Horst Lach

Bereits 1974 hatten wir die ersten PKD-Werkzeuge mit gelöteten Schneidplatten zum Fräsen von Aluminium präsentiert. - Bild: Lach

Herr Lach, im vergangenen Jahr, am 13. Oktober, jährte es sich zum inzwischen vierzigsten Mal, dass Sie sich ein Patent zur funkenerosiven Bearbeitung von Diamantwerkstoffen eintragen ließen. Was hatte es damit auf sich?

Genauer gesagt, es war ein europäisches Patent zum "Bearbeiten eines polykristallinen synthetischen Diamanten und Verwendung des nach diesem Verfahren bearbeiteten Diamanten", das wir 1978 einreichten. Dabei ging es um den Schneidstoff PKD – ein Material, das bereits fünf Jahre zuvor erstmals der Industrie vorgestellt wurde. Das damals exotische Material war nur sehr schwierig zu bearbeiten.

Wann kamen die ersten Werkzeuge?

Bereits 1974 hatten wir die ersten PKD-Werkzeuge mit gelöteten Schneidplatten zum Fräsen von Aluminium präsentiert. Fürs Drehen fertigten wir Drehmeisel mit eingelötetem PKD-Segment, die vorsichtig und mühsam aus einer Ronde mit anfangs gerade einmal 3,4 mm Durchmesser herausgetrennt wurden. Das Fräsen mit PKD beschränkte sich damals auf in Messerköpfe geklemmte Hartmetall-Platten mit aufgelöteter PKD-Schneide.

Wie war damals der Stand der Bearbeitung für dieses Material?

Das Einzige, was man damals für die Bearbeitung so harter Materialien hatte, war das Schleifen. Beispielsweise versuchten wir 1977 für die productronica in München, umlaufende PKD-Werkzeuge für die Bearbeitung von Leiterplatten zu fertigen. Der Bedarf für solche Werkzeuge war da, und wir witterten schon das große Geschäft. Die Ernüchterung kam prompt: Für die zwölf Zähne unseres Musterwerkzeugs, eines Ritzers für das Trennen der Leiterplatten, benötigten wir sage und schreibe 35 Stunden – das überstieg bei weitem das, was wir wirtschaftlich hätten leisten können. Damit war es das erst einmal mit der Bearbeitung von PKD im großen Stil, denn auch erfahrene Diamantschleifer hatten keine rechte Freude am Bearbeiten dieses anscheinend so tückischen Materials. Trotzdem: Wir suchten weiter nach Wegen, um PKD wirtschaftlich bearbeiten zu können.

Wie kamen Sie dann ausgerechnet zum Erodieren?

Über gute Geschäftspartner: Matra war damals Hersteller von Flachschleifmaschinen, die wir auch für unsere CBN-Schleifscheiben der Marke Borazon einsetzten. Die hatten 1978 plötzlich Werbung für eine "Funkenabtragsmaschine" geschaltet – das wollten wir uns ansehen. Bei unserem Termin standen wir an Anlagen, die man heute als Senkerodiermaschinen bezeichnen würde. Wir spannten unser Material ein, und es geschah – nichts. Auch nicht in den nächsten Minuten. Enttäuscht wollten wir wieder gehen, da stießen wir beim Hinausgehen auf eine andere Maschine – eine Fanuc-Drahterodiermaschine. Und da wir gerade einmal schon da waren, sollten wir auch hier einen Versuch machen dürfen. Allerdings: Auf der Maschine war das Profil für einen Kunden programmiert, so einfach ändern konnte man das damals nicht. Aber uns ging es ums Prinzip, und so testeten wir es aus. Sofort fing das Dielektrikum an zu brodeln, und wenig später hatten wir unser PKD, sauber als Profil geschnitten. Das übertraf all unsere Erwartungen – wir hatten einen Weg gefunden, PKD zu schneiden und darüber hinaus, wie man Profilwerkzeuge aus diesem Material herstellt. Darauf bezieht sich unser Patent vom 13. Oktober 1978.

Und wo kam das dann zum Einsatz?

Das dauerte gar nicht allzu lang – die ersten Schritte machten wir damit in der Bearbeitung von Holz: Ein bekannter Küchenhersteller kam zu uns mit der Herausforderung, einen Profilfräser mit Durchmesser 125 mm anzufertigen zur Bearbeitung von Küchenplatten. Die wurden bislang mit einem Hartmetallfräser bearbeitet. Und da wir damals zum Fräsen von derart großen Werkzeuggrundkörpern noch keine passende Maschine hatten, sollten wir ein bestehendes Hartmetallwerkzeug bekommen, von diesem die Schneiden entfernen und dann unsere PKD-Profilschneiden auflöten. Gesagt, getan. Die weltweit ersten PKD-Fräser, die aufgrund der gelöteten Schneiden Monoblock-Fräser waren, kamen auf einem Doppelendprofiler zum Einsatz. Die Herausforderung: Drei bis vier Stunden – also gerade mal eine Schicht – lief ein Hartmetall-Werkzeug.

