Welche vier Arten der Metallprägung gibt es?

Metallstanzen ist ein Verfahren zur Herstellung komplexer Teile und Komponenten aus flachen Blechen. Branchen, die auf Feinmechanik angewiesen sind, müssen alle verschiedenen Arten des Metallstanzens und deren Anwendung kennen. Eine Metallstanzpresse ist eine Bearbeitungsmaschine, die mit Spezialwerkzeugen und Matrizen Bleche formt und schneidet.

Es gibt vier Hauptarten des Metallstanzens: Folgeverbundstanzen, Verbundstanzen, Transferstanzen und Vierschieberstanzen. Die verschiedenen Verfahren haben alle unterschiedliche Vorteile und eignen sich für die Herstellung von Metallteilen für unterschiedliche Anforderungen.

Vier Arten der Metallprägung

Folgeverbundstanzen

Das Folgeverbundstanzen ist ein Verfahren zur Massenfertigung. Ein Metallstreifen von einer Spule wird automatisch durch mehrere Formwerkzeuge geführt. Jedes Werkzeug bearbeitet den Rohling, um das Teil seiner endgültigen Form näher zu bringen.

Wenn das Material seinen endgültigen Anschlag erreicht, wird das fertige Produkt vom Metallstreifen getrennt. Gleichzeitig wird ein neues Blech für den ersten Durchgang in das Anfangsende des Folgeverbundwerkzeugs eingeführt. Durch das Einschieben von Führungsstiften in die Führungslöcher an jeder Werkzeugstation fertigt das Folgeverbundwerkzeug jedes Mal das gleiche Teil.

Verbundprägung

Verbundstanzen ist ein Verfahren zur Herstellung einfacher flacher Metallteile wie Unterlegscheiben. Es können auch komplexe Teile mit kleineren Toleranzen hergestellt werden, wie z. B. Dichtungen, Vorrichtungen, Abschirmungen, Leitbleche, Rahmen usw.

Es ermöglicht mehr Schneid-, Stanz- und Biegevorgänge in einem Durchgang als andere Stanzverfahren. Dies macht es kostengünstig für die Produktion mittlerer bis großer Stückzahlen. Die Geschwindigkeit variiert je nach Teilegröße.

Es eignet sich gut für die schnelle Herstellung einfacher Teile mit hoher Wiederholgenauigkeit, funktioniert jedoch möglicherweise nicht gut bei komplexen Mustern. In diesem Fall ist das progressive Stanzen besser geeignet.

Transferstempeln

Transferstempeln ist eine Art des Metallstanzens, bei der jedes Teil als separate Einheit behandelt wird. Die Maschine trennt das Teil zunächst vom Metallstreifen. Anschließend wird das Teil an einen anderen Ort transportiert und anders verarbeitet.

Dies ist die beste Methode, um Teile mit vielen kleinen Details wie Rändelungen, Rippen und Gewinden herzustellen. Es eignet sich perfekt für die Herstellung von Rohranwendungen und Tiefziehteilen aus Metallen wie Kupfer, Messing, Aluminium und Edelstahl.

Neben diesen Merkmalen bietet das Transferstanzen noch weitere wichtige Vorteile. Es ist sehr effektiv und kostengünstig für kleine Produktionsläufe, da es die beste Methode zur Herstellung großer Teile ist.

Mit diesem Verfahren lassen sich unterschiedliche Oberflächen erzielen. Da unterschiedliche Matrizen verwendet werden, sind keine Plattenführungen oder Heber erforderlich. Darüber hinaus reduziert der Einsatz einer oder mehrerer Matrizen in der Regel die Werkzeugkosten und eignet sich daher ideal für viele Metallstanzprojekte.

Vier-Schlitten-Stanzen

Im Gegensatz zu Metallstanzpressen, die vertikales Stanzen verwenden, werden beim Vier-Schlitten-Stanzen vier horizontal bewegliche Schlitten verwendet, die sich mithilfe von Zahnrädern und Wellen bewegen, die miteinander verbunden sind.

