Die Herausforderungen einer modernen Werkzeugentwicklung.

Mikron Tool Agno – Best Performance Company 2019

| Redakteur: Matthias Böhm

«Das Beste ist, wir produzieren nach wie vor in der Schweiz. Sie ist aus meiner Sicht eines der besten Produktionsstandorte der Welt. Insbesondere für unsere Crazy-Tool-Werkzeuge.» Markus Schnyder (President) im Gespräch mit Matthias Böhm, Chefredaktor
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«Das Beste ist, wir produzieren nach wie vor in der Schweiz. Sie ist aus meiner Sicht eines der besten Produktionsstandorte der Welt. Insbesondere für unsere Crazy-Tool-Werkzeuge.» Markus Schnyder (President) im Gespräch mit Matthias Böhm, Chefredaktor (Bild: Thomas Entzeroth)

Der Werkzeughersteller Mikron Tool ist 2019 mit dem Best-Performance-Company-Award der Prodex ausgezeichnet worden. Noch dazu ist er das erste und einzige Schweizer Unternehmen, das als Partner im DMG-MORI-​Qualified-Product-Programm aufgenommen wurde. Das ist kein Wunder, wenn man sich die Leistungsdaten der Werkzeuge vergegenwärtigt. Der SMM sprach mit Marco Cirfeta (Verkaufsleiter), Alberto Gotti (Entwicklungsleiter) und Markus Schnyder (President) über die Herausforderungen einer modernen Werkzeugentwicklung.

SMM: Sie haben für Knochenschrauben kürzlich einen kompletten Herstellungsprozess der Torx-Geometrien entwickelt. Was hat sich für den Anwender verbessert?

Marco Cirfeta: Hier haben wir erstmalig neue Werkzeuge mit dem gesamten Bearbeitungsprozess entwickelt, um die Torx-Geometrien schneller, prozesssicher und sehr präzise zu fertigen. Bei einem Kundenversuch konnte z. B. die bisherige Prozesszeit bei einem T10-Titan-Torx von 60 s auf 23 s reduziert werden. Noch dazu hat der D=0,4mm-Fräser eine Standzeit von 9000 statt 3000 Schrauben.

Sie stellen somit nicht nur Werkzeuge her, sondern entwickeln Fertigungsprozesse. Wie positioniert sich Mikron Tool zukünftig?

Markus Schnyder: Das muss man ein wenig differenziert beantworten. Wir sind aufgrund unserer Vergangenheit schon immer ein Sonderwerkzeughersteller mit Prozessorientierung gewesen. Diese Kompetenz wollen wir uns auch in Zukunft erhalten. Auf der anderen Seite entwickeln wir standardisierte, ab Lager erhältliche Bohrer und Fräser im Hochleistungsbereich, die einen enormen Zuspruch im Markt finden. Diese können im Idealfall fünf Mal höhere Schnittwerte erreichen als diejenigen der Mitbewerber. Aber das machen sie nicht von allein.

Was heisst das, sie machen das nicht von allein?

M. Cirfeta: Unsere Werkzeuge spielen in der höchsten Liga der Performance. Da muss alles stimmen, damit es läuft.

Wie bringt man ein Werkzeug zum Laufen?

M. Cirfeta: Entweder mit unserem Zerspanungsspezialisten beim Kunden oder bei komplexen Projekten auch mittels unseres Technology Center. Ein Kunde hat ein komplexes Bauteil zu fertigen, mit Bohr- und Fräsprozessen usw. Die Maschinenlaufzeit soll reduziert werden. Mit diesem Problem kommt er auf uns zu. Unsere Aufgabe besteht nun darin, in unserem Technology Center Zerspanungsparameter, Bohr- und Frässtrategien zu entwickeln, mit denen er das Bauteil in kürzerer Zeit prozesssicher und wirtschaftlich fertigen kann. Das heisst, dass wir das CNC-Programm erstellen oder optimieren und die Bearbeitung auf unseren Fräs- oder Drehmaschinen testen.

Aber Sie verfügen ja über einen komplett anderen Maschinenpark als Ihr Kunde?

