Hartmetall aus Leidenschaft: Wie Boehlerit Maßstäbe in der Werkzeugentwicklung setzt

Ein Blick hinter die Kulissen von Boehlerit: x-technik Chefredakteur Robert Fraunberger (Mitte) sprach mit Ronald Weißenbacher (rechts) und André Feiel (links) über die umfassenden Produktionsmöglichkeiten von Boehlerit in Kapfenberg. (Bilder: x-technik)

Herr Feiel, Herr Weißenbacher, können Sie sich bitte kurz vorstellen?

Feiel: Sehr gerne. Ich bin mittlerweile seit 19 Jahren bei Boehlerit – wenn man es genau nimmt, sogar noch länger, da ich bereits während der Schulzeit als Ferialpraktikant hier gearbeitet habe. Heute bin ich verantwortlich für das Segment Zerspanung, in dem wir die gesamte Technologie rund um Zerspanungswerkzeuge abdecken. Dazu gehören Produktmanagement, Anwendungstechnik sowie ein großes Engineering-Team.

Weißenbacher: Ich komme aus Niederösterreich und habe Chemie an der TU Wien studiert. Während meiner Dissertation im Bereich CVD stieß ich zufällig auf eine offene Position bei Boehlerit. Ursprünglich nur als Einstieg gedacht, bin ich nach 22 Jahren immer noch hier. Seit 2007 leite ich die Forschung und Entwicklung sowie das Qualitäts- und Umweltmanagement.

Wir sind ein familiengeführter Werkzeughersteller, der alle Prozesse im Bereich der Hartmetallproduktion intern abbilden kann. Dr. Ronald Weißenbacher, Leitung Forschung und Entwicklung, Qualitäts- und Umweltmanagement

Boehlerit stellt seine Werkzeuge ja vollständig selbst her. Könnten Sie erläutern, welche Technologien und Prozesse am Standort eingesetzt werden?

Weißenbacher: Wir sind ein pulvermetallurgischer Betrieb und arbeiten mit pulverförmigen Rohstoffen wie Wolframcarbid und Kobalt. Diese mischen wir mit Paraffin zu Granulat, das in drei Formgebungsverfahren verarbeitet wird: Direktpressen, indirekte Formgebung und Extrusion. Anschließend erfolgt der Sinterprozess, bei dem das Hartmetall seine endgültigen Eigenschaften erhält. Das Hartmetall kann an der Oberfläche noch mechanisch weiterbearbeitet und durch CVD- oder PVD-Prozesse beschichtet werden. Unsere Prozesskette – von der Rohstoffauswahl bis zur Beschichtung – ist in ihrer Vielfalt schon besonders.

Speziell durch die Kombination von HiPIMS-Technologie und unseren eigenen Beschichtungsvarianten können wir die Performance unserer Werkzeuge signifikant steigern. André Feiel, Segmentleiter Zerspanung bei der Boehlerit GmbH & Co KG

Würden Sie sagen, dass nur wenige Unternehmen weltweit in der Lage sind, den gesamten Prozess abzubilden?

Weißenbacher: Genau. Kleinere Hartmetallfirmen haben oft nur ein oder zwei Formgebungsprozesse im Haus. Größere Unternehmen decken in der Regel alles ab. Wir sind eine der wenigen kleineren, familiengeführten Firmen, die alle Prozesse im Hartmetallbereich intern abbilden können.

Am Standort Kapfenberg erwirtschaften rund 500 Beschäftigte einen Umsatz von 115 Mio. Euro pro Jahr. Die Exportquote liegt dabei bei etwa 85 %; der F&E-Anteil bei > 5 %.

Das Pulver und die Rohstoffe sind natürlich entscheidend für die Qualität der Werkzeuge. Können Sie uns verraten, woher Boehlerit diese bezieht?