Diese Schieber treffen das Werkstück im rechten Winkel und sorgen so für die korrekte und gleichmäßige Form des Metalls. Dieses Verfahren wird in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt, um komplexe und präzise Teile herzustellen, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik und der Automobilindustrie.

Wie funktioniert Metallstanzen?

Beim Metallstanzen werden die obere und untere Hälfte eines Matrizensatzes verwendet, um ein flaches Blech in die gewünschte Form zu schneiden. Diese Arbeit wird in einer Hochleistungsstanzmaschine durchgeführt.

Die Matrizen in der Maschine schneiden, biegen, stanzen, trimmen, bohren, strecken oder ziehen das Rohmaterial, um ein fertiges Produkt in der richtigen Größe herzustellen. Durch Stanzen können verschiedenste Gegenstände hergestellt werden, von einfachen Halterungen und Gerätegehäusen bis hin zu Fahrzeugrahmen.

Warum ist Metallprägen wichtig?

Metallstanzen ist eine effizienzorientierte Technologie, die in vielen Bereichen eine Schlüsselrolle in der Massenproduktion mit niedrigen Kosten spielt. Es steigert die Erträge und senkt die Kosten durch den geringeren Werkzeug-, Personal- und Zeitbedarf, was zu erheblichen Kosteneinsparungen in der Massenproduktion führt.

In der Massenproduktion ist das Stanzen in der Regel schneller und verbraucht weniger Material als die spanende Fertigung, bei der Material zur Herstellung des Teils benötigt wird. Während das Schmieden bei bestimmten komplexen und präzisen Teilegeometrien teurer sein kann, ist das Stanzen in der Regel schneller und gleichmäßiger und stellt daher die bessere Wahl dar.

Welche Materialien werden am häufigsten zum Stanzen von Metall verwendet?

Es gibt viele Metallmaterialien, die im Alltag zum Metallstanzen verwendet werden können. Einige der häufigsten Metallmaterialien sind diese.

Kupferlegierung

Kupferlegierungen eignen sich ideal für Elektro- und Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnikanwendungen, da sie elektrisch leitfähig, leicht formbar und rostbeständig sind. Darüber hinaus sind Kupferlegierungen sehr gut formbar und eignen sich daher hervorragend zum Schneiden von Metall und zur Herstellung komplexer Formen. Aufgrund ihrer Weichheit sind sie jedoch nicht für hochfeste Anwendungen geeignet.

Stahllegierungen

Stahl und seine Legierungen sind robust, kostengünstig und vielseitig einsetzbar. Sie bilden das Rückgrat der Maschinenbauindustrie und eignen sich ideal für die allgemeine Metallstanzung. Weiche, formbare Stahllegierungen können nach dem Stanzen erhitzt und so gehärtet werden.

Aluminiumlegierung

Aluminiumlegierungen werden aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer Rostfreiheit und ihrer guten Wärmeleitfähigkeit häufig in der Luft- und Raumfahrt- sowie Automobilindustrie eingesetzt. Das Metallgussverfahren erleichtert die Formung komplexer Geometrien aus Aluminium und seinen Legierungen. Aluminium und seine Legierungen sind für ihre Flexibilität und einfache Formbarkeit bekannt.

Spezialmetalle

Titan- und Nickellegierungen können beispielsweise in rauen Umgebungen eingesetzt werden. Genauer gesagt zeichnen sie sich je nach Legierung und Anwendung durch hohe Festigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion, hohe Temperaturen und raue Umgebungen aus.

Spezialmetalle sind in rauen Umgebungen wie der Chemie-, Flugzeug-, Nuklear-, Energie-, Schifffahrts- und anderen Industrien robust. Ihre Festigkeit und Zähigkeit können jedoch das Gießen von Metallen erschweren und in der Regel kostspieliger machen.

