SMM-Exklusivinterview: Einblicke in die Welt der Kühlschmierstoffe Olivia Bossart: «Das Resultat war ein Highlight.»

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Olivia Bossart, Innovationsleiterin bei Blaser Swisslube (im Folgenden: Blaser), gibt im SMM-Exklusivinterview Einblicke in die Welt der Kühlschmierstoffe (KSS) und zeigt u. a. auf, warum sie im Emmental ihren Traumjob gefunden hat. Am Blaser-Hauptsitz in Hasle-Rüegsau arbeitet ihr 60-köpfiges Innovationsteam an Lösungen für die Fertigungsindustrie

Sie haben als Chemikerin ursprünglich in der Pharmaindustrie angefangen. Wie kam es dazu, dass Sie zu Blaser gekommen sind?

Olivia Bossart: Eine ehemalige Kommilitonin aus dem Chemiestudium arbeitete bereits bei Blaser. Sie gab mir den Hinweis, dass eine Stelle als Entwicklungschemikerin frei werden würde, die mir sehr gefallen könnte.

Wie haben Sie reagiert?

O. Bossart: Ich war in einer komfortablen Situation. In einem grossen Pharmakonzern hatte ich kurz zuvor eine Führungsrolle übernommen und in der Forschung und Entwicklung ein eigenes kleines Team aufgebaut. Ich war nicht nur sehr zufrieden, sondern die Arbeit machte mir auch wirklich Spass. Gleichwohl machte mich der Hinweis neugierig auf die Stelle bei Blaser.

Als Sie sich das erste Mal mit Blaser auseinandergesetzt haben, was dachten Sie, was da auf Sie zukommen könnte?

O. Bossart: Salatsauce! Das war tatsächlich mein erster Gedanke. Ich konnte mir damals kaum vorstellen, warum es in der Kühlschmierstoffherstellung spezialisierte Chemikerinnen und Chemiker braucht. Meine Vorstellung war, dass die Herstellung von Kühlschmierstoffen ähnlich abläuft wie die Zubereitung einer Salatsauce: ein einfaches Abmischen von Komponenten. Ich habe schnell gemerkt, dass ich die Komplexität dieser Technologie völlig unterschätzt hatte.

Dann sind Sie vom ersten Traumjob in der Pharmaindustrie zu Blaser gewechselt.

O. Bossart: Da ich mit meiner damaligen Stelle zufrieden war, hat es sehr geholfen, von einer Bekannten positive und glaubwürdige Einblicke in die Firma Blaser zu erhalten. Das hat mein Interesse geweckt und mich letztlich dazu bewogen, den Schritt zu wagen.

Und das war der richtige Entscheid?

O. Bossart: Absolut. Je intensiver ich mich mit der neuen Rolle auseinandergesetzt habe, desto klarer wurde mir, dass das ein perfektes Match werden kann. Ein entscheidender Unterschied zur Pharmaindustrie ist der Gestaltungsspielraum. In einem KMU konnte ich als Chemikerin deutlich schneller Verantwortung übernehmen. In grossen Pharmaprojekten ist man als Chemikerin oder Chemiker meistens ein kleines Puzzleteil. Hier bei Blaser hingegen begleitet man Themen über die ganze Wertschöpfungskette hinweg – vom Rohstoff bis zur Anwendung beim Kunden – und hat als Entwicklerin direkten Einfluss auf die Produkte und somit das Unternehmen. Das macht die Arbeit sehr abwechslungsreich und ist sehr befriedigend.

Innovationsteam entwickelt für die Zukunft der Fertigungstechnik

Das Innovationsteam der Blaser Swisslube AG beschäftigt insgesamt über 60 Mitarbeitende. Davon arbeiten jeweils etwa 30 Mitarbeitende in der Forschung und Entwicklung sowie im chemischen Kundendienst und forschen rund um das Thema Kühlschmierstoffe (bei Blaser) für die Fertigungsindustrie. Am Hauptsitz in Hasle-Rüegsau sind insgesamt 340 Mitarbeitende tätig, weltweit sind es 640. Mit seinem Fokus auf Kühlschmierstoffe positioniert sich Blaser Swisslube als Hidden Champion in diesem speziellen Segment der Fertigungstechnik. Im Zentrum steht ein klares Ziel: Lösungen zu entwickeln, die für Kunden einen mess- und spürbaren Mehrwert schaffen. Damit werden Kühlschmierstoffe zu einem zentralen Erfolgsfaktor, oder zu einem flüssigen Werkzeug, wie man bei Blaser Swisslube seit Jahren sagt.

