Präzisionsmetallstanzen ist ein gängiges Industrieverfahren. Bei diesem Herstellungsverfahren werden flache Bleche zu einer Vielzahl unterschiedlicher Teile und Komponenten verarbeitet. Dabei kommen spezielle Matrizen und Werkzeuge zum Einsatz, die unter anderem zum Schneiden, Biegen, Lochen und Formen eingesetzt werden. Dieses Verfahren wird häufig in der industriellen Fertigung eingesetzt, da es schnell, präzise und genau ist.
Als nächstes werfen wir einen Blick auf 10 häufig verwendete Materialien für Präzisionsmetallstanzverfahren.
Inhaltsverzeichnis
Aluminiummetall
Aluminium ist leicht und dennoch sehr stabil. Da es sich so einfach formen lässt, kann es in jede beliebige Form gebracht werden, von einfach bis komplex, von flach bis tiefgezogen. Aluminium ist thermisch und elektrisch leitfähig, rostet nicht und kann bei bestimmten Temperaturen von dehnbar zu starr wechseln. Aluminium wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Automobilteilen bis hin zur Unterhaltungselektronik.
Kupfermetall
Kupfer ist ein sehr nützliches Metall, das für seine Weichheit und leichte Formbarkeit bekannt ist. Es kann allein oder gemischt mit anderen Elementen verwendet werden, um Metalle wie Bronze, Messing und Neusilber herzustellen. Kupfer und seine Legierungen ermöglichen die Herstellung sehr unterschiedlicher Stanzteile.
Besonders beliebt ist die natürliche Schutzschicht auf der Oberfläche. Diese verleiht Kupferlegierungen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Nach dem Stanzen bildet sich diese Schicht ohne weitere Schritte wieder.
Aufgrund ihrer wunderschönen Gold-, Bernstein- und Gelbtöne werden Kupfermetalle häufig für architektonische Dekorationen und dekorative Bauteile verwendet. Dank ihrer Flexibilität können diese Materialien zu komplexen Bauteilen verarbeitet werden. Kupfer ist zudem antimikrobiell und eignet sich daher ideal für Bereiche, in denen Sauberkeit wichtig ist, wie z. B. in der Lebensmittelverarbeitung und im medizinischen Bereich.
Kupfer ist auch ein bekannter Leiter von Elektrizität und Wärme. Neben seiner Verwendung in der Medizin und Lebensmittelverarbeitung, Kupfer wird auch in Wärmetauschern und elektrischen Steckverbindern verwendet.
Nickelmetall
Die einzigartigen Eigenschaften von Nickel und seinen Legierungen machen es sehr wertvoll. Diese Legierungen verformen sich selbst bei sehr hohen Temperaturen nicht. Nickellegierungen eignen sich daher gut für Anwendungen, die Arbeiten bei extremen Temperaturen erfordern. Sie sind bekannt für ihre gute Schweißbarkeit, was den Herstellungsprozess beschleunigt. Ihre Beständigkeit gegen Luftkorrosion ermöglicht einen langen Einsatz. Ihre Festigkeit und Zähigkeit ermöglichen es ihnen, auch rauen Bedingungen standzuhalten.
Aufgrund dieser Eigenschaften werden Nickellegierungen häufig bei der Herstellung von Metallstanzteilen verwendet. Dies gilt insbesondere in Bereichen, in denen Zuverlässigkeit und Robustheit wichtig sind. Nickellegierungen werden unter anderem für elektrische Kontakte und Raumfahrzeugkomponenten verwendet.
Nickel und seine Legierungen sind sehr widerstandsfähig und reagieren weder bei hohen noch bei niedrigen Temperaturen. Sie eignen sich daher ideal für den Einsatz in Flugzeugkomponenten wie Turbinenschaufeln. Im Bereich elektrischer Kontakte sind Nickellegierungen mit guter elektrischer Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und langer Lebensdauer die beste Wahl.
Eisen und Stahl
Eisen und Kohlenstoff werden gemischt und zu Stahl verarbeitet. Stahl ist ein Rohstoff, der häufig beim Metallstanzen verwendet wird. Stahl ist dicht, fest und flexibel, weshalb Hersteller ihn häufig wählen. Weichstahl hat besonders gute Umformungseigenschaften und eignet sich daher ideal zum Stanzen, Bearbeiten, Schmieden, Schweißen und für viele weitere Fertigungsverfahren. Darüber hinaus bietet verzinkter Stahl (Weichstahl mit verzinkter Oberfläche) eine bessere Rostbeständigkeit.
