Kennametal vereinfacht den Präzisionswerkzeugbau mit Datenaustausch

Bei der Hochpräzisionsfertigung etwa im Automobilbau oder Medizinproduktbereich sowie in der Energiebranche oder Luft- und Raumfahrt sind die zulässigen Toleranzen für gefertigte Teile teilweise bis zu zehnmal feiner als die Breite eines menschlichen Haares.

Der globale Anbieter von Hochleistungswerkzeugen und Industriematerialien Kennametal beliefert diese und andere Sektoren in mehr als 60 Ländern. Das Unternehmen produziert Werkzeuge für die Herstellung von Präzisionskomponenten, die als unverzichtbare Bestandteile zukunftsfähiger Spitzentechnologien – wie etwa Elektroautos, Windenergieanlagen oder Großraumflugzeuge – Einsatz finden.

Dr. Carlonda Reilly, die Kennametal als Chief Technology Officer (CTO) durch die digitale Transformation führt, scheint ähnlich perfekt für ihre Aufgabe geschaffen. Schon als kleines Mädchen spielte sie mit Vorliebe in den Hobbykeller ihres Großvaters im US-Bundesstaat Indiana.

„Dort hatte er alle möglichen Werkzeuge, um Dinge herzustellen“, so die Kennametal-CTO. „Als Spitzenschülerin in Mathematik und Naturwissenschaften habe ich erst durch meinen Großvater verstanden, wie man Alltagsgegenstände herstellt.“

2021 wurde die promovierte Chemieingenieurin in die „Women in Manufacturing Hall of Fame“ aufgenommen. Nun ist sie federführend an dem Projekt beteiligt, das im Verlauf der fast 90-jährigen Unternehmensgeschichte von Kennametal gesammelte Fachwissen im Bereich des Präzisionwerkzeugbaus für Hersteller zugänglicher zu machen. Damit soll gerade kleinen und mittelständischen Unternehmen geholfen werden, traditionelle Eintrittsbarrieren und die wachsenden Kompetenzlücken zwischen den Generationen zu überwinden.

Um nur ein einziges Produkt herzustellen, müssen viele Kunden von Kennametal aus der Präzisionsindustrie vielfache Herausforderungen bei der Entwicklung der erforderlichen Teile und Komponenten bewältigen. Ob eine Schaufelscheibe oder ein anderes Montageteil für dasselbe Düsentriebwerk: Für jedes Teil gelten strenge Voraussetzungen und für jedes Teil ist das gleiche Maß an wissenschaftlichem und technologischem Know-how erforderlich.

Kennametal bietet Tausende von Produkten an, die speziell für das Schneiden komplexer Formen aus Titan, Aluminium, Stahl oder leichten, modernen Stoffe wie kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen konzipiert sind. Dazu gehören Halter und Adapter sowie Werkzeuge zum Bohren, Fräsen oder Drehen. Die Werkzeuglösungen von Kennametal können auch wahlweise additive Fertigungsverfahren einbinden.

Jede Lösung basiert auf enormen Mengen an Daten, die aus dem technischen Know-how von Kennametal stammen. Der Vollhartmetall-Schaftfräser HARVI™ 1 TE mag für Laien wie ein gewöhnlicher Bohreinsatz aussehen. In Wirklichkeit stellt er eine Innovation der Fertigungstechnik dar, die für ihre Leistung und mehrfache Verwendungsmöglichkeiten preisgekrönt wurde. „Dieses Gerät hat für mich eine eigene Schönheit“, sagt Dr. Reilly. „Vom ausgewählten Material bis hin zu jedem Winkel, jeder Krümmung und jede Oberflächenbeschaffenheit: Jedes Designelement hat den Zweck, Leistung zu erbringen.“

Dr. Reilly ist auch federführend bei den Bemühungen, das gesammelte Fachwissen von Kennametal einem breiteren Publikum zugänglich zu machen – wie etwa KMU, für die die Präzisionsfertigung bisher keine kosteneffiziente Option war. Immer dringender müssen auch die Kenntnisse der Fachkräfte, die schon im Rentenalter sind oder kurz davorstehen, an die nächste Generation vermittelt werden.

