Die Wettbewerbsfähigkeit der Zerspanungswerkzeuge von KORLOY – geprägt durch Hartmetallwerkstoffe, Beschichtungen, Spanbrecher und hochpräzise Konstruktionstechnologien
Das Ergebnis von 60 Jahren technologischer Expertise – die Grundlagen der Produktwettbewerbsfähigkeit von KORLOY
Zerspanungswerkzeuge mögen in der Fertigung wie ein kleines Element erscheinen, doch tatsächlich sind sie eine Schlüsseltechnologie, die Produktivität, Qualität, Kosten und Prozessstabilität maßgeblich beeinflusst. Selbst bei gleichen Maschinen und Werkstoffen können sich Bearbeitungszeit, Qualität, Standzeit und Ausschussrate je nach eingesetztem Werkzeug deutlich unterscheiden. Deshalb gelten Zerspanungswerkzeuge heute nicht mehr nur als Verbrauchsmaterial, sondern als wichtiger Faktor für die Wettbewerbsfähigkeit in der Fertigung.
KORLOY, das unter der Leitung von CEO JUNGHYUN YIM sein 60-jähriges Bestehen feiert, hat diese grundlegende Bedeutung von Zerspanungswerkzeugen schon früh in den Mittelpunkt seiner Technologieentwicklung gestellt. Der technologische Anspruch, den KORLOY in den vergangenen 60 Jahren bei der Produktentwicklung verfolgt hat, ist klar: Lösungen anzubieten, die die Produktivität der Kunden steigern, die Qualität verbessern und die Fertigungskosten senken. Mit anderen Worten: Die Entwicklung von Produkten, die für Kunden neue Werte schaffen, war stets der Ausgangspunkt der Technologieentwicklung von KORLOY.
Eine Technologiegeschichte, die mit der Lokalisierung begann
Die Technologiegeschichte von KORLOY begann mit der heimischen Produktion von Hartmetall-Zerspanungswerkzeugen. In der Anfangsphase beschränkte sich das Unternehmen auf die Übernahme grundlegender Technologien führender ausländischer Hersteller. Mit der Gründung eines eigenen Forschungsinstituts begann KORLOY jedoch, konsequent eigene Technologien zu entwickeln. Schritt für Schritt wurden Schlüsseltechnologien für Zerspanungswerkzeuge – darunter Hartmetallwerkstoffe, CVD- und PVD-Beschichtungen, Spanbrecher, Werkzeugformenkonstruktion und Präzisionsserienfertigung – internalisiert und ein eigenständiges Produktportfolio aufgebaut.
Damit bewies KORLOY im damals stark importabhängigen koreanischen Markt für Zerspanungswerkzeuge das Potenzial heimischer Produkte und entwickelte sich zu einer Marke, deren Qualität auch weltweit anerkannt wird. Insbesondere bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe für die Luft- und Raumfahrt-, Verteidigungs- und Energieindustrie überzeugen KORLOY-Produkte mit eigener Technologie und erweitern kontinuierlich ihre Einsatzbereiche.
Mehrere Produkte markieren wichtige Meilensteine in der technologischen Entwicklung von KORLOY. Die Sorte A30, einst ein führendes Produkt im koreanischen und internationalen ISO-Fräsmarkt, steht für die erfolgreiche Internalisierung fortschrittlicher ausländischer Technologien und den Aufbau einer stabilen Massenproduktion. Der AK-Spanbrecher revolutionierte bei der NE-Metallbearbeitung die Spankontrolle und Oberflächengüte und wurde als erstes KORLOY-Produkt mit dem IR52 Jang Young-Shil Award ausgezeichnet. Das Alpha Mill für die 90°-Bearbeitung wurde als weltweit drittes Produkt seiner Art entwickelt und trieb das Exportgeschäft voran. Das zweischneidige MGT-Einstechwerkzeug wurde als weltweit fünftes seiner Art entwickelt und erreichte in China Platz 1 beim Absatz.
Die mit eigener PVD-Beschichtungs- und Substrattechnologie entwickelten Sorten PC9030 und PC5300 haben sich zudem zu wichtigen Cash-Cow-Produkten von KORLOY entwickelt. Die Rich Mill-Serie ist ein repräsentatives Fräsprodukt auf Basis eigener Konstruktions- und Fertigungstechnologien. Der Wendeschneidplattenbohrer KING Drill gilt auf internationalen Märkten als Bestseller mit hervorragendem Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Super-Sorten und Super Endmill stehen für erfolgreiche Lokalisierung bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Triebwerkswerkstoffe in der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Die Super-Sorten (SNC805/SPC810) von KORLOY gelten als Produkte, die zur erfolgreichen Lokalisierung bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Triebwerkswerkstoffe in der Luftfahrtindustrie beigetragen haben.