Alberto Gotti: Genau das ist eine der gros­sen Herausforderungen. In jedem Fall müssen wir unsere Frässtrategien an die Begebenheiten des Kunden anpassen. Welche Maschinen nutzt er, welches Werkzeug-Spannsystem ist auf der Maschine, wie werden die Werkstücke gespannt, wie ist die Kühlschmierstoffzufuhr. Auf solche Randbedingungen müssen wir umfassend eingehen. Das ist Grundvoraussetzung. Die Möglichkeiten der Prozessoptimierungen hängen zu einem grossen Teil von den oben genannten Faktoren ab, nicht nur von unseren Werkzeugen.

Bezogen auf die Leistungsmöglichkeiten Ihrer Werkzeuge heisst das, es wäre ideal, wenn die Hersteller mit modernen Fertigungsmitteln produzieren würden?

A. Gotti: Ja, das wäre ideal, ist aber nicht die Regel. Deshalb ist es entscheidend, vor Ort mit den gegebenen Fertigungsmitteln das grösste Potential aus unseren Werkzeugen herauszuholen.

Was bedeutet das für die Praxis?

M. Cirfeta: Ein Beispiel: Kürzlich waren wir mit unseren Spezialisten in Dänemark, um einen Fräs-Bohrprozess im Bereich des Werkzeug- und Formenbaus zu optimieren. Wir sind da dreistufig vorgegangen. Als Erstes haben wir die Bedingungen vor Ort evaluiert. Danach haben wir hier in unserem Technology Center mit unserem Maschinenpark und unseren Werkzeugen die Prozesse eingefahren und anschlies­send bei ihm vor Ort umgesetzt. Das hat auf der Maschine, die er ursprünglich für die Bauteile nutzte, nicht funktioniert. Deshalb haben wir auf eine andere Maschine beim Kunden gewechselt. Dann lief es wie gewünscht.

Sie sprechen hier u. a. die rein technischen Aspekte an, welche Schwierigkeiten ergeben sich darüber hinaus, neue Prozesse bei Ihren Kunden einzuführen?

M. Cirfeta: Die sind vielfältiger Natur. Es ist ja schon anspruchsvoll, die technischen Parameter zu optimieren. Aber es ist häufig so, dass die Maschinen in einer Produktion ausgelastet sind. Die Mitarbeiter müssen sich Zeit nehmen, um die Prozesse anzupassen, und sie müssen motiviert sein, die Prozesse zu optimieren. Oft sind die Produktionstechniker darauf bedacht, die bestehenden Fertigungsprozesse am Laufen zu halten. Wenn wir jetzt als Werkzeughersteller kommen und versuchen, den Prozess weiter zu optimieren, stösst das nicht immer auf offene Ohren. Das ist verständlich. Hier müssen wir Überzeugungsarbeit leisten, das ist manchmal schwerer, als einen neuen Hochleistungsbohrer zu entwickeln, und selbst das ist alles andere als einfach.

Gleichwohl ist es wichtig, dass Sie die Prozessoptimierungen bereits in Agno vorbereiten?

M. Cirfeta: Ja klar, wenn wir die Strategien in unserem Technologie-Zentrum machen können, dann haben wir bereits 80% der Arbeit getan.

Wie machen Sie das?

A. Gotti: Wir verfügen über einen hervorragenden Maschinenpark inklusive unterschiedlichster Messtechnologien sowie eine sehr grosse Datenbank für unsere CAM-Systeme mit den entsprechenden Werkzeugmaschinendaten unterschiedlichster Hersteller. Dank dieser Datenbank und den integrierten Maschinen- und Steuerungsmodellen können wir die Fertigungsprozesse genau auf die Werkzeugmaschinen anpassen. Wir entwickeln die Frässtrategien auf unseren Maschinen und setzen die CAM-Daten dann auf die kundenspezifische Maschine um. Wenn alles passt, übergeben wir den NC-Code dem Kunden und er kann die Prozesse einfahren. Wir sind heute so weit, dass wir die CAM-Programme sehr maschinenspezifisch schreiben können.

Und das läuft auch in der Praxis so?