Sie sagten im Vorgespräch, die Entwicklung von Kühlschmierstoffen ist «wunderbar komplex». Können Sie die Komplexität für einen Zerspanungstechniker einmal transparent machen?

O. Bossart: Ein wasserbasierter KSS besteht im Durchschnitt aus 15 bis 20 verschiedenen Inhaltsstoffen. Diese müssen zunächst im Konzentrat chemisch stabil sein. Wenn dann der Kunde dieses Konzentrat zusammen mit Wasser zu einer Emulsion mischt, müssen die Inhaltsstoffe auch unter diesen Bedingungen stabil bleiben. Das ist alles andere als selbstverständlich. Bevor der KSS das Labor verlässt, messen wir über 300 unterschiedliche Parameter. Im Einsatz übernimmt der KSS eine zentrale Rolle in einem dynamischen Zerspanungsprozess. Er kommt mit Werkstück, Werkzeug und Maschinenkomponenten in Berührung und beeinflusst unter anderem Verschleiss, Standzeit, Oberflächengüte und Korrosionsverhalten. Wir berücksichtigen bei der Entwicklung zudem stets, dass der KSS auch mit Menschen und der Umwelt in Berührung kommt. Deshalb achten wir neben der technischen Performance stets auch auf Aspekte wie Anwenderfreundlichkeit, Arbeitssicherheit und Nachhaltigkeit. Genau dieses Zusammenspiel unterschiedlichster Anforderungen macht die Entwicklung von Kühlschmierstoffen für mich so faszinierend – und eben wunderbar komplex.

Das hört sich sehr anspruchsvoll an.

O. Bossart: Das ist tatsächlich nur ein Teil der Komplexität. Hinzu kommen die Anforderungen der Anwender, die je nach Anwendung sehr unterschiedlich sein können. Ein KSS muss je nach Werkstoff und Bearbeitungsstrategie unterschiedliche Schwerpunkte optimal abdecken. Die Herausforderung liegt darin, dass all diese Anforderungen gleichzeitig erfüllt sein müssen. Dabei spielen die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Komponenten eine zentrale Rolle. Wenn man an einer Stelle gezielt etwas verändert, muss man sich im Klaren darüber sein, welche Auswirkungen dies auf das Gesamtsystem hat.

Können Sie ein Beispiel von Zerspanungsproblemen Ihrer Kunden in der jüngeren Vergangenheit nennen, die Sie lösen konnten?

O. Bossart: Man hat häufig die Vorstellung, dass Kunden mit einer klar definierten Problemstellung direkt zu unserer Forschung und Entwicklung kommen und wir das Problem lösen, indem wir einen passenden KSS mischen. In der Praxis sieht es jedoch anders aus. Oft liegt die Ursache für eine Herausforderung beim Kunden nicht im Produkt selbst, sondern in den Einsatzbedingungen. Deshalb werden solche Anfragen im chemisch-technischen Kundendienst beantwortet. Dort prüfen wir, ob sich der KSS im optimalen Zustand für die jeweilige Anwendung befindet.

Was bedeutet das?

Ein KSS verändert sich im Laufe seiner Einsatzzeit. Wir hatten beispielsweise vor kurzem einen Kunden, bei dem der Prozess zunächst stabil lief. Nach einiger Zeit traten jedoch Flecken auf den Bauteilen auf. Die Analysen zeigten, dass sich durch Verdunstung die Salzkonzentration im KSS erhöht hatte. Der Kunde wollte grundsätzlich an seinem Prozess nichts ändern, und fragte gezielt nach einer Lösung, die sich in den bestehenden Prozess integrieren lässt. Wir konnten eine Lösung in Form eines Additivs anbieten und vollautomatisch dem Prozess zuführen. Dieser Kunde musste sich in der Folge nicht mehr um den KSS-Prozess kümmern, und die Stabilität des Systems liess sich wieder herstellen.

Was kann man denn sonst noch machen, wenn sich die Salzkonzentration durch Verdunstung erhöht?

O. Bossart: Grundsätzlich gibt es Kühlschmierstoffe, die eher für höhere Salzkonzentrationen – sogenanntes hartes Wasser – ausgelegt sind und solche, die für den Einsatz in weichem Wasser entwickelt wurden. Nachhaltiger ist es jedoch oft, an der Ursache anzusetzen. Wenn sich die Salzkonzentration durch Verdunstung stark erhöht, ist es oft sinnvoll, das eingesetzte Wasser im Vorfeld aufzubereiten, beispielsweise durch Enthärtung oder gar Entsalzung. Damit lässt sich die Stabilität des gesamten Systems verbessern, anstatt die Auswirkungen im Nachhinein zu kompensieren.