Beharrlichkeit auf dem Weg zur technologischen Unabhängigkeit – CVD- und PVD-Beschichtungen
Die Beschichtungstechnologie war ein entscheidender Wendepunkt in der technologischen Entwicklung von KORLOY. In der Anfangszeit verfügte das Unternehmen über keinerlei eigene CVD-Beschichtungstechnologie. Die damaligen Forscher wurden zum japanischen Partner Sumitomo entsandt und mussten sich das notwendige Know-how unter eingeschränkten Bedingungen aneignen. Trotz hoher Sicherheitsbarrieren beobachteten und analysierten sie die Prozesse beharrlich, um die entscheidenden Verfahren zu verstehen. Dies führte schließlich zur Entwicklung eigener CVD-Beschichtungs- und Fertigungstechnologien.
Auch die Entwicklung einer eigenen TiCN-Dünnschicht für das CVD-Fräsen war mit großen Herausforderungen verbunden. Bei den Beschichtungsversuchen kam es wiederholt zur Bildung von Eta-Phasen an der Grenzfläche und zu fehlerhaften Schichten, was zu Dutzenden Fehlschlägen führte. Durch die Anpassung sowohl des Substrats als auch der Dünnschichtrezeptur gelang schließlich der Durchbruch. Das Ergebnis war die Markteinführung von NCM25P, die zugleich zum Umsatzwachstum beitrug.
Auch die Entwicklung der PVD-Dünnschichttechnologie war von zahlreichen Herausforderungen geprägt. Da zunächst keine Produktionsanlagen zur Verfügung standen, wurde ein gemeinsames Forschungsprojekt mit Hochschulen durchgeführt. KORLOY entwickelte und baute daraufhin die erste PVD-Produktionsanlage Koreas auf Basis des HCD-Plasmaverfahrens selbst. Obwohl die Anlage anfangs nicht zuverlässig funktionierte, wurden wichtige Komponenten schrittweise ausgetauscht und verbessert. Dadurch konnte KORLOY schließlich auch das Know-how zur Anlagensteuerung und zum Betrieb vollständig internalisieren.
Später wurden Tests mit importierten Anlagen auf weltweit führendem Niveau durchgeführt, doch anhaltende Schichtablösungen erschwerten die Serienproduktion. Nach mehrwöchigen Tests wurde eine einfache Verunreinigung während der Vorbehandlung als Hauptursache identifiziert. Mit deren Beseitigung gelang ein entscheidender Durchbruch bei der Entwicklung der PC9030-Beschichtung und beim Ausbau des Umsatzes mit PVD-Produkten. Die heutige Beschichtungstechnologie von KORLOY ist das Ergebnis dieser Beharrlichkeit und zahlreicher Lernprozesse.
Die kontinuierlich weiterentwickelten CVD-Drehprodukte von KORLOY, darunter verschiedene Serien wie NC3200 in Kombination mit Dreh-Spanbrechern, finden breite Anwendung im Automobilsektor und in der Bearbeitung von Maschinenbauteilen und genießen dort hohe Anerkennung. Bei den PVD-Fräsprodukten zählen verschiedene Sorten wie PC5300 in Kombination mit Fräswerkzeugen wie Rich Mill, Alpha Mill und HFM(D) zu den repräsentativen Lösungen. Sie werden umfassend im Formenbau sowie in der Luft- und Raumfahrt-, Energie- und Verteidigungsindustrie eingesetzt.
Bei den beschichteten Wendeschneidplattenbohrern gehören KING Drill und TPDB Plus zu den wichtigsten Produkten. KING Drill wird dank seiner hohen Klemmsteifigkeit besonders bei hochproduktiven Bearbeitungsbedingungen geschätzt. TPDB Plus überzeugt durch seine preisliche Wettbewerbsfähigkeit und bietet der Maschinen- und Anlagenindustrie hohe Produktivität und Wirtschaftlichkeit.
TP4P ist zudem ein tangentiales Fräswerkzeug für die 90°-Bearbeitung. Es bietet auch unter instabilen Bearbeitungsbedingungen eine hervorragende Leistung und stößt daher in jüngster Zeit auf zunehmendes Kundeninteresse.
