Metallstanzverfahren: Arten, Werkstoffe und Anwendungen

Der Blechumformprozess beginnt mit einer Konstruktion, die vorgibt, wie das Blech kaltverformt wird, um brauchbare Teile zu erhalten. Diese plastische Verformung erfolgt durch verschiedene Verfahren wie Schneiden, Stanzen, Biegen und Tiefziehen. 

Es gibt allgemeine Schritte beim Metallstanzen, die mit der Konstruktion beginnen, bei der der Hersteller und der Kunde das Material des Stanzteils, die Abmessungen und andere Eigenschaften festlegen. 

Weitere Schritte sind die Materialvorbereitung, die Materialzufuhr, das Stanzen und die Nachbearbeitung (z. B. die Endbearbeitung). 

Für ein erfolgreiches Metallstanzen ist es wichtig, die Materialeigenschaften zu kennen. Wenn man beispielsweise Stahl stanzt und dabei genau die gleiche Vorgehensweise wie bei Aluminium der 6000er-Serie anwendet, wird der Prozess höchstwahrscheinlich fehlschlagen. 

Viele Metalle können gestanzt werden – Aluminiumlegierungen, kaltgewalzter Stahl, Kupfer, Phosphorbronze, Berylliumkupfer, verzinkter Stahl, Edelstahl und andere – daher ist es ratsam, die genauen Eigenschaften zu berücksichtigen, die man sucht. 

Was ist Metallprägen?

Das Metallstanzen ist ein vielseitiges und effizientes Kaltumformverfahren, das flache Metallbleche in präzise Teile verwandelt. Dabei werden Kraft und Druck durch … Stanzformen Um Biegungen, Kurven, Ausschnitte und andere Merkmale mit gleichbleibender Präzision zu erzeugen. Siehe auch:Grundlagen der Metallprägung

Wie funktioniert das Stempeln?

Der Stanzfertigungsprozess umfasst fünf Hauptschritte: Konstruktion, Materialvorbereitung, Stanzen, Nachbearbeitung und Qualitätskontrolle. Jeder Schritt ist entscheidend für die Optimierung der Fertigungseffizienz und die Minimierung von Fehlern. Stanzfehlerund die Kostenkontrolle. 

Nachfolgend ein genauerer Blick auf die einzelnen Stanzvorgänge. 

Konstruktion und Materialvorbereitung

Der erste Schritt ist die Auswahl des richtigen Stanzmaterialien und die Erstellung des Stanzdesigns. Diese Phase ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das Stanzteil sowohl die funktionalen als auch die ästhetischen Anforderungen erfüllt.

Stanzvorgang 

Das Stanzen ist typischerweise ein mehrstufiger Prozess, der mit dem Ausstanzen beginnt, also dem Zuschneiden des Metallblechs in die gewünschten Formen und Größen. Es folgen das Formen, Schneiden, Lochen, Beschneiden und weitere Details des Metallstanzens. 

Nachbehandlung 

Das gestanzte Teil durchläuft alle notwendigen Nachbearbeitungsschritte, wie beispielsweise Entgraten, Polieren und Beschichten. Diese Schritte verbessern die Funktionalität und die Oberflächenqualität. 

Was versteht man unter Prozesskontrolle beim Blechstanzen? 

Qualitätsgeprüfte Teile sind das Ergebnis einer lückenlosen Prozesskontrolle von der Konstruktionsphase bis zum Endprodukt. Neben der engen Zusammenarbeit mit dem Kunden sollte das produzierende Unternehmen auch Qualitätskontrolltechnologien einsetzen. 

Einige technologische Optionen sind:

• Optische Bildverarbeitungssysteme
• Kundenspezifische Instrumente
• In-Die-Messsysteme
• Statistische Prozesskontrollsysteme

Welche vier Arten von Metallstanzverfahren gibt es?

Es gibt vier Hauptarten der Metallstanzung: Folgeverbundstanzen, Transferstanzen, Tiefziehen und Feinschneiden. ProleanTech wählt das jeweils geeignete Verfahren abhängig von den geforderten Toleranzen, dem Produktionsvolumen und der Teilekomplexität aus. 

Wie die weitere Diskussion unten zeigt, eignet sich das Folgeverbundstanzen für große Stückzahlen, das Transferstanzen unterstützt komplexe Teile, das Tiefziehen erzeugt zylindrische Bauteile und das Feinschneiden wird für enge Toleranzen bevorzugt. 

Lasst uns mehr über diese Metallprägetechniken erfahren. 

