Metallstanzen: Ein umfassender Überblick

Das Metallstanzen ist ein wichtiger Prozess der Metallverarbeitung, bei dem Pressen und Formen eingesetzt werden, um äußere Kräfte auf Bleche, Bänder, Rohre und Profile auszuüben. Das Ziel besteht darin, eine plastische Verformung oder Trennung herbeizuführen, was zu Folgendem führt: Stanzteile aus Metall der gewünschten Formen und Größen. Dieser Prozess fällt neben dem Schmieden unter die Kunststoffverarbeitung, die oft auch als Druckverarbeitung bezeichnet wird. Die für das Metallstanzen verwendeten Hauptmaterialien sind warmgewalzte und kaltgewalzte Stahlbleche und -bänder.

                                   Metall- und Aluminium-Stanzteile

Arten von Metallstanzprozessen:

Für Metallstanzprozesse gibt es verschiedene Klassifizierungsmethoden, einschließlich Prozesstyp, Rohlingstemperatur und Gesenkstruktur. Im Folgenden werden wir diese Klassifizierungsmethoden im Detail besprechen.

1. Basierend auf der Art des Metallstanzprozesses:

Es gibt zwei Hauptkategorien von Metallstanzverfahren: Trennstanzen (auch Stanzen genannt) und Umformverfahren, bei denen Rohlinge durch plastische Verformung umgeformt werden.

(a) Trennprozess (Blanking): Bei Trennverfahren wird entlang einer bestimmten Kontur geschnitten oder gestanzt, um das gewünschte Stanzteil vom Rohlingsmaterial zu trennen. Zu den gängigen Methoden in dieser Kategorie gehören Stanzen, Stanzen, Kantenbeschneiden, Zungenschneiden und Schneiden. Stanzen und Stanzen sind ähnliche Prozesse, führen jedoch zu unterschiedlichen Ergebnissen. Beim Stanzen wird der abgetrennte Teil zum Stanzteil, beim Stanzen entstehen Löcher, wobei das gestanzte Blech zum Stanzteil wird.

(b) Umformprozess: Der Umformprozess nutzt verschiedene Techniken wie Biegen, Abrunden, Verdrehen, Tiefziehen, Verdünnen, Bördeln, Schrumpfen, Aufweiten, Crimpen, Aufweiten, Drehen, Formen, Nivellieren, Prägen, Extrudieren und mehr, um Rohlinge dabei plastisch in bestimmte Formen und Größen zu verformen unter Beibehaltung ihrer mechanischen Eigenschaften.

Beispielsweise werden beim Biegen Matrizen verwendet, um Rohlinge in verschiedene Formen zu bringen, die in Biegen und Einrollen unterteilt sind. Beim Tiefziehen werden aus einem Rohling zylindrische Metallstanzteile geformt. Durch die Kombination dieser beiden grundlegenden Techniken können verschiedene andere Prozesse entwickelt werden.

2. Basierend auf der Temperatur des Rohlings während des Metallstanzens:

(a) Kaltmetallstanzen: Beim Kaltmetallstanzen wird mit Metallrohlingen bei Raumtemperatur gearbeitet. Es eignet sich zur Herstellung von Stanzteilen mit geringer Dicke. Zu den Vorteilen gehören der Verzicht auf Erwärmung, die hervorragende Oberflächenqualität, die einfache Bedienung und die geringen Kosten. Dies kann jedoch zu einer Kaltverfestigung führen und erfordert häufig die Verwendung von Metallstanzöl zur besseren Verarbeitung.

(b) Heißmetallstanzen: Beim Heißmetallstanzen wird das Metall auf einen bestimmten Temperaturbereich erhitzt. Dieser Prozess beseitigt innere Spannungen, verhindert Kaltverfestigung, erhöht die Plastizität des Materials, verringert den Verformungswiderstand und senkt den Stromverbrauch der Ausrüstung.

3. Basierend auf der Komplexität der Matrizenstruktur:

Metallstanzprozesse können anhand der Komplexität der Gesenkstruktur, die aus Ober- und Untergesenk besteht, weiter klassifiziert werden.