Die Wendeschneidplattenbohrer KING Drill, TPDB Plus und TPDC Plus von KORLOY
Drei Säulen, die die Werkzeugleistung bestimmen
Die Leistung eines Zerspanungswerkzeugs wird nicht durch eine einzelne Technologie bestimmt. KORLOY betrachtet drei Faktoren als entscheidend für Leistung und Zuverlässigkeit: die Festigkeit des Substrats, die Haftfestigkeit und Verschleißbeständigkeit der Beschichtung sowie die Präzision der Geometrie. Die optimale Abstimmung dieser drei technologischen Elemente ist der Schlüssel zur Entwicklung leistungsstarker Zerspanungswerkzeuge.
Dafür konzentriert sich KORLOY auf die Stärkung seiner Kernkompetenz bei Hartmetallwerkstoffen. Von der Legierungsentwicklung zur Maximierung von Verschleißbeständigkeit und Festigkeit bis zur Steuerung des Sinterprozesses für eine ideale Mikrostruktur werden die entscheidenden Technologien intern entwickelt und kontinuierlich weiter optimiert.
Auch bei der Oberflächentechnologie verfügt KORLOY über differenzierte Wettbewerbsvorteile. Bei PVD-Beschichtungen wird durch die Kontrolle nanoskaliger Mehrschichtstrukturen die Rissausbreitung gehemmt sowie die Abplatzbeständigkeit und Warmhärte verbessert. CVD-Beschichtungen nutzen Technologien zur Kontrolle von Alpha-Aluminiumoxid-Texturen (α-Al₂O₃) der nächsten Generation und MT-Ti(CN), um eine hervorragende Verschleißbeständigkeit und Werkzeugstandzeit zu erzielen. Die Diamantbeschichtungstechnologie ermöglicht zudem durch NCD- und MCD-Kontrolltechnologien, die speziell für die Bearbeitung von Zirkonoxid und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFRP) entwickelt wurden, höchste Präzisionsqualität.
Darüber hinaus nutzt KORLOY seine umfangreiche Datenbank zur Spanbrecherentwicklung und FEM-Simulationstechnologie, um kundenspezifische Geometrien zu entwickeln, die optimal auf Werkstoff und Bearbeitungsbedingungen abgestimmt sind. Durch eine ideale Spankontrolle und stabile Bearbeitungsbedingungen trägt KORLOY so zur Steigerung der Kundenproduktivität bei.
Auch künftig wird KORLOY seine Kompetenzen auf die Entwicklung äußerst leistungsfähiger und zuverlässiger Zerspanungswerkzeuge konzentrieren und dafür die Forschung an der Integration von Werkstoff-, Beschichtungs- und Geometrietechnologien weiter vorantreiben.
(Links) CVD-Wendeschneidplatte von KORLOY, entwickelt mit eigener Beschichtungs- und Fertigungstechnologie,
(rechts) PVD-Wendeschneidplatte als Ergebnis kontinuierlicher Entwicklungsarbeit und Beharrlichkeit
Industrien im Wandel, neue Wege in der Werkzeugentwicklung
Eine der größten Veränderungen in der Zerspanungsindustrie betrifft derzeit die zu bearbeitenden Werkstoffe und das Produktionsumfeld. Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen und dem Wachstum der Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungsindustrie geht die Nachfrage nach der Bearbeitung klassischer Werkstoffe wie Stahl und Gusseisen zurück. Gleichzeitig steigt der Bedarf an der Bearbeitung hochwertiger, schwer zerspanbarer Werkstoffe wie Titan, Inconel, Aluminiumlegierungen und CFRP.
Das Wachstum der Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungsindustrie beeinflusst die Richtung der Werkzeugentwicklung unmittelbar. Um extrem schwer zerspanbare Werkstoffe wie Titan, Inconel und Verbundwerkstoffe stabil bearbeiten zu können, wird die Entwicklung spezieller Substrate mit höchster Härte und Zähigkeit sowie neuer Beschichtungs- und Geometrietechnologien beschleunigt. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach speziellen Spanbrechern zur Unterdrückung von Mikrovibrationen und nach Hochdruck-Kühlmittelwerkzeugen für die hochpräzise Bearbeitung großer, integraler Strukturen und komplex geformter Luftfahrtkomponenten.
Auch die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen treibt den Marktumbau voran. Mit dem Rückgang von Verbrennungsmotoren und Getriebekomponenten sinkt der Zerspanungsbedarf für eisenbasierte Werkstoffe, während die Nachfrage nach der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen und CFRP für den Fahrzeugleichtbau steigt. Auch bei spezifischen Komponenten für Elektrofahrzeuge wie Elektromotorgehäusen und Untersetzungsgetrieben wird ein steigender Bearbeitungsbedarf erwartet.