Progressives Stempeln

Progressives Stempeln

Beim Folgeverbundstanzen wird ein Metallband kontinuierlich in die Stanzpresse eingeführt. Stanzen, Biegen und Umformen erfolgen gleichzeitig. 

Transferprägung 

Beim Transferstanzen werden die Metallrohlinge von einer Stanzstation zur nächsten transportiert, bis sie die endgültige Form erhalten. Dieses Verfahren ist aufgrund der einfachen Herstellung relativ komplexer und größerer Teile beliebt. 

Tiefziehen

Tiefes Zeichnen

Beim Tiefziehen wird das Blech mithilfe eines Stempels in eine Matrize gezogen. Das Blech nimmt dabei die Form der Matrize an. Gemäß Branchenkonvention gilt ein Bauteil nur dann als tiefgezogen, wenn das Ziehverhältnis größer als 2 ist. Das heißt, das Verhältnis von Blechdurchmesser zu Stempeldurchmesser muss größer als 2 sein. (Schauen Sie sich auch unseren Leitfaden an zu Stanzen vs. Umformen)

Feines Ausblenden 

Das Feinschneiden kombiniert spanende Bearbeitung und Stanzen zur Herstellung präziser Teile. Der Materialfluss wird durch die präzise Kombination von Niederhalter, Stempel und Gegenstempel gesteuert. 

Das Material wird in die Feinschneidpresse eingelegt, Druck ausgeübt und der Stempel senkt sich unter Gegendruck von unten auf das Material ab. Das Ergebnis ist ein sauberer Schnitt ohne Brüche oder Grate. 

Feinschneiden

Arten von Metallstanzprozessen

Die wichtigsten Metallumformverfahren sind Stanzen, Lochen, Biegen, Strecken und Prägen. Weitere Verfahren sind Prägen, Bördeln, Reliefprägen und Nuten. 

Ausblenden 

Stanzen ist das Ausschneiden eines Blechwerkstücks aus einem größeren Rohling mithilfe einer Scherkraft. Das ausgestanzte Stück ist also das gewünschte Bauteil. 

Ausblenden 

Lochung 

Stanzen bezeichnet das Stanzen mithilfe einer Stanzpresse zur Herstellung von Blechen in bestimmten Formen. Dabei entsteht Metallabfall, der sogenannte Stanzrohling, der häufig dem Schrottplatz zugeführt wird. Im Gegensatz zum Ausklinken ist beim Stanzen das ausgestanzte Stück der Abfall, während der größere Teil das Werkstück darstellt. 

Mehr über die Details des Stanzens erfahren Sie in der Stanzen vs. Prägen Vergleich. 

Beugung 

Beim Biegen in der Metallumformung wird das Blech in eine U-, V-, L- oder jede andere gewünschte Form oder ein Profil gebracht. Der Vorgang erfolgt typischerweise entlang einer einzigen Achse. 

Dehnung

Beim Strecken wird mithilfe einer Form eine Zugkraft auf das Blech ausgeübt, um eine konkave Form zu erzeugen. 

Prägung

Prägen ist ein Verfahren zum Biegen von Blechen, bei dem Matrize und Stempel den exakt benötigten Winkel zum Werkstück bilden. Typischerweise beträgt dieser Winkel 90 Grad. Um dieses Umformergebnis zu erzielen, ist eine hohe Biegekraft erforderlich. 

Aufdruck 

Prägen ist der Prozess, bei dem bestimmte Abschnitte eines Blechs vertieft oder erhaben werden, um ein vorgegebenes Muster zu erzeugen. 

Bördeln 

Bördeln 

Beim Bördeln wird mithilfe spezieller Ausrüstung oder der üblichen Matrize und Presse ein Flansch oder eine Aufweitung am Blech erzeugt. 

Prägen

Prägen ist ein Stanzverfahren, bei dem durch Pressen des Blechs gegen die Matrize vertiefte oder erhabene Strukturen erzeugt werden. Das Blech nimmt dabei die Form der Matrize an. 

Einstechen

Das Einstechen von Nuten ist das Einbringen flacher Rillen in Bleche mithilfe eines Stempels oder einer Matrize. Die Rillen können funktionalen oder dekorativen Zwecken dienen. 

Kategorien von Stanzpressen

Stanzpressen sind als mechanische, hydraulische und Servopressen erhältlich. Weitere Kategorisierungen ergeben sich aus Presskraft und Hublänge. Für optimale Stanzergebnisse muss die Presse mit dem passenden Werkzeugdesign kombiniert werden. 