Bei der Auswahl des richtigen Metallstanzverfahrens für einen bestimmten Auftrag sollten Faktoren wie die Art des benötigten Materials, die Komplexität des Designs, die Anzahl der herzustellenden Teile und das Budget berücksichtigt werden.

Beispielsweise ist Kupfer möglicherweise das beste Metall für elektrische Anwendungen. Stahl eignet sich am besten für langlebige Konstruktionen. Aluminium eignet sich am besten für Leichtbaukonstruktionen. Spezielle Metalle eignen sich für extreme Korrosions- und Temperaturbedingungen.

Welche verschiedenen Methoden des Metallstanzens gibt es?

Es gibt viele verschiedene Methoden des Metallstanzens, die jeweils auf die Anforderungen eines bestimmten Fertigungsprojekts zugeschnitten sind. Nachfolgend sind die gängigsten Funktionsweisen von Metallstanzpressen aufgeführt.

Stanzen

Bei diesem Verfahren werden mit einem Stempel und einer Matrize Löcher oder andere Aussparungen in ein Blech geschnitten. Beispielsweise wird es häufig zum Stanzen, Schlitzen und Perforieren von Löchern in vielen Teilen wie Autoteilen und Elektronik verwendet.

Durch Stanzen können Löcher erzeugt werden, die der richtigen Größe sehr nahe kommen. Dies hängt jedoch von der Art und Dicke des Materials, der Lochgröße sowie der Qualität und dem Zustand der Matrize ab. Vor- und Nachteile des Stanzverfahrens und seine Funktionsweise verstehen kann helfen, den Prozess für beste Ergebnisse zu optimieren.

Ausblenden

Das Stanzen ähnelt dem Stanzen, dient jedoch nicht dem Stanzen von Löchern in die endgültige Form, sondern dem Ausschneiden der Form aus einem Blech. Das Stanzen von Stahl ist eine kostengünstige Methode zur Herstellung von Metallteilen, da eine kontinuierliche Materialzufuhr verwendet wird, was die Einrichtung und Handhabung der Teile erleichtert.

Es reduziert Abfall durch effizientes Stapeln von Teilen und senkt die Versandkosten, da nur das Nettogewicht versendet wird. Ursprünglich wurde es nur in der Automobil- und Fertigungsindustrie eingesetzt. Es erfreut sich jedoch zunehmender Beliebtheit in weiteren Branchen, da die Rohlinge an die Form des Endteils angepasst werden können.

Biegen

Biegen ist der Prozess der Metallformung durch starken Druck an bestimmten Punkten. Beim Druckbiegen wird ein Werkstück auf ein Modul gelegt. Das Modul übt Zug und Druck auf das Blech aus, um es zu formen. Nach dem Biegen tritt ein Rückprall auf, sodass ein starker Biegevorgang erforderlich ist, um einen bestimmten Winkel zu erreichen.

Sowohl die Materialart als auch das Umformverfahren beeinflussen die Rückfederung. Bleche werden beim Biegen länger. Dies wird durch die Biegeknickung außen und den Biegeradius innen gemessen. Dicke, Materialeigenschaften und Formwahl haben ebenfalls Einfluss darauf. Darüber hinaus werden durch Biegen Laschen, Schlitze usw. hergestellt.

Besetzung

Beim Gussverfahren wird die Oberfläche des Werkstücks durch Druck geformt und gehärtet. Das Ergebnis sind präzise Formen und glatte Kanten. Dieses Verfahren spart Zeit und Geld, da zusätzliche Schritte wie Schleifen und Entgraten entfallen.

Das Gussverfahren wird in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt, insbesondere wenn es auf kleine Details und feine Merkmale ankommt, wie beispielsweise bei der Herstellung von Münzen, Abzeichen, Knöpfen und Präzisionsteilen. Weitere Informationen zu diesen Technologien finden Sie in der Übersicht über die Präzisionsmetallstanz- und Metallgussverarbeitung.