Stahl ist sehr fest und gleichzeitig sehr leicht zu formen. Er lässt sich stanzen, bearbeiten, schmieden, schweißen und auf viele andere Arten herstellen. Die Vielseitigkeit von Stahl ermöglicht seinen Einsatz für viele verschiedene Aufgaben, und Wärmebehandlung und Rostschutz machen ihn noch nützlicher. Da Stahl günstig ist, rostet er nicht so leicht und ist nicht zu schwer. Er ist eine gute Wahl, wenn die Kosten der wichtigste Faktor sind.
Edelstahl
Die Korrosionsbeständigkeit ist einer der größten Vorteile von Edelstahl, kann jedoch je nach Art und Klima variieren. Edelstahl behält auch unter rauen Bedingungen sein gutes Aussehen. Darüber hinaus verfügt Edelstahl über eine gute Oberflächenbeschaffenheit und kann magnetisch oder nicht magnetisch hergestellt werden.
In manchen Fällen stellt kosmetische Korrosion bei Edelstahl kein Problem dar. Bei der Auswahl einer Edelstahlsorte sollte jedoch auf deren Beständigkeit gegenüber klimatischen Bedingungen und die Erfüllung der Anforderungen des Einsatzzwecks geachtet werden.
Edelstahl ist bekannt für seine gute Formbarkeit. Es gibt verschiedene Arten, wie z. B. austenitischen und ferritischen Edelstahl. Austenitischer Edelstahl lässt sich sehr gut formen und wird häufig dort eingesetzt, wo komplexe Formen erforderlich sind. Ferritische Stähle lassen sich ebenfalls stanzen und formen, weisen jedoch möglicherweise leicht abweichende Eigenschaften auf.
Kupfer, Aluminium und Weichstahl sind bei weitem nicht so stark wie diese beiden Edelstahlsorten. Daher sind sie eine gute Wahl, wenn Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit wichtig sind. Edelstahl wird häufig in medizinischen Geräten, Küchenutensilien und Baumaterialien verwendet. Es kommt auch in Kraftstofffiltern, Sauerstoffsensoren, Autoabgassystemen und anderen Industrieteilen zum Einsatz, die üblicherweise durch Stanzen hergestellt werden.
Titanmetall
Titanmetall ist robust, korrosionsbeständig und leicht. Es kann in Verteidigungsanwendungen, medizinischen Implantaten, Luft- und Raumfahrtkomponenten und anderen Bereichen eingesetzt werden, in denen robuste, aber leichte Teile benötigt werden. Andererseits ist Titan robust und hart, was die Formgebung durch Verfahren wie Stanzen erschwert.
Das bedeutet, dass Sie spezielle Werkzeuge und Fachwissen benötigen, um damit richtig zu arbeiten. Die Herstellung von Titan ist außerdem ein schwieriger und teurer Prozess. Das macht es teurer als andere Metalle, die zum Stanzen verwendet werden können.
Messing
Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Dank des Kupferanteils leitet es Wärme und Strom gut. Sein charakteristisches goldenes Aussehen macht es auch zu einer beliebten Wahl für dekorative Beschläge und Stanzteile mit dekorativer Optik.
Messing ist gut formbar, korrosionsbeständig und nicht magnetisch. Darüber hinaus besitzt Messing antimikrobielle und akustische Eigenschaften, sodass es für den Bau von Musikinstrumenten verwendet werden kann. Messing kann für eine Vielzahl von Materialien in vielen verschiedenen Bereichen verwendet werden, beispielsweise für medizinische Teile, Schlösser, Lager, Ventile, Zahnräder, Dekorationsartikel und Musikinstrumente.