M. Cirfeta: Um nochmals auf unseren dänischen Kunden zurückzukommen: ja, absolut. Wir hatten hier zweieinhalb Wochen intensive Vorversuche bei uns im Haus absolviert. Dann sind wir mit diesen Daten beim Kunden bereits nach einem, eineinhalb Tagen zum Ziel gekommen. Inklusive des Wechsels von der einen Maschine auf die andere. Ohne diese Vorversuche hätten wir massiv mehr Zeit benötigt. Wir können hier bei uns im Technology Center alles analysieren. Angefangen beim Aufzeichnen der Schnittkräfte bis hin zur Analyse des Schneidkantenverschleisses der Werkzeuge.

Ihre Kunden sind doch sicher skeptisch, wenn sie Ihre Schnittwerte sehen?

M. Cirfeta: Ja, absolut. Hier möchte ich auf unsere Videos auf «Youtube» verweisen. Da sind auch immer die Schnittwerte angegeben. Unsere Crazy-Drill-Bohrer bohren in rostfreien Stählen in einem Tempo, als wäre es ein Stück Butter. Wenn wir mit den Schnittwerten unserer Werkzeuge zu gestandenen Fertigungstechnikern gehen, glauben die das oft erst einmal nicht. Die denken, wir haben bei unseren empfohlenen Schnittwerten einen Druckfehler drin. Das ist verständlich, denn wir fahren deutlich höhere Vorschübe, Schnittgeschwindigkeiten und bohren dazu noch in einem Bohrstoss. Wenn diese Schnittwerte falsch wären, hätte man logischerweise sofort einen Werkzeugbruch. Deshalb trauen sich Maschinenoperateure oft nicht an die Grenzen unserer Werkzeuge heran.

Sie kommen ursprünglich aus dem Bereich der Herstellung von Sonderwerkzeugen, hat dieses Know-how entsprechende Vorteile bei der Prozessoptimierung?

M. Schnyder: Wir waren und sind als Partner von Mikron Machining schon immer Problemlöser im Bereich der Werkzeug­entwicklung gewesen. Das ist bei Fertigungsprozessen von Rundtaktmaschinen enorm wichtig. Hier zählt jede Sekunde. Jede Station muss perfekt ausgelastet werden, um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. Dank dieser Kooperation und Erfahrung denken wir in der Werkzeugherstellung immer in Problemlösungen und Optimierungen. Dieses Wissen kommt natürlich bei der Prozessoptimierung enorm zum Tragen, auch bei klassischen Prozessen.

Sie haben einen Award nach dem nächsten erhalten. Zuletzt hat Mikron Tool Agno den Prodex Award «Best Performance Company 2019» erhalten. Woran liegt das aus Ihrer Sicht?

M. Schnyder: Den letzten Prodex Award haben wir erhalten, weil sich unser Unternehmen in den letzten 20 Jahren extrem positiv entwickelt hat. Sowohl technologisch als auch umsatz- und mitarbeiterspezifisch. Wir sind von 30 auf heute 245 Mitarbeiter gewachsen. Das liegt entscheidend daran, dass wir Werkzeuge und Prozessoptimierungen entwickelt und produziert haben, die am Markt auf grosse Akzeptanz stossen. Gleichwohl muss man immer wieder hervorheben, dass wir ein Nischenanbieter von Hochleistungswerkzeugen sind, für sehr schwierig zu zerspanende Werkstoffe.

Wie kam es in den letzten 20 Jahren zu der enormen Weiterentwicklung?

M. Schnyder: Bis 1998 waren wir eine Abteilung bei Mikron Machining im Bereich Sonderwerkzeuge. Wir arbeiteten praktisch nur für die Mikron-Rundtaktmaschinen. Seit 1998 sind wir ein eigenständiges Unternehmen und konnten unser Kundenportfolio erweitern. Wir starteten mit 30 Mitarbeitern. Ab sofort konnten wir auch andere Kunden mit unseren Werkzeugen beliefern. Vor allem konnten wir auch mit standardisierten Hochleistungswerkzeugen Marktanteile gewinnen. Da es schon immer unsere Stärke war, Prozesse zu optimieren, verfügen unsere Spezialisten bis heute über ein enormes Know-how im Bereich der Makro- wie auch Mikrogeometrien. Wir wissen genau, was passiert, wenn wir den einen oder anderen Parameter verändern, wie sich die Spanbildung und der Spanbruch verhalten. Das sind ganz entscheidende Aspekte in der Werk­zeugentwicklung. Entsprechend sensationelle Schnittwerte können mit unseren Bohr- und Fräswerkzeugen gefahren werden.