Gleichzeitig entwickeln sich Risiken in den Rohstofflieferketten zu einem wichtigen Faktor für die Zerspanungsindustrie. Als Reaktion auf steigende Preise und mögliche Exportbeschränkungen bei seltenen Metallen wie Wolframkarbid (WC) und Kobalt (Co) gewinnen die Entwicklung alternativer Legierungen und Cermets der nächsten Generation, die Miniaturisierung von Wendeschneidplatten, die Umstellung von Vollhartmetallprodukten auf Wendeschneidplattensysteme sowie die Entwicklung von Multi-Corner-Wendeschneidplatten zunehmend an Bedeutung. Auch das Recycling gebrauchter Werkzeuge und eine ressourcenschonende Kreislaufproduktion werden künftig wichtige Aufgaben sein.
Um auf diese Marktveränderungen zu reagieren, konzentriert KORLOY seine Forschungs- und Entwicklungskompetenzen auf Zerspanungstechnologien der nächsten Generation für schwer zerspanbare Werkstoffe. Insbesondere für anspruchsvolle Werkstoffe wie Titan und Inconel in der Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungsindustrie entwickelt KORLOY Substrate der nächsten Generation mit extrem hoher Zähigkeit und Härte auf Basis neuer Legierungskonzepte. Ziel ist es, selbst bei hoher Schnittwärme und extremem Verschleiß eine stabile Werkzeugstandzeit und Bearbeitungsleistung sicherzustellen.
Darüber hinaus treibt KORLOY die Entwicklung eigener CVD- und PVD-Beschichtungstechnologien der nächsten Generation voran, die eine Kontrolle von Materialstruktur und Zusammensetzung im Nanometerbereich ermöglichen. Diese fortschrittlichen Beschichtungen verbessern die Wärme- und Verschleißbeständigkeit bei hohen Temperaturen und bieten zugleich hervorragende Schmiereigenschaften, wodurch Reibung und Wärme bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe wirksam kontrolliert werden können.
Parallel dazu stärkt KORLOY seine Hochdruck-Kühlmitteltechnologie und die Entwicklung spezieller Wendeschneidplattengeometrien, um häufig auftretende Probleme bei Spanbildung und Spanabfuhr zu lösen. Durch werkstoffspezifisch optimierte Spanbrecher und Schneidengeometrien sollen Spankontrolle und Prozessstabilität verbessert und damit die Produktivität der Kunden sowie die Prozesseffizienz gesteigert werden.
(Links) CVD-Wendeschneidplatte von KORLOY (NC3200 Series), (rechts) PVD-Wendeschneidplatte von KORLOY (PC6100)
Digitale Technologien und KI beschleunigen die Werkzeugentwicklung
KORLOY setzt bei der Produktentwicklung aktiv auf Simulation und Datenanalyse. Bereits bei der Konstruktion der Werkzeuggeometrie werden Faktoren wie Schnittkräfte bei der Spanbildung, Spannungen, Temperaturverteilung, Spanabfuhr, Vibrationen und Strömungsverhalten mithilfe von CAE-Simulationen vorab analysiert. Dadurch lässt sich die Konstruktionsqualität bereits vor der realen Fertigung verbessern und die Zahl der Entwicklungsversuche reduzieren.
Bei der Werkstoff- und Beschichtungsentwicklung werden Daten zu Sinterbedingungen, Gefügeeigenschaften und Beschichtungsprozessen analysiert, um Qualitätsschwankungen zu minimieren und optimale Prozessbedingungen zu ermitteln. Darüber hinaus werden die Ergebnisse von Zerspanungstests systematisch als Datenbestand aufgebaut und für die Entwicklung von Datenbanksystemen zur Verwaltung geometrischer Parameter, Anlagen und Werkstücke sowie zur Optimierung von Testbedingungen und Verbesserung der Zuverlässigkeit genutzt.
Künftig plant KORLOY, diese Technologien auf KI-basierte Werkzeugstandzeitprognosen und Empfehlungen optimaler Bearbeitungsbedingungen auszuweiten. In der praktischen Anwendung können intelligente Werkzeughalter mit integrierten Sensoren Vibrations-, Temperatur- und Bearbeitungslastdaten in Echtzeit erfassen und analysieren. Auf dieser Basis kann KI den Werkzeugverschleiß diagnostizieren und Werkzeugbruch frühzeitig vorhersagen. Dadurch lassen sich unerwartete Maschinenstillstände reduzieren und die Zuverlässigkeit der mannlosen Bearbeitung erhöhen.