Kohlenstoffstahl
Kohlenstoffstahl besteht aus Eisen und Kohlenstoff. Er ist sehr nützlich, da er fest, leicht formbar, vielseitig einsetzbar und kostengünstig ist. Es gibt verschiedene Arten von Kohlenstoffstahl, z. B. kohlenstoffarmen und kohlenstoffreichen Stahl. Kohlenstoffreicher Stahl ist härter und weniger flexibel, wodurch er leichter bricht. Weicher Stahl hingegen ist weicher und leichter formbar, sodass er für ein breiteres Anwendungsspektrum eingesetzt werden kann.
Kohlenstoffstahl ist fester und schwerer zu verarbeiten, was das Biegen und Formen erschwert. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Kohlenstoffstahl üblicherweise nach dem Glühen oder einer Wärmebehandlung verwendet wird. Für eine bessere Qualität kann nach dem Formen eine weitere Wärmebehandlung durchgeführt werden.
Kohlenstoffstahl kann zur Verbesserung der Rostbeständigkeit auch mit Chrom, Nickel oder Zink beschichtet werden. Aufgrund seiner zuverlässigen Leistung und Vielseitigkeit wird dieser Werkstoff in vielen Bereichen wie der Landwirtschaft, dem Bauwesen, der Automobilindustrie, Haushaltsgeräten und Industrieanlagen eingesetzt.
Berylliumkupfer
Eine Nichteisenlegierung namens Berylliumkupfer eignet sich sehr gut für die Herstellung von Teilen, die hohem Druck ausgesetzt sind. Beispiele hierfür sind Federn, elektrische Steckverbinder, Flugzeugtriebwerksteile, Lager und andere Stanzteile.
Berylliumkupfer bietet viele Vorteile, wie Korrosionsbeständigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit, moderate Festigkeit und die Möglichkeit der Aushärtung durch Ausfällung. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Berylliumkupfer gut für Anwendungen, die Langlebigkeit, Robustheit und die Fähigkeit zum Einsatz in rauen Umgebungen erfordern.
Phosphorbronze
Phosphorbronze wird aus Kupfer, Zinn und Phosphor hergestellt. Sie ist im geschmolzenen Zustand sehr leicht fließend und lässt sich daher gut gießen. Phosphorbronze verfügt über gute mechanische und chemische Eigenschaften. Stanzteile aus Phosphorbronze sind daher sehr widerstandsfähig gegen Ermüdung, Verschleiß und Korrosion. Lager, Federn, elektrische Kontakte, Musikinstrumente sowie Teile für die Schiffs- und Flugzeugindustrie werden aus Phosphorbronze hergestellt.
Wie wählt man Materialien für gestanzte Metallteile aus?
Die Auswahl des richtigen Materials für ein Stanzmetallprojekt erfordert mehrere wichtige Schritte. Zunächst müssen die Belastungen und Bedingungen berücksichtigt werden, denen das Gerät ausgesetzt sein wird. Beispielsweise erfordern Produkte, die in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt werden, hitzebeständige Materialien. Sobald die Anforderungen der Anwendung klar definiert sind, können die gewünschten Materialeigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Form, Härte und Festigkeit entsprechend den Produktanforderungen ermittelt und gefertigt werden.
Was sollte ich bei der Auswahl eines Metallstanzmaterials beachten?
Bei der Auswahl des richtigen Materials für Ihr Metallstanzprojekt müssen Sie einige wichtige Faktoren berücksichtigen. Dazu gehören die Anwendung, die angestrebten Herstellungskosten des Produkts, die Verfügbarkeit des Materials, die Wahl der Oberflächenbehandlung und die Fähigkeit des Materials, die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Anwendung zu erfüllen.
In erster Linie ist es wichtig, dass das Material seine Aufgabe gut erfüllt. Sanitärteile aus Edelstahl rosten beispielsweise nicht und verändern ihre Temperatur nicht. Elektrische Teile und Steckverbinder aus Kupfer hingegen leiten Strom und Wärme gut.
Leistung und Aussehen sind zwar wichtig, doch das Wichtigste ist, dass die Materialkosten zum Projektbudget passen. Verschiedene Oberflächenbehandlungen können praktische Eigenschaften wie Festigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessern. Oberflächenbehandlungen wie Plattieren, Lackieren, Polieren und Beschichten können gestanzte Teile zudem glatter und ästhetisch ansprechender gestalten.
Welches ist das beste Stanzmaterial für medizinische Anwendungen?