Weißenbacher: Unsere Branche ist sehr überschaubar, daher ist das kein großes Geheimnis. Unsere wichtigsten Rohstoffe, das Wolframcarbid und das Kobalt, werden zum größten Teil an europäischen Standorten produziert. Es gibt sogar einen Bergbau für Wolfram in den Hohen Tauern in Österreich. Einer unserer österreichischen Lieferanten bezieht einen Teil seines Wolframerzes von dort. Weitere wichtige Lieferanten sitzen in Luxemburg, Deutschland und Finnland.

Als pulvermetallurgischer Betrieb arbeitet Boehlerit mit Rohstoffen wie Wolframcarbid und Kobalt. Diese werden mit Paraffin zu Granulat gemischt und in drei Formgebungsverfahren verarbeitet: Direktpressen, indirekte Formgebung und Extrusion.

Ist die Rohstoffversorgung somit auch langfristig gesichert?

Weißenbacher: Grundsätzlich ja. Seit der Krise 2009 haben wir in Europa den Recyclingprozess stark ausgebaut. Hartmetall ist zu 100 Prozent recycelbar. Wir haben gelernt, Schrott bei unseren Kunden zu sammeln und aufzubereiten, was als wichtiger Beitrag zur Versorgungssicherheit dient.

In den letzten Jahren hat Boehlerit intensiv in die Presstechnologie von Hartmetall investiert.

Ein sehr nachhaltiger Prozess also?

Weißenbacher: Eigentlich ja. Hier am Standort beschäftigen wir uns gerade intensiv mit der Nachhaltigkeitsberichterstattung, die bald verpflichtend wird. Unsere Produkte sind recycelbar und alle unsere Prozesse laufen mit elektrischem Strom, in Österreich mit einem relativ hohen Anteil aus erneuerbaren Energieträgern. Beim CO₂-Fußabdruck, den unsere Rohstoffe mitbringen, haben wir nur begrenzt Einfluss.

Damit ein Werkzeug in unterschiedlichen Anwendungsbereichen optimal funktioniert, sind alle Produktbausteine entscheidend. Was ist für euch dabei das Wichtigste?

Weißenbacher: Das Zusammenspiel von Hartmetall, Geometrie und Beschichtung ist entscheidend. Wir müssen die richtige Kombination für die jeweilige Anwendung finden. Mit 70 Hartmetallsorten, 20 Beschichtungsvarianten und unzähligen Geometrien können wir extrem flexibel auf die Anforderungen eingehen. Diese Vielfalt spiegelt sich auch in den Anwendungen wider – wir stellen rund 25.000 verschiedene Produkte pro Jahr her. Die größte Herausforderung ist, diese Komplexität zu beherrschen.

Feiel: Die Vielzahl an Kombinationen und Anwendungssituationen erfordert viel Erfahrung und Know-how. Es ist entscheidend, für jeden Anwendungsfall die passende Lösung zu finden und das gelingt uns in den meisten Fällen dank unserer Expertise.

Im Produktionsbereich Sinterei setzen die Kapfenberger verschiedene High-End-Drucksinteranlagen und -Vakuumsinteranlagen ein.

Wenn eure Werkzeuge im Einsatz sind, denkt man wahrscheinlich wenig darüber nach, wie die Prozesse ablaufen. Wie entwickelt ihr ein neues Substrat?

Weißenbacher: Hartmetall gibt es seit 101 Jahren – 1923 wurde das erste Patent angemeldet. Dabei wurde eine Keramik mit Metall kombiniert, um die Vorteile beider Materialien zu vereinen. Wir haben grundsätzlich zwei Hauptfaktoren, um die Eigenschaften einzustellen: die Korngröße des Wolframcarbids und den Kobaltgehalt. Die Korngröße reicht von 0,4 Mikrometer (sehr fein) bis 10 Mikrometer (sehr grob), und der Kobaltgehalt variiert von 3 bis 26 Prozent. Weniger Kobalt macht das Material härter, mehr Kobalt macht es zäher. Mit etwa 70 Hartmetallsorten decken wir den gesamten Härte-Zähigkeitsbereich ab und können gezielt auf Anwendungen reagieren.