„Uns allen ist bewusst, dass mit jedem erfahrenen Programmierer oder Bediener, der in den Ruhestand tritt, Know-how verloren geht und Kompetenzlücken größer werden“, so Dr. Reilly. „Die Auswirkungen dieser Trends werden von KMU stärker empfunden, denn sie sind oft in hohem Maße auf externe Werkzeugspezialisten wie Kennametal angewiesen. Wir haben uns daher gefragt, wie wir unsere technische Reichweite erweitern können, um diese Kunden effektiv zu unterstützen.“

Ein wichtiger Teil der Antwort ist ein automatisiertes Ökosystem, das die Werkzeugdaten von Kennametal in Autodesk Fusion integriert. Durch dieses System werden der Zeitaufwand und die Ungenauigkeiten reduziert, die mit der manuellen Übergabe solcher Daten verbunden sind. Wenn ein KMU den Auftrag erhält, tausend Exemplare von einem bestimmten Teil herzustellen, hat es oft einen engen Zeitplan und wenige Ressourcen, um ein effizientes Herstellungsverfahren zu entwickeln. Kennametal stellt dann beispielsweise schnell eine Werkzeuglösung bereit, die der Kleinbetrieb mit den eigenen CAM- und CNC-Maschinen in der Praxis vornehmen kann.

„Unsere Vision ist es, den Prozess zu vereinfachen und dem Kunden alle Informationen zu geben, die sie in den ersten Bearbeitungsschritten benötigt, um ihr Teil gleich beim ersten Mal richtig herzustellen“, so die promovierte Chemieingenieurin. So wird durch Automatisierung und Digitalisierung die Weiterentwicklung der Fertigung trotz der alternden Belegschaften sichergestellt.

Digitalisierung in der Fertigung müsse zielführend sein, so Dr. Reilly: „Stellen Sie sicher, dass Ihre Lösung auch wirklich die Bedürfnissen des Kunden erfüllt.“

Kennametal digitalisiert im Rahmen seiner seit mehreren Jahren fortlaufenden digitalen Transformation seine umfangreiche Werkzeugdaten und ist damit bestens gerüstet, um neue Geschäftschancen zu nutzen.

Die Webseite von Kennametal stellt erweiterte Funktionen für die digitale Bearbeitung bereit. Dadurch erhalten Hersteller Zugang zum einzigartigen Werkzeug-Know-how und den Fertigungsmöglichkeiten des Unternehmens sowie die Option, die Daten in Autodesk Fusion zu integrieren. Kunden können ein 3D-Modell des Bauteils hochladen, das sie herstellen möchten, und die Art der Fertigungsmaschine eintragen, über die sie verfügen. Die Bearbeitungsplattform von Kennametal automatisiert dann die Vorfertigungsschritte der CAM-Simulationsoptimierung, um ein möglichst kosteneffektiv und effizientes Werkzeugpaket und entsprechende Strategien für den Werkzeugweg zu finden. Wenn Kunden die Daten von Kennametal in Fusion verwenden, können alle Werkzeugdaten automatisch zwischen Entwurf, Simulationen und CAM-Werkzeugwege hin und her fließen.

Die Möglichkeit, direkt mit der Bearbeitungsplattform auf der Website von Kennametal zu interagieren, erleichtert den Datenfluss für Kunden. Bei der manuellen Übergabe existieren die Daten in Silos mit der Folge, dass das Verschieben der Daten in der gesamten Wertschöpfungskette zeitaufwändig sei und häufig zu Ineffizienzen führe, so Dr. Reilly. „Die Ineffizienzen können zu mehrfachen Problemen führen, wie beispielsweise Bruchschäden während der Werkzeug-Erstausstattung, schlechter Teilequalität oder frustrierten Bedienern“, erklärt sie. „Wir wollen also diese Informationssilos beseitigen.“

Wie jede digitale Transformation ist auch die von Kennametal ein fortlaufender Prozess. Das Unternehmen arbeitet weiter daran, seine Werkzeugdaten digital zu erfassen und die Funktionalität der Website sowie seine Integration mit Autodesk Fusion zu erweitern. Neue Technologien und Fähigkeiten, wie etwa die KI-Datenanalyse, werden diesen Prozess voranbringen. „Mit KI werden wir unsere ultimative Vision erfüllen können: ein Teil gleich beim ersten Mal richtig herzustellen“, so Dr. Reilly.

In der Präzisionsfertigung werden die Grenzen des Machbaren immer weiter verschoben. Gleichzeitig verlangen die Marktkräfte, dass diese komplexen Ergebnisse noch effizienter, schneller, genauer und nachhaltiger erzielt werden. Die Kennametal-CTO weiß, dass das Unternehmen mit seinen Lösungen den Fortschritt gemeinsam mit den Kunden vorantreiben und davon profitieren muss.

„Die Anwendungen in unseren Zielmärkten werden immer anspruchsvoller und aus diesem Grund müssen auch die Fertigungslösungen weiterentwickelt werden“, so Dr. Reilly. „Trotz der alternden Bevölkerung und der Kompetenzlücken sind wir sicher, dass wir mit der Digitalisierung und Automatisierung diese Herausforderungen wirksam angehen können.“