Auch in der Forschung und Entwicklung bietet KI großes Potenzial. Durch zahlreiche Simulationen in virtuellen Umgebungen können Substrate, Beschichtungen und Produktkonstruktionen bereits vorab validiert und Entwicklungszeiten verkürzt werden. Der Einsatz von KI bei der Analyse bestehender Patente und technischer Informationen soll zudem nicht nur Zeit sparen, sondern auch die Entwicklung kreativer neuer Ideen unterstützen.
KORLOY setzt bei der Produktentwicklung aktiv auf Simulation und Datenanalyse.
Die Werkzeuggeometrie wird bereits in der Konstruktionsphase mithilfe von CAE-Simulationen validiert.
Forschung und Entwicklung beginnen mit der Stimme des Kunden
Der Bereich Forschung und Entwicklung von KORLOY erklärt: „Der wichtigste Grundsatz unserer Produktforschung und -entwicklung ist ein Market-in-orientiertes Qualitätsprinzip: Wir beginnen mit der Stimme des Kunden, validieren Lösungen anhand von Daten, die reale Einsatzbedingungen widerspiegeln, und schaffen schließlich einen konkreten Mehrwert für den Kunden.“
Die Produktentwicklung beginnt mit einer Grundlagenuntersuchung, bei der Kundenanforderungen erfasst und Probleme definiert werden. Die identifizierten Anforderungen und Probleme werden in konkrete Prüfmethoden überführt, damit sie im internen Leistungstestzentrum reproduziert werden können. Nach Abschluss der Entwicklung wird anhand dieser Prüfmethoden streng überprüft, ob die bestehenden Probleme ausreichend gelöst wurden. Kundenanforderungen bilden somit den Maßstab, der den gesamten Entwicklungsprozess von der ersten Phase bis zur endgültigen Freigabe bestimmt.
Auch die Zusammenarbeit zwischen Forschungsinstitut, Vertrieb und technischem Support spielt eine wichtige Rolle. In der frühen Entwicklungsphase erfassen Vertrieb und technischer Support die Anforderungen der Kunden. Nach Abschluss der Produktentwicklung und vor der offiziellen Markteinführung werden neue Produkte direkt von Kunden getestet. In der frühen Einführungsphase arbeiten die Teams eng mit dem technischen Support zusammen, um Kundenbetreuung und Produktmarketing parallel durchzuführen. So entsteht ein durchgängiger Kooperationsprozess von der Produktplanung bis zur erfolgreichen Marktetablierung.
Bei der Auswahl von Forschungs- und Entwicklungsprojekten legt KORLOY besonderen Wert auf deren Erfolgspotenzial. Projekte mit hohen Erfolgsaussichten bieten Kunden nicht nur einen differenzierten Mehrwert und höhere Wettbewerbsfähigkeit, sondern tragen auch direkt zur Profitabilität und zur Sicherung zukünftiger Wachstumstreiber des Unternehmens bei. Weitere wichtige Kriterien sind die schnelle Verbesserung von Produktgruppen mit unzureichender Preis-Leistungs-Wettbewerbsfähigkeit, die Entwicklung von Lösungen für strategische Industrien sowie die Erweiterung des Portfolios für zukünftige Wachstumsbranchen und bislang unzureichend abgedeckte Produktbereiche.
KORLOYs einzigartiges Technologiemanagement
KORLOY CEO JUNGHYUN YIM erklärt: „Technologiemanagement bedeutet, durch kontinuierliche Investitionen in Forschung und Entwicklung einzigartige Produkte auf den Markt zu bringen, die sich vom Wettbewerb differenzieren.“ Er ergänzt: „Das Wesen des Technologiemanagements besteht darin, Kunden differenzierte Produkte und Dienstleistungen anzubieten und zugleich in Branchen mit hoher Wertschöpfung zu expandieren.“
Seit 60 Jahren baut KORLOY umfassende Kompetenzen in den Bereichen Hartmetallwerkstoffe, Beschichtungen, Spanbrecher, Präzisionskonstruktion und Serienfertigung auf. Heute werden diese Technologien auf neue Herausforderungen wie die Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe, Ultrapräzisionsbearbeitung, Daten, KI und umweltfreundliche Fertigung ausgeweitet.
CEO JUNGHYUN YIM betont: „Zerspanungswerkzeuge zu entwickeln bedeutet letztlich, die Prozesse unserer Kunden zu verstehen.“ Weiter erklärt er: „Die Produktivität unserer Kunden zu steigern, ihre Qualität zu stabilisieren und ihre Produktkosten zu senken – genau darin liegt der Wert, den KORLOY mit seinen Produkten und Technologien geschaffen hat. Und dies wird auch künftig im Mittelpunkt unseres Technologiemanagements stehen.“