Bei 0,4 Mikrometern spricht man vom Ultrafeinkorn. Geht es noch feiner?

Weißenbacher: Es gibt tatsächlich sogenannte Nanopulver, die noch feiner sind. Aber je feiner die Körner, desto mehr neigen sie während des Sinterprozesses zum Wachstum. Es könnten theoretisch noch höhere Härten erreicht werden, aber solche Materialien sind aktuell nicht weit verbreitet. Für uns funktioniert das Ultrafeinkorn sehr gut und nur in ganz speziellen Anwendungen könnte noch feineres Korn sinnvoll sein.

Das Know-how von Boehlerit basiert auch auf einem eigenen Beschichtungszentrum: Es stehen die wesentlichen Beschichtungstechnologien (PVD, HT-CVD und MT-CVD) zur Hartstoffbeschichtung von Wendeschneidplatten zur Verfügung.

Wird laufend geforscht und weiterentwickelt?

Weißenbacher: Das ist ein immerwährender Prozess. Wir arbeiten mit sogenannten Sortenreihen, z. B. bei einer bestimmten Korngröße mit unterschiedlichen Kobaltgehalten. Wenn ein Material nicht die gewünschte Leistung bringt, analysieren wir die Verschleißmechanismen und justieren die Härte, Zähigkeit oder Beschichtung. So entwickeln wir Schritt für Schritt die optimale Lösung, basierend auf Erfahrung und präzisen Anpassungen.

Kann so eine Entwicklung auch aus einer Kundenanforderung entstehen?

Feiel: Ja natürlich. Ein spezieller Bedarf kann uns neue Erkenntnisse liefern und dabei helfen, die Werkzeuge weiter zu optimieren, um Wettbewerbsvorteile zu schaffen. Ein gutes Beispiel ist die Turbinenschaufelbearbeitung, wo der Wettbewerbsdruck sehr hoch ist und wir kontinuierlich neue Entwicklungen vorantreiben.

Das gesamte Interview ist auch als Video-/Podcast abrufbar – siehe QR-Code.

Vor allem in den letzten Jahren hat Boehlerit intensiv in CVD- und PVD-Technologien investiert. Wie wichtig ist es, diese weiterzuentwickeln?

Weißenbacher: Hartmetall gibt es, wie schon erwähnt, seit 101 Jahren. Die großen Entwicklungsaufgaben sind weitgehend erledigt. Aber bei CVD und PVD, die deutlich jünger sind, gibt es noch viel Potenzial. Während Hartmetall hauptsächlich aus Wolframcarbid und Kobalt besteht, bieten Beschichtungen wie PVD Zugang zu weitaus mehr Elementen aus dem Periodensystem. Titan, Aluminium, Chrom, Silizium oder Tantal zum Beispiel – hier gibt es noch zahlreiche Möglichkeiten, neue Schichten zu entwickeln.

Seit 1932 steht Boehlerit für hochwertige Produkte aus Hartmetall. Heute ermöglichen Lösungen zum Drehen, Fräsen, Bohren und Umformen weltweit höchste Effizienz und Prozesssicherheit.

Herr Feiel, Sie haben erwähnt, dass Sie nicht nur Standardschichten entwickeln, sondern auch eigene. Könnten Sie das näher erläutern?

Feiel: Besonders im PVD-Bereich haben wir in den letzten Jahren enorme Fortschritte erzielt. Durch die Kombination von HiPIMS-Technologie und unseren eigenen Beschichtungsvarianten konnten wir die Performance signifikant steigern. Das gleiche steht uns jetzt mit AlTiN CVD bevor. Unsere neue Anlage ist installiert, die Entwicklung läuft und wir haben bereits Produktreihen entwickelt. Die Erkenntnisse aus der Forschung werden nun auf den Markt übertragen und es wird viele neue Produktvarianten und Anwendungsmöglichkeiten aus dem CVD-Prozess geben. Ich freue mich darauf, diese weiter umzusetzen.

