reproduzierbarkeit. Dies ist ein Trend, den wir im Übrigen generell verstärkt registrieren. In fast allen Fällen gilt es neueste Werkstoffe zu bearbeiten. Es handelt sich um Materialien für höhere thermische und mechanische Belastungen – bei reduziertem Gewicht. Und das geht in der Regel mit einer schwereren Zerspanbarkeit einher. Vor dem Hintergrund einer guten Auftragslage und einer hohen Auslastung steht für die meisten Anwender eine Produktivitätssteigerung zudem ganz vorne im Pflichtenheft.

Beobachten Sie also auch eine deutliche Nachfrage nach Werkzeugen, die das Zeitspanvolumen erhöhen?
Ja, aber in jedem Fall bei absolut sicheren Prozessen. In der Praxis funktionierende Gesamtlösungen sind gefragt.

Herr Boost, wie sieht ein aktueller technischer Trend aus?
Dipl-Ing. Heinz Peter Boost, Leiter Produktmanagement: Es gibt beispielsweise bei der Schlichtbearbeitung etwa von Turbinenscheiben aus Nickel-Basis-Legierungen wie Udimet 720 einen Wechsel vom Hartmetall hin zu CBN: Bei Hartmetall liegt die maximale Bearbeitungsgeschwindigkeit bei 40 bis 50 Meter pro Minute, CBN schafft in der Minute bis zu 300 Meter. Die Prozessumstellung erfordert in Anbetracht der branchenspezifischen strengen Genehmigungsverfahren einen hohen personellen und zeitlichen Aufwand aller beteiligten Partner. Zahlreiche realisierte Umstellungen zeigen jedoch, dass sich diese Anstrengungen lohnen.

Welche Werkstoffe machen derzeit das Rennen?
Auf dem Rückzug befindet sich Aluminium, das verstärkt bei neuen Modellen durch Titan ersetzt wird. Weit verbreitet ist das klassische Inconel 718 bei den Nickel-Basis-Legierungen. Im Kommen befindet sich als Ersatz Inconel 713 und Udimet 720 mit höherer Temperaturbelastbarkeit. Das heißt aber auch: schlechtere Zerspanbarkeit. Faserverbundwerkstoffe wie CFK treten auch vermehrt auf – etwa in Sandwichbauweise CFK-Aluminium, CFK-Titan oder CFK-Titan-Aluminium. Wir haben von Luftfahrtkunden bereits Bauteile gesehen und auch bearbeitet, bei denen alle drei Werkstoffe in einem Schritt zerspant werden müssen.

Worauf kommt es hier an?
Boost: Auf die richtige Bestimmung der Schnittwerte bei den für diese Bearbeitung speziellen Werkzeugen. Wenn wir wissen, wie dick die jeweiligen Schichten sind, lassen sich die Parameter und auch Werkzeuge anpassen.

Wie beurteilen Sie den Einfluss von neuen Bauteilen wie etwa den Blisks, bei denen ja viel zerspant werden muss?
Boost: Sie spielen eine wichtige Rolle, denn wegen der Zerspanung aus dem Vollen kommt oft die Forderung nach einem gesteigerten Zeitspanvolumen und einer absolut prozesssicheren Bearbeitung Nicht selten hören wir von Kunden: Wir wünschen uns bei diesem Prozess ein zwei- bis zweieinhalbfach höheres Zeitspanvolumen. Doch das geht nur im Zusammenspiel von Maschinen, Verfahren und Werkzeugen. Doch das oberste Ziel lautet nach wie vor: Wir müssen absolut präzise und sicher fertigen.

Worauf legen Hersteller bei ihren Werkzeugen besonders Wert ?
Dr. Klinger: Hier können wir natürlich nur für unser Haus sprechen. Unter der Zielsetzung einer reproduzierbaren gleichbleibenden Fertigungsqualität ist ein berechenbares, Standzeitverhalten eine Grundvoraussetzung. Das Werkzeug muss lange Zeit mit gleich bleibender Qualität zerspanen, bei dem der Verschleiß langsam ansteigt, aber bei dem es nicht zu einem spontanen Versagen kommt. Weil es sich in der Luftfahrtindustrie oft um Sicherheitsteile handelt, wird dieZeit für den Werkzeugwechsel meist anhand von zuvor ermittelten Versuchswerten festgelegt.

