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125 Jahre MM Maschinenmarkt

Hartmetall ist der Faktor X

| Autor / Redakteur: Tilo Michal / Victoria Sonnenberg

Walter-Werkstatt um 1930: Damals war der Weg zum global aufgestellten Zerspanungswerkzeughersteller noch nicht vorgezeichnet.
Walter-Werkstatt um 1930: Damals war der Weg zum global aufgestellten Zerspanungswerkzeughersteller noch nicht vorgezeichnet. (Bild: Walter Tools)

Ende des 19. Jahrhunderts war die Zerspanung von metallischen Werkstoffen eher noch ein Zufallsergebnis. Am Anfang der Entwicklung standen Pioniere, die faktisch alles „mit Bordmitteln“ bestreiten mussten, nun sind Entwickler in ihren High-End-Labors gefragt.

Wenn man bei den mittlerweile im Markt etablierten Zerspanungswerkzeug-Herstellern in ihre Gründerzeit zurückschaut, fällt eines auf: die Anfänge waren wenig spektakulär. Von Ein-Mann-Betrieben ist da oft die Rede, davon, dass der Inhaber zugleich Erfinder, Werkzeugbauer und Vertriebsleiter in einem war und noch per Fahrrad oder mit dem Zug übers Land fuhr, tagsüber verkaufte, abends und am Wochenende an der Drehbank stand... Man war noch Lichtjahre entfernt von Mannlos-Fertigung, Showrooms und Digitaltechnik, ja selbst von der NC-Fertigung. Bei Paul Horn ist zum Beispiel legendär, dass die Werkstatt zu Anfangszeiten nicht einmal über einen ebenen Boden verfügte obwohl Toleranzen von beachtlichen 3µ gefertigt werden konnten. Der Tüftler Friedrich Schunk (heute Schunk Spann- und Greifsysteme) gründete 1945 „unter einfachsten Verhältnissen“ eine mechanische Werkstatt in einem schmalen Nebengebäude, sein Spezialgebiet: Problemlösungen.

Mit seismographischen Fähigkeiten zum Erfolg

Die Metallurgie ist dabei Innovationstreiber und Hartmetall der Werkstoff der Wahl. „Diese Erfindung ist mit Abstand die wichtigste für die Zerspanungswerkzeugbranche. Die pulvermetallurgische Herstellung der Hartmetalle ermöglicht eine große Vielfalt an prozessspezifischen Anpassungen. In Kombination mit Beschichtungen lassen sich für die meisten Anwendungsfälle auf der Basis der richtigen Hartmetallsorte geeignete Werkzeuge realisieren“, berichtet Prof. Dirk Biermann, Leiter des Instituts für Spanende Fertigung (ISF) Dortmund (lesen Sie hierzu auch das Interview).

Bis dieser Status quo erreicht werden konnte, waren allerdings viele Tausend Schritte zu gehen, ein Beispiel zeigt noch das Desaster des Manufaktur-Zeitalters auf: Das Ausbohren von James Watts Zylindern der Dampfmaschine dauerte fast einen Monat, heutzutage können Zylinder dieser Dimension mit diamantbestückten Werkzeugen „in einem Schuss“ im Sekundenzeitraum hergestellt werden. Um die Leistungsfähigkeit der Manufakturen zu steigern, brauchte man definitiv Werkzeuge, Maschinen, Stähle, die man noch nicht hatte.

HSS revolutioniert Schnittgeschwindigkeiten

Noch zu Beginn der Neuzeit bestanden Werkzeuge aus aufgekohltem Stahl. Sie verloren bei der Zerspanung von Eisenwerkstoffen aufgrund ihrer geringen Temperaturfestigkeit bereits bei Schnittgeschwindigkeiten von wenigen Metern pro Minute ihre Härte. Erste Abhilfe kam durch einen legierten Werkzeugstahl mit Anteilen von Wolfram von Robert Forester Mushet, der auch als Mushet-Stahl bezeichnet wird (etwa 1868). Damit waren Schnittgeschwindigkeiten von etwa 10 m/min möglich.

Dann, kurz vor dem Ersten Weltkrieg, nimmt die Branche Fahrt auf: Auf der Weltausstellung Paris 1900 stellte Frederick Winslow Taylor den gemeinsam mit Maunsel White entwickelten Schnellarbeitsstahl (HSS) vor und demonstrierte dessen Leistungsfähigkeit. Mit für damalige Verhältnisse unvorstellbaren Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 40 m/min begannen die Werkzeuge rot zu glühen und stumpften dennoch nicht ab, während die Späne blau anliefen.

Und dann der Quantensprung: Unter strenger Geheimhaltung begann 1926 die Hartmetallproduktion in den Räumen der Krupp-Widia-Forschungsanstalt in eigens durch Krupp hergestellten Sinteröfen. Das erste Produkt Widia-N (WC-6Co), welches sich in der Zusammensetzung nicht wesentlich von heutigen Hartmetallen unterscheidet, wurde auf der Leipziger Frühjahrsmesse 1927 vorgeführt. In diese Zeit fällt die Gründung von Walter, heute Walter Tools: Als der Pionier Richard Walter kurz nach dem ersten Weltkrieg die Metallurgische Gesellschaft Richard Walter und Co. in Düsseldorf formierte, hatte er keineswegs das Ziel, ein weltweit agierendes Unternehmen aufzubauen. Walter hatte im Krieg schlechte Erfahrungen mit Werkzeugen gemacht, die ihm für die Instandhaltung und Reparatur von Schiffsmotoren und -schrauben zur Verfügung standen. Sein Ziel war es, durch neue Konstruktionen und Legierungen den Wirkungsgrad, die Verschleißfestigkeit und Wärmebeständigkeit von Zerspanungswerkzeugen für Metall deutlich zu verbessern. 200 Patente meldete Richard Walter an, eine der wichtigsten Entwicklungen Richard Walters war die Wolframkarbid-Hartmetalllegierung, die unter dem Namen Dynit in der Zerspanungsbranche bekannt ist und ab Ende der 50er-Jahre breit eingeführt wurde.

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