Mechanische Pressen

Diese Pressen speichern ihre Stanzenergie in einem Schwungrad, das sie über einen gekoppelten, doppeltwirkenden, exzentrischen, zahnradgetriebenen, einzahnigen oder zweizahnradgetriebenen Antrieb freisetzt. 

Hydraulische Pressen

Diese Art von Stanzpresse nutzt statischen Druck, der durch ein unter Druck stehendes, inkompressibles Fluid erzeugt wird, um den Stößel anzutreiben. Sie ist vorteilhaft, da sie leichte Teile herstellt, nur eine Form benötigt, kostengünstig ist und einen kraftvollen Hub ermöglicht. 

Hydraulikpresse

Servopressen

Die Motoren und Kupplungen herkömmlicher Pressen lassen sich durch Servomotoren ersetzen, wodurch eine relativ neue Kategorie entsteht: Servopressen. Diese Pressen bieten die einzigartige Möglichkeit, Programmierfunktionen anzuwenden, beispielsweise die Verweilzeit für den Abwärtshub festzulegen. 

Servopresse

Gängige Werkstoffe in Metallstanzverfahren

Von Kupfer über Messing und Edelstahl bis hin zu Aluminium – die Liste der verschiedenen Blechwerkstoffe, die sich zum Stanzen eignen, ist lang. Verschiedene Faktoren leiten Hersteller bei der Auswahl eines bestimmten Blechwerkstoffs – darunter Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit und Wirtschaftlichkeit. 

Die Wahl der Werkstoffe für die Präzisionsmetallstanzung hat Auswirkungen auf den Prozess, unter anderem auf den Werkzeugverschleiß und die Nachbearbeitungsanforderungen. 

Hier ist eine Liste der gängigsten Metallstanzmaterialien, die Sie für Ihr nächstes Projekt in Betracht ziehen sollten.

Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierungen werden aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer Wärmeleitfähigkeit, ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihrer Festigkeit weithin bevorzugt. Aluminium-Stanzverfahren Die Teile können in korrosiven Umgebungen und für Leichtbaukomponenten verwendet werden. 

Autoteile, Elektronikgehäuse und Mobiltelefone sind gängige Anwendungsgebiete für diesen Stanzwerkstoff. 

Kaltgewalzte Stahl

Kaltgewalzter Stahl

Kaltgewalzter Stahl ist zwar fest, lässt sich aber auch gut umformen und eignet sich daher für Stanzprojekte. Sofern der Hersteller die Anforderungen an den Biegeradius des Materials einhält, zählt dieser Stahl zu den besten Werkstoffen für die Metallstanzung, insbesondere dort, wo hohe Festigkeit und eine hochwertige Oberflächengüte gefordert sind. 

Kupfer 

Kupfer und seine Legierungen lassen sich durch Stanzen leicht verarbeiten und ermöglichen so die Herstellung von aufwendigen und ansprechenden Designs. Beliebte Anwendungsbereiche für Kupferteile sind Schmuck und personalisierte Geschenkartikel. 

Kupfer ist ein empfindliches Material, aber ProleanTech weiß, wie man es richtig handhabt, einschließlich des sanften Schlagens auf das Material, des Glühens vor dem Stanzen und der Verwendung sauberer Geräte. 

Phosphorbronze 

Phosphorbronze ist gut bearbeitbar, robust und korrosionsbeständig. Die Legierung enthält Kupfer und Zinn, wodurch sie sich aufgrund ihrer Festigkeit und Beständigkeit gegenüber rauen Umgebungsbedingungen für Anwendungen im Automobil- und Schiffbau eignet. 

Berylliumkupfer

Stanzteile aus Berylliumkupfer sind leistungsstark und langlebig. Sie werden zuverlässig in der Elektronik, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Verteidigungsindustrie und vielen anderen Anwendungsbereichen eingesetzt. 

Verzinkter Stahl 

Gestanztes, verzinktes Stahlteil

Die Langlebigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Kosteneffizienz von verzinktem Stahl sind wichtige Gründe dafür, dass viele Unternehmen, die Metallteile herstellen, dieses Material verwenden. 

Edelstahl

Edelstahlprägung

Edelstahl besitzt einzigartige Eigenschaften, die ihn für bestimmte Arten von Stanzteilen prädestinieren. Edelstahlprägung Es dreht sich alles um austenitische, ferritische und martensitische Gesteine. 