Prägung

Beim Prägen wird ein erhabenes oder vertieftes Muster auf der Oberfläche eines Metallblechs erzeugt. Es wird häufig zur Dekoration von Gegenständen wie verzierten Paneelen verwendet. Beim Prägen ist Präzision entscheidend, um die gewünschte Optik und Haptik zu erzielen.

Bördeln

Das Anbringen einer erhöhten Kante oder Lippe an einem Blechteil wird als „Bördeln“ bezeichnet. Dieses Material wird unter anderem für Fahrzeugverkleidungen und Rohrleitungen verwendet. Die Genauigkeit des Bördelns ist notwendig, um die einwandfreie Funktion der Dichtungen und die Konsistenz der Struktur zu gewährleisten.

Vor- und Nachteile des Metallstanzens

Perfekte Handwerkskunst gibt es nicht. Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die Vor- und Nachteile des Metallstanzverfahrens.

Vorteile des Metallstanzens

Für die Metallteile verarbeitende Industrie bietet das Metallstanzverfahren folgende Vorteile:

• KostengünstigDas Metallstanzverfahren ist hocheffizient und ermöglicht die Herstellung hochwertiger Teile in großen Stückzahlen. Stanzwerkzeuge sind sehr robust und können Tausende oder sogar Millionen von Teilen produzieren, bevor sie ausgetauscht werden müssen. Es ist zudem kostengünstiger, da weniger Arbeitsaufwand und Materialverschwendung erforderlich sind.
• Hochpräzise: Metallstanzen ist ein sehr präzises Verfahren zur Teileherstellung. Computergestütztes Design (CAD) und computergestützte numerische Steuerung (CNC) gewährleisten enge Toleranzen und präzise Abmessungen.
• Spart Zeit und Geld: Der Metallstanzprozess kann automatisiert werden. Dies beschleunigt die Produktion und verkürzt die Lieferzeiten.
• Vielseitigkeit: Metallstanzen können mit einer Vielzahl von Metallmaterialien wie Stahl, Aluminium, Messing und Kupfer verwendet werden. Dies ermöglicht Herstellern die Herstellung vieler verschiedener Teile für viele verschiedene Branchen und Anwendungen.
• Spart Materialien: Stanztechnologie reduziert Abfall durch präzises Schneiden und Formen. Dies senkt nicht nur die Rohstoffkosten, sondern verringert auch die Verschwendung von Ressourcen und Energie.
• Komplexe Geometrien: Mit Metallstanzen können Sie Teile mit sehr komplexen Formen und hoher Präzision herstellen. Dies ist oft in nur einem Arbeitsgang möglich, was den Produktionsprozess komplexer Teile vereinfacht.
• Stärke und HaltbarkeitGestanzte Metallteile zeichnen sich durch ihre Robustheit und Langlebigkeit aus. Durch die Kaltverformung wird das Metall fester, verschleiß- und korrosionsbeständiger und weniger anfällig für äußere Einflüsse. Metallstanzen eignet sich daher ideal für die Herstellung von Teilen, die über einen langen Zeitraum zuverlässig funktionieren müssen.

Nachteile des Metallstanzens

So wie es keine Perfektion gibt, sind hier einige der Probleme, die beim Metallstanzen auftreten können:

• SprengungWenn ein Stempel verschleißt oder nicht genügend Platz zwischen den Stempeln vorhanden ist, kann die Oberfläche um das Loch oder die Kontur herum brechen, was eine Wartung oder einen Werkzeugaustausch erforderlich macht.
• TeilebruchNegative Tonnage (umgekehrte Tonnage) kann zum Bruch von Teilen führen. Dies geschieht, wenn der Stempel beim Schneiden durch das Metall bricht und die Stempel- und Prägeeinheit nach unten drückt.
• Schrottnetz. Überschüssiger Metallschrott zwischen Teilen von alten oder falsch ausgerichteten Matrizen, die neu ausgerichtet werden müssen, sowie Werkzeuge, die gewartet werden müssen.
• Grate. Scharfe, erhabene Kanten, die von verschobenen Stempeln und Formen entfernt werden müssen.
• Einschränkungen der Designkomplexität: Einige sehr komplexe Designs sind möglicherweise nicht möglich oder erfordern zusätzliche Schritte.
• Werkzeugverschleiß und Wartung: Formen und Werkzeuge müssen regelmäßig gewartet und ausgetauscht werden, was die Kosten und Ausfallzeiten erhöht.
• Materialbeschränkungen: Einige Materialien sind möglicherweise nicht verwendbar, weil sie zu zerbrechlich oder nicht flexibel genug sind.

