Alles rund um die Zerspanung Swissmem Zerspanungsseminar: Werkzeuge, Prozesse und Simulationen

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Swissmem

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Fastems Sales Agent: Gennaro Teta (omnino technology)

Blaser Swisslube AG

Bereits zum 16. Mal fand das Swissmem Zerspanungsseminar an drei Standorten statt. Erneut standen dabei Innovationen und Weiterentwicklungen der Schweizer Werkzeughersteller, Werkzeugbeschichter sowie Kühlschmierstoffhersteller im Fokus. Ziel all dieser Entwicklungen ist es, das Zeitspanvolumen, Standzeiten sowie Prozesssicherheit und Oberflächenqualität weiter zu optimieren. Alles andere als ein leichtes Unterfangen – doch die Schweizer Werkzeughersteller leisten hier einen aussergewöhnlich guten Job, wie sich einmal mehr am Swissmem Zerspanungsseminar zeigte. Zunehmend kommen dabei auch Sensorik und Softwarelösungen zum Einsatz, um die Fertigungsprozesse zu analysieren.

Auch beim 16. Zerspanungsseminar (Moderation: René Näf) zeigte sich – wie bereits bei den vergangenen Veranstaltungen – die grosse Innovationsvielfalt der Schweizer Zerspanungsspezialisten. Insgesamt 14 Werkzeughersteller, Beschichtungsunternehmen, Kühlschmierstoffentwickler sowie ein Softwareunternehmen im Bereich der Zerspanungssimulation präsentierten ihre Lösungen und Ansätze zur weiteren Optimierung von Zerspanungsprozessen.

Dabei wurde deutlich, dass sich Produktionsprozesse insbesondere mithilfe moderner Werkzeugtechnologien vergleichsweise effizient optimieren lassen. Gleichzeitig gilt es jedoch zu berücksichtigen, dass jeder Anwendungsfall individuelle Rahmenbedingungen aufweist. Diese müssen im Detail analysiert werden, um gezielte und nachhaltige Optimierungen zu ermöglichen.

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Die Rolle der Kühlung an der Werkzeugschneide

Die Kühlung an der Schneide spielt eine entscheidende Rolle – ein Aspekt, der in mehreren Vorträgen des Zerspanungsseminars eindrücklich unterstrichen wurde. So setzt ein Tessiner Werkzeughersteller, spezialisiert auf Mikrobohrer und -fräser für Hochleistungswerkstoffe, seit Langem auf besonders effiziente Kühlkanallösungen in seinen Werkzeugen.

Dadurch kann selbst bei sehr kleinen Werkzeugdurchmessern ein hoher Volumenstrom an Kühlschmierstoff (KSS) direkt in den Zerspanungsbereich geführt und dort gezielt zur Kühlung eingesetzt werden.

Temperaturen über 600°C kritisch für Hartmetallsubstrat

Die Bedeutung dieses Ansatzes liegt auf der Hand: Ein höherer Volumenstrom ermöglicht eine effektivere Wärmeabfuhr. Die im Zerspanungsprozess entstehende Wärme resultiert einerseits aus der Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück, andererseits aus der plastischen Umformung des Werkstoffes während der Spanbildung. Ohne Kühlschmierstoff werden dabei schnell Temperaturen von über 600 °C erreicht.

Genau in diesem Temperaturbereich beginnt jedoch die Problematik des Hartmetallsubstrats: Dieses weist nur bis etwa 600 °C eine ausreichende Hochwarmfestigkeit auf. Oberhalb dieses Temperaturniveaus wird das Kobalt im Gefüge weich, wodurch Wolframcarbide während der Zerspanung leichter herausgelöst werden können. Dies äussert sich zunächst in mikroskopisch kleinen Schneidenausbrüchen und führt letztlich zu einem beschleunigten Werkzeugverschleiss.

Kühlung reduziert Duktilität des Spans und verbessert Spanbruch

Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer effektiven Kühlung liegt in der verbesserten Spanbildung. Werden Späne hohen Temperaturen ausgesetzt, wird der Spanwerkstoff zwangsläufig duktil und lässt sich nur schwer brechen. Durch eine intensive Kühlung während der Spanbildung kann hingegen gezielt ein spröder Spanbruch erzeugt werden. Kurze Späne sind wiederum ein entscheidender Faktor für hohe Prozesssicherheit und eine gute Oberflächengüte.

Insbesondere bei Kleinstwerkzeugen sind aufgrund der sehr kleinen Kanäle der Innenkühlung hohe Kühlschmierstoffdrücke erforderlich, um ausreichend grosse KSS-Mengen bis an die Schneide zu fördern.