Austenitischer Edelstahl eignet sich für Tiefziehverfahren und Teile für Küchengeräte. Ferritischer Stahl ist in der Automobilindustrie weit verbreitet, während martensitischer Stahl für Scheren und Messer geeignet ist. 

Beachten Sie, dass das Glühen bei harten Metallen Teil des Stanzprozesses ist. 

Nickellegierungen 

Die Härte, Duktilität, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Nickellegierungen sorgen dafür, dass Stanzteile aus diesem Metall in vielen industriellen Anwendungen sehr zuverlässig sind. Stanzteile aus Legierungen wie A286 eignen sich beispielsweise hervorragend für Befestigungselemente, Kompressoren und Strahltriebwerke. 

Nickellegierungsteil

Titanlegierung 

Titanlegierung

Titanlegierungen weisen eine unübertroffene Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht auf; daher eignen sich ihre Stanzteile ideal für industrielle Ventile und Messgeräte, medizinische Instrumente und Motorkomponenten. 

Verschiedene Anwendungen der Metallstanzung

Stempelservice Es findet branchenübergreifend breite Anwendung, von der Luft- und Raumfahrt bis zur Elektronik. Es eignet sich zur Herstellung von Chassis-Teilen, Elektronikgehäusen, Halterungen, Steckverbindern und vielen anderen Komponenten mit gleichbleibender Qualität und hoher Produktionseffizienz. Es spielt keine Rolle, ob Sie suchen nach kundenspezifische Metallprägung Ob es sich um Artikel oder Hunderttausende identischer Teile handelt; es gibt immer eine Lösung im Bereich Metallprägen für Sie.

Hier finden Sie weitere Informationen zu den Anwendungen.

Automobilindustrie 

Ästhetisch und funktional gestaltete Stanzteile sind bei der Herstellung verschiedener Automobilkomponenten beliebt. Strukturverstärkungen, Leichtbauteile und Halterungen sind gängige Stanzteile für die Industrie.

Elektronik 

Präzisionsmetallstanzmaterialien werden in der Elektronikindustrie häufig zur Herstellung von Steckverbindern, Schaltern, Steuerungen und Relais sowie anderen Bauteilen eingesetzt. 

Medizintechnik 

Die Medizintechnik benötigt präzise und zuverlässige Bauteile, die häufig durch Stanzverfahren hergestellt werden. Von Hörgeräten bis hin zu chirurgischen Instrumenten – im medizinischen Bereich kommen verschiedene Metallstanztechniken zum Einsatz. 

Bauwesen 

Auch die Bauindustrie ist ein großer Abnehmer von Metallstanzteilen. Gängige Stanzteile sind Kühlkörper, Fachwerke, Halterungen, Schutzbleche und Gehäuse. 

Metallmöbel 

Auch die Metallprägung für Möbel ist möglich; häufig werden auf diese Weise Artikel wie Babyschaukeln, Babywiegen und Kinderbetten hergestellt. 

Heizungs- und Lüftungssystem

Präzisionsgefertigte Metallstanzteile finden breite Anwendung in der HLK-Industrie, wobei Komponenten wie Montageteile, Filtersysteme, Luftkanalsysteme und Wärmetauscherlamellen zu den beliebtesten zählen. 

Defense 

Für Klemmen, Halterungen, Kontakte, Quetschbuchsen und viele andere Bauteile werden gestanzte Teile in Militärqualität benötigt. Gängige Werkstoffe für diese Teile sind Berylliumkupfer, Kupfer, Edelstahl, verzinkter Stahl und Titan. 

Vorteile der kundenspezifischen Blechprägung

Das kundenspezifische Blechstanzen bietet mehrere Vorteile im Hinblick auf hohe Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Gesamtkosteneffizienz. Hier sind die Vorteile des Metallstanzens Ihrer kundenspezifischen Teile.

• Der Prozess bietet eine hervorragende Kontrolle, um sicherzustellen, dass die Teile den erforderlichen Spezifikationen entsprechen.
• Kundenspezifische Metallstanzformen eignen sich zum Formen von hunderten bis tausend Teilen aus einer einzigen Matrize
• Das Stempeln ist ein schneller und effektiver Prozess, der bis zu ca. 1200 bis 1300 Teile in nur einer Minute.
• Die Kosten für das Metallstanzen sind im Vergleich zu anderen herkömmlichen Verfahren relativ niedrig.
• Der Metallstanzprozess erzeugt beim Stanzen der Teile keinen Abfall, was ihn für große Losgrößen wirtschaftlich macht.
• Stanzen hilft bei der Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien oder engeren Toleranzen.
• Das Metallstanzverfahren erzeugt Teile mit einer glatten Oberflächenbeschaffenheit ohne zusätzliche Behandlung.