Wie nah sind Sie als Chemikerin am Zerspanungsprozess?

O. Bossart: Ich bin keine Zerspanungsexpertin. Entscheidend ist jedoch, die Sprache und Anforderungen der Zerspanungswelt zu verstehen. Je besser ich als Entwicklungschemikerin den Fertigungsprozess verstehe, umso gezielter kann ich den KSS darauf auslegen. Wir haben hier bei Blaser hervorragende Voraussetzungen und Strukturen. Ich muss mich nur ein paar Schritte von meinem Arbeitsplatz entfernen, um mich mit den Kolleginnen und Kollegen der Anwendungstechnik auszutauschen. Auf unseren Dreh- und Fräsmaschinen können wir zudem praxisnahe Versuche direkt vor Ort durchführen. Dieser enge Austausch ist zentral. So muss ich nicht jede Frage der Zerspanung selbst beantworten können, sondern die Erkenntnisse der Experten aufnehmen, in die Sprache der Chemie übersetzen und anschliessend in die Entwicklung einfliessen lassen.

Was sind die wichtigsten Anforderungen an moderne KSS?

O. Bossart: Im Kern wünschen sich die Kunden Prozesssicherheit und Produktivität. Der KSS hat eine hohe Relevanz und einen direkten Einfluss auf Verschleiss, Standzeit und Oberflächengüte und damit auf die Wirtschaftlichkeit des gesamten Prozesses. Gleichzeitig spielt auch die Stabilität des KSS selbst eine entscheidende Rolle. Nur wenn der KSS über die gesamte Einsatzzeit hinweg stabil bleibt, kann er diese Prozesssicherheit überhaupt gewährleisten.

Die Kunden sind so unterschiedlich in ihren Anforderungen wie unsere Lösungen. Das macht die Entwicklung von Kühlschmierstoffen anspruchsvoll und interessant.

Können Sie die unterschiedlichen Eigenschaften von ölbasierten und wasserbasierten Kühlschmierstoffen einordnen?

O. Bossart: Ganz grob: Ölbasierte Lösungen bieten eine sehr gute Schmierleistung, während wasserbasierte KSS ihre Stärke in der Kühlwirkung haben. Deshalb werden beispielsweise Décolletage-Prozesse überwiegend mit ölbasierten KSS gefahren, da dort die Schmierung im Vordergrund steht. In anderen Prozessen ist die Wärmeabfuhr entscheidend, weshalb hier häufig wassermischbare KSS eingesetzt werden. Darüber hinaus unterscheiden sich die Systeme auch in ihren betrieblichen Eigenschaften. Bei Öl-Anwendungen besteht grundsätzlich eine erhöhte Brandgefahr, wodurch Prozesse, die eine sehr hohe Temperatur generieren, vorzugsweise mit wassermischbaren KSS gekühlt werden. Die Wahl des passenden Systems ist somit immer eine Abwägung zwischen Prozessanforderungen und Rahmenbedingungen.

Welche Rolle spielen neue Legierungen wie Bleifrei-Messing auf die Entwicklung von KSS?

O. Bossart: Bleifreie Werkstoffe bringen in Bezug auf die Belastung des Kühlschmierstoffs erst einmal einen klaren Vorteil mit sich, an den man als Zerspaner vielleicht gar nicht denkt. Es kann sich kein Blei aus dem Werkstoff herauslösen. Ausgelöstes Blei kann sogenannte Bleiseifen bilden, was zu Ablagerungen in der Maschine führen kann, wenn der KSS nicht explizit auf die Bearbeitung von bleihaltigem Messing ausgerichtet ist.

Gleichzeitig stellen bleifreie Legierungen die Zerspanung vor neue Herausforderungen, da sich ihr Zerspanungsverhalten deutlich vom klassischen, bleihaltigen Material unterscheidet.

Neue Werkstoffe sind für uns immer interessant und eine Chance, gezielt KSS zu entwickeln, die diese neuen Herausforderungen adressieren. Mit unserer Expertise können wir in solchen Fällen einen messbaren Unterschied im Fertigungsprozess machen.

Können Sie eine der interessantesten letzten Innovationen darstellen, an denen Sie zuletzt gearbeitet haben?