Mehrere hochpräzise 4-Achs-Schleifzentren zur Bearbeitung von Wendeschneidplatten sichern die Qualität der Boehlerit-Werkzeuge.

Wie lange dauert so ein Prozess bis zur Marktreife?

Feiel: Das variiert. Manchmal haben wir eine Idee, die schnell funktioniert, manchmal müssen wir den Prozess anpassen und mehrere Entwicklungsschleifen durchlaufen. In manchen Fällen bleibt es auch bei einer Idee und wird nicht weiterverfolgt.

Weißenbacher: Früher liefen diese Entwicklungen ausschließlich in der F&E. Heute liefern wir die grundlegenden Bausteine wie Hartmetallsorten und Beschichtungen, und das Produktmanagement sorgt dafür, dass diese Bausteine richtig kombiniert werden, um die beste Lösung für eine spezifische Anwendung zu finden. Ein ehemaliger Kollege hat einmal berechnet, dass es über 100 Millionen mögliche Kombinationen von Hartmetallsorten, Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen gibt. Die Herausforderung ist, die richtige Kombination für jede Anwendung zu finden, ohne es zu übertreiben und für jede Kleinigkeit eine eigene Variante zu entwickeln.

Herr Feiel, Sie haben in einem Vortrag moderne Simulationsmöglichkeiten, sprich Digitalisierung angesprochen. Wird es dadurch leichter?

Feiel: Die Digitalisierung unterstützt uns hauptsächlich im Bereich der Produktauslegung, nicht in der Anwendung. Unsere Kernkompetenzen liegen noch immer in der klassischen Zerspanung. Aber die Entwicklung von Simulationsmethoden und die neuen Tools haben uns enorm geholfen – sowohl in der Geschwindigkeit als auch in der Qualität. Mit unserem dynamischen FEM-Programm und speziell entwickelten Algorithmen können wir tiefere Einblicke gewinnen und die Ergebnisse besser interpretieren. Besonders im Engineering, wo die Werkzeuge komplexe Konturen und anspruchsvolle Eingriffsbedingungen aufweisen, ermöglicht uns das, detaillierte Leistungsberechnungen zu erstellen und die Werkzeuge optimal zu entwickeln.

Dadurch werden Produkte schneller marktreif?

Feiel: So ist es. 2021 haben wir beispielsweise unser ETAtec Planfrässystem auf den Markt gebracht, ohne vorher einen Prototyp zu bauen. Der erste Prototyp war direkt serienreif, was die Iterationsschleifen deutlich verkürzt hat. Früher benötigte man mehrere Versuche, um Prototypen zu optimieren. Heute ist der Prozess viel effizienter.

Werden die Produkte auch bei Kunden auf Herz und Nieren geprüft?

Feiel: Ja, nach internen Tests führen wir Feldversuche bei Kunden durch. Je mehr Tests wir durchführen können, desto besser wird die Performance des Produkts abgesichert, ebenso wie die Weiterentwicklung und nötige Anpassungen.

Dürft ihr mir verraten, was gerade im Entwicklungsprozess entsteht?

Feiel: Wir arbeiten an einer neuen Drehgeneration mit einer komplett neuen Substrat- und Beschichtungskombination für die P15, P25 und P40 Anwendungsbereiche. Erste Konzeptentwürfe und technologische Outputs aus unserer neuen CVD-Anlage, auf AlTiN-Basis, sind bereits vorhanden und sollen in den nächsten Monaten marktreif werden. Im Fräsbereich entwickeln wir ein neues System zur Erweiterung unserer erfolgreichen Hochvorschub-Fräsreihe. Es handelt sich um ein negatives System mit doppelt so vielen Schneidkanten wie unser bekanntes DELTAtec, das jedoch auch in der negativen Grundgeometrie linear und helikal eintauchen kann. Wir haben in diesem Jahr bereits viele Produkte auf den Markt gebracht und wir haben weiterhin spannende Themen in der Pipeline.