(a) Einfaches Metallprägen: Durch einfaches Metallstanzen wird ein Prozess (entweder Stanzen oder Umformen) in einem einzigen Stempel der Presse abgeschlossen. Diese Methode wird für relativ einfache Stanzteile verwendet.

(b) Kontinuierliches Metallstanzen: Das kontinuierliche Metallstanzen umfasst mehrere Prozesse wie Stanzen, Biegen und Formen in einem einzigen Pressenhub. Es nutzt eine kontinuierliche Düse und bietet eine hohe Produktionseffizienz.

(c) Stanzen von Verbundmetallen: Das Stanzen von Verbundmetallen kombiniert mehrere Stanzprozesse in einer einzigen Form und ermöglicht so eine gleichzeitige Formgebung. Es eignet sich für hochpräzise Stanzteile mit hoher Ausbringung.

Vorteile des Metallstanzens:

Das Stanzen von Metall bietet zahlreiche Vorteile, darunter:

• Hohe Produktionseffizienz und Potenzial für Mechanisierung und Automatisierung.
• Gleichbleibende Qualität und lange Lebensdauer der Form.
• Vielseitigkeit für die Bearbeitung von Teilen unterschiedlicher Größe und Komplexität.
• Materialeinsparungen und geringer Energieverbrauch.
• Hohe Präzision und Oberflächengüte.

Nachteile des Metallstanzens:

Allerdings hat das Stanzen von Metall auch Nachteile:

1. Schimmelherausforderungen: Die Herstellung von Formen ist präzise, ​​zeitaufwändig und kostspielig und daher nur für kleine Produktionschargen geeignet.
2. Sicherheits-Bedenken: Metallstanzprozesse können ein Sicherheitsrisiko darstellen und erfordern strenge Sicherheitsmaßnahmen.
3. Materialbeschränkungen: Die Kaltumformung von hochfestem Stahl bleibt eine Herausforderung, während es bei der Warmumformung an Präzision mangelt.
4. Umweltbelastung: Umweltaspekte im Zusammenhang mit Stanzabfällen sollten berücksichtigt werden.

Materialien für die Metallstanzverarbeitung:

Hochwertige Stanzmaterialien sind entscheidend für die Teilequalität und die Langlebigkeit der Form. Zu den gängigen Materialien gehören kohlenstoffarme Stähle, Edelstahl, Aluminium, Kupferlegierungen und Titanlegierungen. Diese Materialien müssen spezifische Eigenschaften wie gleichmäßige Dicke, glatte Oberflächen, gleichmäßige Streckgrenze, hohe gleichmäßige Dehnung, niedrige Streckgrenze und geringe Kaltverfestigung aufweisen.

In der Praxis werden Materialien Tests wie Tiefziehen und Ausbeulen unterzogen, um ihre Stanzleistung zu beurteilen.

Anwendungen von Metallstanzteilen:

Metallstanzteile finden in verschiedenen Branchen Anwendung, von Alltagsprodukten wie Transportkomponenten und Geschirr bis hin zu Luft- und Raumfahrt, Militär und Maschinen. Ihre Vielseitigkeit und Kosteneffizienz machen sie zu einer beliebten Wahl für viele Fertigungsanforderungen.

Detaillierte Einführung in Metallstanzprozesse:

Detaillierte Erläuterungen zu bestimmten Metallstanzprozessen, einschließlich Trenn- (Stanzen) und Umformprozessen wie Biegen, Strecken, Drückformen, Formen, Wölben, Bördeln und Schrumpfen, sind für das Verständnis, wie diese Techniken Metall in die gewünschten Komponenten formen, unerlässlich. Diese Verfahren sind unterschiedlich komplex und werden je nach den spezifischen Anforderungen der Stanzteile eingesetzt.

Präzises Metallstanzen: Präzises Metallstanzen, eine spanlose Metallbearbeitungstechnologie, verbessert die Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität. Es produziert hochwertige Metallstanzteile in einem einzigen Hub und senkt so die Kosten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Metallstanzen ein vielseitiger und effizienter Herstellungsprozess mit zahlreichen branchenübergreifenden Anwendungen ist, der auf der Fähigkeit beruht, Präzisionsteile in verschiedenen Formen und Größen herzustellen.