Was sind einige gängige Anwendungen für das Metallstanzen?

Metallstanzen wird aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften bei der Herstellung präziser Metallteile in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Einige der häufigsten Anwendungen sind unten aufgeführt:

• Automobilindustrie: Metallstanzen ermöglicht die schnelle und präzise Produktion großer Stückzahlen von Teilen, die hohen Qualitäts- und Sicherheitsstandards entsprechen. So entstehen beispielsweise Halterungen, Verkleidungen und elektrische Anschlüsse für die Automobilindustrie.
• Luft- und Raumfahrt: Metallstanzen ermöglicht die Massenproduktion robuster, leichter Teile, die strengen Industriestandards entsprechen. Beispiele hierfür sind Strukturteile, Motorteile und Befestigungselemente.
• Elektronikindustrie: Elektronische Komponenten müssen präzise sein und können mit einer Vielzahl von leitfähigen Materialien verwendet werden. Daher kann das Metallstanzverfahren zur Herstellung von Steckverbindern, Anschlüssen und Gehäusen verwendet werden.
• Medizinischer Bereich: Mit diesem Verfahren können Teile mit hoher Präzision, Biokompatibilität und komplexen Formen hergestellt werden. Beispielsweise chirurgische Instrumente, Implantate und Stents.
• Konsumgüterindustrie: Mithilfe der Metallstanztechnologie können viele verschiedene Produkte hergestellt werden. Diese Produkte können in Größe und Schwierigkeitsgrad variieren.
• Industriemaschinen: Durch Metallstanzen können langlebige, hochwertige Teile hergestellt werden. Beispiele hierfür sind Teile für Maschinen, Motoren und schwere Werkzeuge. Diese Teile müssen in rauen Industrieumgebungen funktionieren.

Welche Arten von Metallstanzpressen gibt es?

Hier sind einige verschiedene Arten von Metallstanzpressen.

Mechanische Pressen

Diese Maschinen verfügen über einen Motor, der mit einem Schwungradmechanismus verbunden ist. Sie können Teile schnell herstellen und sind daher ideal für die Herstellung einfacher, flacher Teile.

Sie werden typischerweise zum Folge- und Transferstanzen verwendet, um Teile für Autos, Haushaltsgeräte und Werkzeuge herzustellen.

Hydraulische Pressen

Diese Pressen sind zwar nicht so schnell wie mechanische Pressen, dafür aber flexibler. Denn Matrizenabstand, Druck und Hublänge lassen sich verändern. Mit ihnen lassen sich tiefe und komplexe Gegenstände wie Tanks, Zylinder und Schalen herstellen.

Mechanische Servopressen

Diese Pressen sind so schnell wie mechanische Pressen, lassen sich aber wie hydraulische Pressen unterschiedlich biegen. Geschwindigkeit, Hub, Position und Stößelbewegung lassen sich feinjustieren und sind daher für eine Vielzahl von Formen, Teiletypen und Ausgabegeschwindigkeiten geeignet.

Pneumatische Pressen

Pneumatische Pressen sind in Buchbindereien weit verbreitet und nutzen Druckluft für mechanische Aufgaben wie Schneiden und Biegen. Im Vergleich zu hydraulischen Pressen arbeiten pneumatische Pressen schneller und sauberer. Vollpneumatische Maschinen verwenden ausschließlich Druckluft als Energiequelle. Der Bediener legt das Material ein, startet den Pressvorgang und erhält anschließend das fertige Teil.