Prozessstabilität durch Reduktion von Vibrationen

Ein weiteres zentrales Thema mehrerer Referenten war die Prozessoptimierung durch die gezielte Reduzierung von Vibrationen. Mithilfe von Schwingungssensoren, beispielsweise an Werkzeughaltern, lassen sich Schwingungen im Zerspanungsprozess präzise erfassen und analysieren.

Vibrationen wirken sich in der Regel verschleissfördernd auf Werkzeuge aus. Durch eine ganzheitliche Analyse des Zerspanungsprozesses können kritische Bereiche identifiziert werden, in denen Schwingungen auftreten. Häufig reicht es bereits aus, Prozessparameter wie Vorschub oder Drehzahl anzupassen, um den Prozess zu stabilisieren. Ist dies nicht ausreichend, kommen stabilere Werkzeughalter oder – sofern möglich – geringere Werkzeugauskragungen in Betracht. Weitere Möglichkeiten bieten sich in der Nutzung von vibrationshemmenden Fräsern (ungleiche Teilung und Steigung der Schneiden) und / oder dämpfenden Werkzeughaltern. Last but not least kann eine umfassende Anpassung der Frässtrategie zum Erfolg führen.

Die Referenten gehen davon aus, dass Softwaresysteme künftig mithilfe von Künstlicher Intelligenz direkt Optimierungsvorschläge unterbreiten werden, um Fertigungsprozesse noch stabiler und effizienter zu gestalten.

Simulationssoftware in der Zerspanungstechnik

Einen Schritt weiter ging es im Bereich der Simulationstechnik. Hier stellte ein Unternehmen Softwarelösungen vor, mit denen Zerspanungsprozesse im Vorfeld simuliert werden können, um dann optimal ausgelegt zu werden. Nach Angaben des Softwareentwicklers stimmen die Simulationsergebnisse zu mindestens 85 Prozent mit den realen Werten überein.

PKD-Werkzeuge, wenn es hochgenau werden soll

Ein Werkzeughersteller aus der Nordwestschweiz präsentierte neu entwickelte Hochleistungs-Planfräser mit integriertem Schnellwechselsystem für PKD-Schneiden. Diese Werkzeuge sind insbesondere für das Feinschlichten von Aluminium und Buntmetallen ausgelegt. Versuche, die unter Hochgeschwindigkeitskameras durchgeführt wurden, zeigten eine äusserst homogene und feine Spanbildung – ein entscheidender Faktor für das Erzielen extrem glatter Oberflächen.

Ein Westschweizer Werkzeughersteller stellte zudem eine Reihe von Hochleistungs-Schaftfräsern mit monolithischen Diamantschneiden vor. Diese werden mittels Laserbearbeitung hergestellt und positionieren sich in der High-End-Zerspanung von Nichteisenmetallen sowie hochharten Werkstoffen wie Keramiken und Saphir.

PKD-Werkzeuge zeichnen sich generell durch eine aussergewöhnlich hohe Formstabilität und sehr lange Standzeiten aus. Dank der äusserst präzisen Schneidgeometrien lassen sich mit solchen Werkzeugen exzellente Oberflächengüten erzielen.

Ergänzend dazu wurden Vorträge zur Optimierung von Langdrehprozessen, zur Simulation von Zerspanungsprozessen sowie zu Möglichkeiten gehalten, die Flexibilität von Anwendungen mithilfe von Winkelköpfen weiter zu erhöhen.

Resümee: beeindruckende Bandbreite an Zerspanungstechnik

Am Swissmem Zerspanungsseminar 2026 wurde durch die beteiligten Spezialisten erneut eine beeindruckende Bandbreite moderner Zerspanungstechnologien präsentiert. Viele der vorgestellten Lösungen waren dabei gezielt auf die spezifischen Anforderungen und Anwendungen des Schweizer Industriestandorts zugeschnitten.

Ein wesentlicher Erfolgsfaktor des Zerspanungsseminars ist der konsequente Ansatz, das Seminar direkt zu den Anwendern zu bringen. Pascal Streiff (Ressortleiter Industriesektoren, Swissmem), der gemeinsam mit seinem Team das Zerspanungsseminar seit mehreren Jahren erfolgreich organisiert, verfolgt diesen Weg konsequent.

Genau darin liegt ein zentraler Mosaikstein des Erfolgs: die starke lokale Verankerung des Swissmem Zerspanungsseminars, das an mehreren Standorten in der Schweiz durchgeführt wird – in Winterthur, Olten und Lausanne.

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