Was unterscheidet diese Fertigungsstrategie von konventionellen Vorgehensweisen?
Dr. Klinger: Sind hier einmal die Parameter für Maschine, Werkzeug und Kühlschmierstoffe festgelegt, dann wird der Anwender diese Kennwerte möglichst nicht ändern – im Gegensatz etwa zur kontinuierlichen Verbesserung beim Zerspanen in einer „üblichen“ Fertigung, zum Beispiel im Maschinenbau. In der Luftfahrtindustrie kommt es dagegen eher zu sprunghaften Veränderungen: Sei es bei der Einführung neuer Komponenten oder wenn drastische Verbesserungen der Produktivität etwa um 100 oder 200 Prozent den hohen erforderlichen Test- und Abnahmeaufwand rechtfertigen.

Wie wirken sich die gestiegenen Anforderungen an die Präzision aus?
Boost: Wir reden bei der Verrundung von Schneidkanten beispielsweise mittlerweile nicht mehr von Toleranzen im Bereich von einem Hundertstel Millimeter, sondern von Toleranzen im Mikrometer-Bereich.

Mit welchen Hochschulen arbeiten Sie zusammen?
Boost: Selbstverständlich pflegen wir auf internationaler Ebene intensive Kontakte zu spezialisierten Hochschulen. In Deutschland arbeiten wir beispielsweise in Aachen mit dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie IPT zusammen, in Hannover kooperieren wir mit dem IFW und in Dortmund mit dem ISF.
Dr. Klinger: Ich halte es für einen sehr guten Ansatz, in Arbeitsgruppen zusammen mit Maschinenherstellern, Anwendern und Wissenschaftlern grundsätzliche Entwicklungen koordiniert voranzutreiben. Hochschulen koordinieren hier vielfach die individuellen Forschungsaktivitäten der Partner und führen die spezifischen Forschungs- Entwicklungsergebnisse zu einer erfolgreichen Gesamtlösung zusammen.

Herr Boost, welche Beobachtungen machen Sie bei der Arbeit in diesen Arbeitskreisen?
Es tauchen plötzlich aufgrund der momentan sehr guten Auftragslage Verfahren auf, die jahrelang etwas in Vergessenheit geraten waren. Wir arbeiten beispielsweise seit über 20 Jahren mit Hochdruckkühlung beim Drehen von Nickel-Basis-Legierungen und Titan. Plötzlich ist das Interesse an dieser Technologie sprunghaft gestiegen und es wird zur Zeit in zahlreichen Fertigungen eingeführt. Die Vorteile liegen auf der Hand: Die Standzeit sowie Schnittparameter können teilweise um den Faktor zwei erhöht werden, und dies bei verbesserter Prozessstabilität durch ein günstiges Spanbruchverhalten und geringeren Schneidentemperaturen.

Wie sieht Ihre zukünftige Strategie im Bereich der Flugzeugkomponenten-Fertigung aus?
Vor allem werden wir unser bereits sehr umfangreiches Angebot hin zu kompletten Lösungen weiter ausbauen. Dies beinhaltetet beispielsweise bei der Turbine ? neben der Komplettbearbeitung von Turbinenscheiben durch Drehen mit Hartmetall und CBN ? auch die Herstellung des Schaufelfußprofils durch Jabro-VHM-Profilfräser oder Hartmetall-Räumwerkzeuge. Hier führt die Umstellung von HSS auf Hartmetall zu einem erheblichen Produktivitätsgewinn. Die alternativ verwendeten Blisks werden dann mit WSP-Tauchfräsern und Jabro-VHM-Fräsern hergestellt.

Kurzporträt Seco Tools??Seco begann 1931 mit der Herstellung von Hartmetall, ist seit 1974 ein eigenständiges Unternehmen und gehört heute zu den führenden Herstellern von Werkzeugen für die Metallbearbeitung. Die Warenmarke Seco (lateinisch: „ich schneide”) wurde 1936 eingeführt. Mit über 40 Tochtergesellschaften weltweit und einem großen Händlernetz ist die Seco Tools AB (2007: Umsatz rund 652 Millionen Euro; 4662 Mitarbeiter) mit Stammsitz in Fagersta/Schweden in allen Industriemärkten rund um den Globus vertreten. Wendeplattenwerkzeuge aus Hartmetall und hochharten Schneidstoffen, wie CBN und PKD werden in eigenen Werken in Schweden, USA, Indien, Italien, Tschechien und Brasilien produziert. Die Vollhartmetallwerkzeuge entstehen in Schweden und den Niederlanden.