Was Sie bei der Auswahl des Metallstanzverfahrens beachten sollten

Auswahl des richtigen Materials

Die Materialwahl beeinflusst nicht nur die Funktion des Teils, sondern auch das Stanzverfahren. Faktoren wie Festigkeit, Flexibilität und Rostbeständigkeit des Materials müssen berücksichtigt werden. Auch die Belastbarkeit des Materials im Stanzprozess ist entscheidend. Wie verhält es sich im Einsatz unter Belastung? Die Wahl des richtigen Materials ist die wichtigste Voraussetzung für die einwandfreie Funktion des Stanzteils.

Präzision

Präzision ist nicht nur ein Begriff im Metallstanzen, sondern auch eine Regel, die befolgt werden muss. Es ist wichtig zu wissen, welche Toleranz Ihr Plan erfordert. Ist die Toleranz zu gering, steigen die Kosten. Daher muss ein Gleichgewicht zwischen Präzision und Praktikabilität gefunden werden. Überlegen Sie, was der Stanzprozess leisten kann und welche Werkzeuge Sie verwenden werden. Eine zu geringe Toleranz ist genauso schädlich wie eine zu geringe.

Komplexität und Machbarkeit

Ein komplexes Muster mag auf dem Papier großartig aussehen. Aber lässt es sich auch im Metallstanzverfahren herstellen? Bedenken Sie die Einschränkungen des Stanzverfahrens. Kann Ihr Plan umgesetzt werden, ohne die Integrität zu beeinträchtigen? Die Vereinfachung des Designs oder die Aufteilung in mehrere Teile kann der Schlüssel zu einem realistischen Design sein.

Kosteneffizienz

Beim Metallstanzen gehen Effizienz und Kosteneffizienz Hand in Hand. Überlegen Sie, wie viele Schritte zur Herstellung eines Teils erforderlich sind. Je mehr Schritte erforderlich sind und das Teil komplex ist, desto höher sind die Kosten. Versuchen Sie, das Design zu vereinfachen, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen. Bedenken Sie, dass ein einfacherer Prozess in der Regel geringere Kosten bedeutet.

Ausrüstung und Werkzeuge

Die vorhandenen Stanzwerkzeuge und -geräte müssen zu Ihrem Design passen. Sie können die Werkzeuge natürlich individuell anfertigen lassen, dies ist jedoch teurer. Daher ist es günstiger, das Design an die vorhandenen Werkzeuge anzupassen. Arbeiten Sie mit Ihren Experten und dem Werkzeughersteller zusammen, um die beste Lösung zu finden.

Prototyping

Vor Beginn der Massenproduktion werden Prototypen hergestellt. Beim Testen der Muster können Sie Konstruktionsfehler entdecken. Diese sind auf dem Computerbildschirm nicht sichtbar. Dies ist ein sehr wichtiger Schritt, um sicherzustellen, dass Ihre Teile im realen Einsatz einwandfrei funktionieren.

Welche Sicherheitsaspekte muss ich bei der Verwendung einer Metallstanzpresse beachten?

Metallverarbeitungsverfahren mit beweglichen Teilen, scharfen Metallkanten und Quetschkräften können für Arbeiter gefährlich sein. Dazu gehören Stromschläge, Quetschstellen, Lärm und bewegliche Objekte.

Wer gefährliche Arbeiten ausführt, sollte stets die richtige persönliche Schutzausrüstung (PSA) wie Sicherheitsschuhe, Schutzbrille, Handschuhe und Gehörschutz tragen. Beim Einsatz von Metallstanzwerkzeugen steht die Sicherheit an erster Stelle. Ein wichtiger Faktor zur Vermeidung von Verletzungen ist die Schulung der Bediener.