Das beste Stanzmaterial für medizinische Anwendungen hängt von der jeweiligen Verwendung ab. Aluminium, Titan, Zink und Edelstahl sind Materialien, die häufig im medizinischen und gesundheitlichen Bereich eingesetzt werden. Kupferbasierte Legierungen werden ebenfalls häufig für medizinische Anwendungen verwendet, da sie gut sterilisierbar und rostbeständig sind.
Welche Metalle eignen sich am besten zum Elektrostanzen?
Kupfer eignet sich am besten zum Stanzen von Schaltkreisen und Bauteilen. Dies liegt an der guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit von Kupfer. Metallstanzen werden häufig für elektrische Bauteile verwendet, da sie präzise, konsistent und kostengünstig sind.
Welche Metallprägung funktioniert am besten?
Aluminium gilt vielen als eines der am einfachsten zu prägenden Metalle. Es ist relativ weich und leicht zu formen und eignet sich daher für viele Druck- und Formtechniken. Kupfer und Messing sind zwei weitere Metalle, die sich aufgrund ihrer Biegsamkeit und guten Formbarkeit gut zum Prägen eignen. Die Stanzbarkeit kann jedoch je nach Legierung, Dicke und Komplexität des Teils variieren.
Die Wahl des richtigen Metallstanzmaterials ist wichtig
Die Wahl des richtigen Metallstanzmaterials ist aus mehreren Gründen wichtig. Erstens muss das Material die funktionalen Anforderungen des fertigen Produkts erfüllen. Materialien müssen für verschiedene Anwendungen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wie z. B. Robustheit, Korrosionsbeständigkeit und elektrische Leitfähigkeit. Die Wahl des falschen Materials kann dazu führen, dass das Teil nicht ordnungsgemäß funktioniert.
Zweitens können durch die Verwendung der richtigen Materialien unnötige Ausgaben vermieden werden. Die Wahl von Materialien, die zu teuer sind oder nicht die erforderlichen Eigenschaften für die jeweilige Aufgabe aufweisen, kann die Kosten in die Höhe treiben. Die Wahl minderwertiger Materialien kann zu vorzeitigem Bruch führen und muss ersetzt werden. Die Verwendung des richtigen Materials trägt dazu bei, die Langlebigkeit des Stempels zu gewährleisten. Er sollte den Umwelt- und Motorbelastungen standhalten, denen er während seiner Lebensdauer ausgesetzt ist.
Nicht zuletzt lassen sich manche Materialien leichter stanzen und verarbeiten als andere. Die Wahl eines Materials, das sich gut für den Stanzprozess eignet, kann die Produktivität steigern und die Kosten senken.
Wie dick muss Metall zum Metallstanzen sein?
Die Dicke des verwendeten Metalls für Stanzteile Die Bearbeitung hängt von der Verwendung und den Anforderungen ab. Bleche mit einer Dicke von 0,0254 mm bis 15,875 mm sind üblich. Obwohl die meisten Stanzarbeiten mit Stahlplatten durchgeführt werden, können Stahlstangen mit einer Dicke von bis zu 76,2 mm mithilfe spezieller Schablonen bearbeitet werden. Alle Arten von Metallen können sorgfältig geschnitten und in einer Form geformt werden, es ist also nicht nur für Stahl geeignet.
Wie funktioniert der Metallstanzprozess?
Zum Stanzen von Metall wird ein flaches Metallstück zwischen die Ober- und Unterform einer hydraulischen oder mechanischen Presse gelegt. Die Presse presst das Metall in die gewünschte Form. Verschiedene Methoden wie Schneiden, Biegen, Stanzen, Prägen und Bördeln sind hierfür eine Möglichkeit.
Bevor der Stanzprozess beginnt, erstellt der Maschinenbauingenieur das Stanzwerkzeug, das verwendet wird. Auf dem neuesten Stand der Technik CADMithilfe von CAM-Engineering-Software wird ein präzises Werkzeugmodell erstellt. Mithilfe von Bearbeitung, Schleifen, Drahtschneiden und anderen Techniken werden die Matrizen aus den Matrizenmodellen hergestellt. Dieser sorgfältige Prozess stellt sicher, dass die Stanzform den Anforderungen für die Herstellung hochwertiger, präzisionsgeformter Metallteile entspricht.