Die Kosten des Stanzprozesses

Die Kosten für das Stanzen sind in der Regel niedriger als bei anderen Metallumformverfahren, da die Teile nicht separat gefertigt und zum Endprodukt zusammengebaut werden müssen. Stattdessen wird beim Blechstanzen das Endprodukt in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt, gefolgt von Beschnitt oder anderen Nachbearbeitungen.

Die genauen Kosten für das Stanzen hängen jedoch von den Spezifikationen Ihres jeweiligen Designs ab, beispielsweise Blechmaterial, Präzision, Produktionsvolumen usw. Im Folgenden sind die allgemeinen Faktoren aufgeführt, die die Kosten beeinflussen.

Materialart: Z. B. ist Aluminium billiger als Messing und Kupfer.
Erforderliche Präzision: Enge Toleranzvorgaben erhöhen die Stanzkosten.
Produktionsvolumen: Die Produktion in großem Maßstab ist (pro Stückpreis) deutlich günstiger als die Produktion kleinerer Chargen.
Komplexität: Aufgrund aufwendiger Werkzeugkonstruktionen und längerer Produktionszyklen sind komplexe Stanzteile teurer.

Konstruktionsüberlegungen für das Metallstanzen

Die Konstrukteure von Stanzteilen berücksichtigen wichtige Faktoren wie Materialeigenschaften, Biegeradius, Teiletoleranzen, Nuten/Schlitze und Wandstärke. 

Materialeigenschaften 

Zu den Materialeigenschaften, die die Konstruktion von Metallstanzteilen beeinflussen, gehören Dichte, magnetische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und natürlich Umformbarkeit. Stanzkosten Diese Auch die Materialwahl ist ein wichtiger Aspekt. Messing, Kupfer, Aluminium und andere duktile Metalle werden häufig verwendet, da sie sich leichter formen lassen und zur Senkung der Produktionskosten beitragen können.

Biegeradius 

Hochwertige Stanzteile lassen sich nur durch präzise Kontrolle des Biegeradius erzielen. Zu enge Radien bergen die Gefahr von Rissen und Kaltverfestigung. Für jedes Material gibt es einen empfohlenen Mindestbiegeradius. 

Zum Beispiel 

• Aluminiumlegierungen – Dicke x 1
• Niedriggekohlter Stahl – Dicke x 0.5
• Edelstahl – Dicke x 1

Toleranzanforderungen 

Die Genauigkeit von Stanzmerkmalen ist wichtig. Eine gängige Methode zur Bestimmung der Lochposition ist die Messung vom Bezugspunkt aus. 

Die empfohlenen Toleranzen lauten wie folgt:

Bis zu 150 mm vom Bezugspunkt – ±0.5 mm

150 mm – 300 mm vom Bezugspunkt – ±0.8 mm

Nuten/Schlitze

Breite Schlitze sind aufgrund der besseren Positioniergenauigkeit längeren vorzuziehen. Die Schlitzlänge sollte das Dreifache der Breite nicht überschreiten. 

Wandstärke

Das Geheimnis gleichmäßiger Metallstempel liegt in der einheitlichen Wandstärke. Im Gegensatz dazu begünstigen Schwankungen in der Wandstärke Risse und andere Fehler. Individuelle Metallprägung Experten befolgen bewährte Verfahren für die wichtigsten Materialien.

Beispielsweise beträgt die ideale Wanddickentoleranz für niedriggekohlte Stähle ±0.1 mm. 

Weitere Konstruktionsaspekte beim Metallstanzen betreffen Werkzeuge, Nachbearbeitung, Trennlinien, Entformungsschrägen und Überbrückungen. 

Kontakt aufnehmen um all dies zu lernen und wie man optimale Ergebnisse beim Metallstanzen erzielt. 

Fazit

Die Suche nach Stanzteilen sollte nicht entmutigend und frustrierend sein. 

ProleanTech genießt hohes Ansehen für die konsequente Einhaltung lokaler und internationaler Standards im Bereich des Blechstanzens und anderer CNC-Bearbeitungsprozesse. 

Für weitere Informationen zu den vielfältigen verfügbaren Stempelmotiven besuchen Sie unsere Website und fordern Sie eine Anfrage an. Anfrage jederzeit.