"Je mehr Leistung vom Werkzeug gefordert wird, desto klarer meine Empfehlung für das kompakte Monoblockwerkzeug." Horst Lach, Geschäftsführer Jakob Lach GmbH & Co. KG

Und der Diamant?

Nun, wir hörten erst einmal – gar nichts. Als wir nach einer Woche zaghaft angeklopft haben, bekamen wir den Bescheid, dass das Werkzeug noch läuft. Im Dreischichtbetrieb. Um es kurz zu machen: Die Werkzeuge hielten zwischen drei und fünf Monaten – verglichen mit ein paar Stunden bei Hartmetall. Ein riesiger Fortschritt – der Meister musste nicht mehr in jeder Schicht da sein, um Werkzeugwechsel vorzunehmen. So konnten die Maschinen viel besser und wirtschaftlicher genutzt werden.

Bei Holz und Kunststoff war der Anfang also schnell gemacht. Wie war es beim Metall?

Schwieriger. Hemmschuh war die Ende der 70er-Jahre noch nicht vollzogene Entwicklung von numerisch gesteuerten (NC/CNC) Maschinen für die Großserienfertigung in der Automobil- und -Zubehör-Industrie. Schneller als in der Metallindustrie war der neue Schneidstoff bei den damals neuen Faserverbundwerkstoffen verbreitet. Und bei Carbon- und Glasfaserwerkstoffen geht ohne PKD heute gar nichts mehr. Aber den Anfang machten Holzwerkzeuge – so profitiert also unter anderem die Luft- und Raumfahrtindustrie von Werkzeug-Know-how, das von uns ursprünglich für ganz andere Materialien entwickelt wurde.

Waren denn die Messerköpfe die ideale Lösung?

Nein. Diese Werkzeuge haben von Natur aus eine gewisse Ungenauigkeit und müssen exakt voreingestellt werden. Das erfordert Know-how, Zeit und versierte Bediener. Die bessere Lösung sind Monoblockwerkzeuge, die ab Werk definiert sind. Zudem kam die Forderung nach mehr Leistung – immer mehr Schneiden und immer weniger Platz für den Späneabtransport setzten den Messerköpfen Grenzen. In der holzverarbeitenden Industrie finden sich heute nur noch Monoblockwerkzeuge, keiner will mehr ein Werkzeug einstellen müssen. Speziell dann, wenn qualifizierte Kräfte immer schwerer zu bekommen sind. Und dieser Weg ist auch in der Metallzerspanung vorgezeichnet.

Wann sollte man auf Monoblock-Werkzeuge setzen?

Je mehr Leistung vom Werkzeug gefordert wird, desto klarer die Empfehlung für das kompakte Monoblockwerkzeug. Auch wenn mehrere Funktionen in ein Werkzeug gepackt werden sollen, geht der Trend zum Monoblock. Denn während die Kassetten in einem Kassettenwerkzeug viel Platz brauchen und allein deswegen schon den Gestaltungsfreiraum einschränken, lassen sich Monoblockwerkzeuge sehr frei und exakt an die Bedürfnisse einer Anwendung angepasst anlegen. Bei der Entscheidung, welches Werkzeug eingesetzt wird, lohnt der Blick auf den Gesamtprozess. Und wenn man das auf die Kosten pro Werkstück herunterbricht, schneidet das Kompaktwerkzeug inzwischen in vielen Fällen deutlich besser ab.

Aber ist es nicht eine Verschwendung, beim Monoblock jedes Mal das gesamte Werkzeug entsorgen zu müssen?

Keineswegs! Monoblock-Diamant-Werkzeuge schleifen wir seit nunmehr 40 Jahren schnell und wiederholgenau nach. Was für Fräser für alle Holzwerkstoffe galt, konnten wir für die Metallbearbeitung erfolgreich übertragen – so wird der Einsatz wirtschaftlich und ökologisch sehr attraktiv. Der Werkzeuggrundkörper kann übrigens wiederverwendet werden. Werkzeuge mit Wechselkopfsystem verfügen über eine exakt definierte Schnittstelle und garantieren auch nach dem Wechsel maximale Präzision. Eine Vermessung der einzelnen Schneiden, wie bei Messerkopf-Systemen, ist bei Monoblock-Diamant-Fräsern nicht erforderlich. nh