Apropos Frässystem: Ihr habt 2016 erstmals ein Fräsprogramm vorgestellt. Warum dieser Schritt?

Feiel: Tatsächlich machen wir mehr als 50 Prozent unseres Umsatzes in der Zerspanung mit Fräswerkzeugen. In der Vergangenheit war unser Fokus auf das Fräsen nicht erkennbar, da es innerhalb des LMT-Verbunds nicht möglich war, ein Fräsprogramm unter der Marke Boehlerit anzubieten. Nach der Trennung konnten wir unser eigenes Portfolio aufbauen, was sich als richtige Entscheidung herausstellte. Heute ist das Standardfräsen eines unserer größten Produktsegmente und wir haben viele wertvolle Erkenntnisse daraus gewonnen.

Wie zufrieden seid ihr mit der Entwicklung?

Feiel: Wir sind sehr zufrieden. Seit der Einführung 2016 haben wir jedes Jahr zweistellige Steigerungsraten erzielt und das Portfolio kontinuierlich erweitert. Viele technologische Schritte, wie die HiPIMS-Technologie, haben im Hintergrund stattgefunden, um die Produktqualität zu verbessern. Dabei sind wir in Nischen wie die Turbinenschaufelbearbeitung und Hochvorschubbearbeitung eingetreten. Unsere Werkzeuge sind sehr wettbewerbsfähig und werden von den Kunden gut angenommen, besonders die Multifunktionalität unserer Systeme.

Haben Sie Tipps für die Auswahl der richtigen Werkzeuge, besonders wenn es um die Bearbeitung verschiedener Materialien geht? Welche Faktoren sollten dabei berücksichtigt werden?

Feiel: Unsere Produktstrategie bietet verschiedene Varianten für unterschiedliche Anwendungsfälle. Es gibt Überschneidungen im Portfolio, die oft genutzt werden können. Zum Beispiel bringt unsere Rostfreisorte M35 beim Fräsen mit positiver Geometrie großartige Ergebnisse bei gehärtetem Stahl, wie Kaltarbeitsstahl. Es ist wichtig, diese Überlappungen zu erkennen und die richtigen Bedingungen zu nutzen, um bestmögliche Resultate zu erzielen. Ich betone oft „High-Performance-Cutting“, bei dem es nicht nur um das Werkzeug, sondern um den gesamten Zerspanungsprozess geht. Wichtig ist auch, dass wir uns in Krisenzeiten nicht von niedrigen Preisen ablenken lassen. Der Fokus muss weiterhin auf der Produktivität liegen, auch wenn das Werkzeug etwas teurer ist – der Performance-Vorteil zählt.

Abschließend noch eine Frage: Boehlerit war Aussteller der letzten beiden wichtigen Messen, der AMB in Stuttgart und der Intertool in Wels. Welche persönlichen Highlights haben Sie dort präsentiert?

Feiel: Mit rund 25 neuen Produktgruppen und Soft-Upgrades war dieses Jahr sehr intensiv. Ein persönliches Highlight war das KAPPAtec-Frässystem. Es bietet stabile, zehnschneidige Wendeschneidplatten, die bis zu zehn Millimeter Schnitttiefe erreichen und einfach zu handhaben sind. Ein weiteres Highlight ist die Erweiterung unseres Drehportfolios mit Microtec. Hier haben wir ein selbstjustierendes Werkzeugsystem für kleine Durchmesser mit der kleinsten Wendeschneidplatte entwickelt – zwei zwar sehr unterschiedliche, aber spannende Weiterentwicklungen, wie ich meine.

Danke für das Gespräch!