Welche Rolle spielen die Medizintechnik und die Uhrenindustrie für Sie?

M. Cirfeta: In der Uhrenindustrie werden seit Jahrzehnten schwierige Werkstoffe bearbeitet. Wir bekommen hier mit unseren Hochleistungsfräsern und -bohrern immer mehr Projekte, weil sie nicht nur extrem schnell, sondern auch extrem präzis arbeiten. Noch dazu mit höchsten Standzeiten. Die Medizintechnik ist extrem anspruchsvoll, vor allem Versuchsprozesse werden deutlich intensiver durchgeführt, um die Produktionsfähigkeit, aber auch die Qualität vor Verwendung z. B. von Implantaten sicherzustellen. Unsere Werkzeuge zeigen hier sehr gute Resultate.

Eines der jüngsten Projekte ist die Halbierung der Fertigungszeit von Knochenplatten. Wie kam es dazu?

M. Schnyder: Wir bekommen auch dank unserer Kooperation mit DMG MORI verstärkt Projekte im Bereich der Fertigung von medizintechnischen Bauteilen wie Knochenplatten, Spinalimplantaten, Knochenschrauben usw. Der Hersteller von Knochenplatten wollte die Produktionszeit reduzieren und suchte nach einer Lösung. Bei diesem Projekt konnte dank unserer Fertigungskompetenz der Fertigungsprozess von über 90 auf 43 Minuten reduziert werden. Nur mit den optimalen Bohr-Frässtrategien und natürlich unseren Werkzeugen, ohne etwas an der Maschine zu ändern. Das ist schon gewaltig.

Was muss man bei solchen Kleinstfräswerkzeugen als Hersteller beachten?

A. Gotti: Wir benutzen extrem feinkörnige HM-Sorten. Entscheidend ist auch die Beschichtung, sie darf praktisch keine Drop­lets haben, muss extrem homogen sein. Wenn bei Kleinstwerkzeugen wie unseren an den Kanten zu hohe Schichtdicken aufgetragen werden, können wegen der hohen Oberflächenspannung Abplatzungen auftreten. Deshalb müssen wir die Beschichtung konsequent auf die Mikrowerkzeuge abstimmen. Wir reden hier über Mikrometer-Bruchteile der Schichtdicken-Anpassung. Wenn wir all diese Faktoren beachten, ergeben sich generell bessere Fräsbilder, höhere Produktivitätsraten und noch dazu bessere Standzeiten.

Und die Kühlung?

A. Gotti: Die Kühlung muss massiv und direkt im Zerspanungsbereich erfolgen. Das ist einer der ganz entscheidenden Faktoren, um Mikrorissbildung und einen vorzeitigen Verschleiss zu verhindern. Beim Kühlen im Bereich der Mikrowerkzeuge würde ich behaupten, sind wir Weltmeister.

Die Nachfrage nach Ihren Hochleistungswerkzeugen ist stetig gestiegen, was heisst das für Ihre Produktion?

M. Schnyder: Die Nachfrage stieg enorm, weil mit unseren Werkzeugen die Prozesszeiten reduziert und die Prozessstabilität massiv erhöht werden konnte. Wir mussten unseren Maschinenpark kontinuierlich erweitern. Teilweise kamen wir sogar an unsere Kapazitätsgrenzen. Aktuell bauen wir unsere Produktionsfläche um weitere 30% aus. Inwieweit dies genügt, wird sich zeigen. Auch in Zukunft ist für mich die beste Lösung, in der Schweiz zu produzieren, es ist aus meiner Sicht einer
der besten Produktionsstandorte der
Welt für unsere Crazy Tools. Der Grund ist ganz einfach: wir haben zum einen ein kompetentes Zuliefererumfeld, und wir haben hervorragende Leute mit dem
entsprechenden Know-how hier in der Region. SMM

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