O. Bossart: Was mir aus meiner Zeit als Entwicklungschemikerin besonders in Erinnerung geblieben ist, ist die Entwicklung eines Produkts für einen anspruchsvollen Titan-Zerspanungsprozess. Dank unseres chemischen Verständnisses hatten wir eine Vorstellung davon, welche Faktoren im KSS grundsätzlich entscheidend sind, um den Prozess stabil zu betreiben. Aber wir haben im Rahmen dieser Untersuchungen schliesslich noch einen weiteren Wirkungsmechanismus identifiziert, der letztlich zur Lösung des Zerspanungsproblems geführt hat. Das Resultat und vor allem die Erkenntnisse waren für mich ein Highlight. Die Entwicklung hat eindrücklich gezeigt, wie wichtig ein tiefgehendes Verständnis der chemischen und prozessseitigen Zusammenhänge für erfolgreiche Lösungen in der Zerspanung ist.

Können Sie das näher ausführen?

O. Bossart: (lacht) Leider darf ich wegen der Geheimhaltung nicht ins Detail gehen. Aber die Vorgehensweise war beispielhaft. Wir hatten erst eine Hypothese formuliert und diese dann im Labor gemeinsam mit unseren Zerspanungstechnikern überprüft. Anschliessend wurden unsere Hypothese und die Umsetzung unter realen Bedingungen beim Kunden validiert und erfolgreich bestätigt.

Welche Rolle spielt die spez. Wärmekapazität? Sie ist bei Öl, meines Wissens, erheblich niedriger als bei Wasser.

O. Bossart: Dazu werden wir immer wieder angefragt. Die spezifische Wärmekapazität gibt an, wie viel thermische Wärmeenergie notwendig ist, um 1 kg eines Stoffes um 1 K (bzw. 1 °C) zu erwärmen. Grundsätzlich stimmt es, dass Wasser einen deutlich höheren Wert aufweist als Öl. Darum denken viele intuitiv, dass dies einen Einfluss auf die Kühlleistung eines KSS hat. In der Praxis ist der Zusammenhang jedoch deutlich komplexer. Ich gehe davon aus, dass in der Schneidzone andere Faktoren einen stärkeren Einfluss auf die Kühlwirkung haben als die Wärmekapazität des KSS.

Ein wichtiges Thema in der Zerspanung ist der Spanbruch. Welche Rolle kann das Kühlmittel hier konkret übernehmen?

O. Bossart: Grundsätzlich ist der Spanbruch mechanisch bestimmt. Die Geometrie der Schneide ist entscheidend für einen kontrollierten und effizienten Spanbruch. Die Art der Zuführung des KSS ist für den Spanbruch oft entscheidender als die chemische Zusammensetzung des KSS. Eine gezielte Kühlung kann dazu beitragen, die Duktilität des Spans zu reduzieren und damit seine Bruchneigung zu erhöhen.

Bei Werkstoffen wie Titan, rostfreien Stählen und Inconel ist die Wärmeleitfähigkeit relativ niedrig, wodurch die Temperaturentwicklung an der Schneide sehr hoch wird. Welche KSS eignen sich für solche Materialien besonders gut?

O. Bossart: Bei rostfreien Materialien kann sich bei einer zu hohen Kühlung der Thermoschock negativ auf die Werkzeugstandzeit auswirken. Dies muss bei der Einsatzstrategie des KSS berücksichtigt werden. Bei Titan und Inconel können KSS hingegen den Prozess durch die Wärmeabfuhr positiv beeinflussen. Dabei ist es wichtig, dass ein speziell auf die zu bearbeitenden Materialien ausgelegter KSS verwendet wird.

Nochmals zurück zur Eingangsfrage. Was macht die Arbeit bei Blaser so interessant?

O. Bossart: Die enorme Vielfalt an Themen. Als Chemikerin arbeitet man an so unterschiedlichen Fragestellungen, dass sich jede und jeder spezialisieren und einbringen kann. Für mich ist die Nähe zur Anwendung und zum Kunden ausschlaggebend. Die Verbindung von chemischem Verständnis und der Realität bei den Kunden macht die Arbeit besonders spannend. Hinzu kommt der Gestaltungsspielraum. Wir können Themen aktiv treiben und in interdisziplinären Teams Lösungen entwickeln, die im Prozess beim Kunden einen messbaren Unterschied machen.

War Ihr Stellenwechsel zu Blaser im Nachhinein eine gute Entscheidung?

O. Bossart: Ja, definitiv. Bei Blaser wird Forschung und Entwicklung wirklich gelebt. Wir haben die Freiheit, neue Ansätze zu erforschen, und wir nutzen sie auch. Das zeigt aus meiner Sicht, dass bei Blaser eine moderne Unternehmenskultur gelebt wird, die Innovation aktiv ermöglicht. Und damit als Ergänzung zurück zur Eingangsfrage: Würde man mir heute wieder beide Stellen anbieten, würde ich mich definitiv wieder für Blaser entscheiden.

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