Edelstahlstanzen: Verfahren, Legierungen und Anwendungen

Metallstanzen ist eine der wichtigsten Fertigungstechniken, die die Herstellung komplexer Blechteile in großen Mengen mithilfe von Stanzwerkzeugen ermöglicht. Es funktioniert mit verschiedenen Metallen und Legierungen; Edelstahl ist eines der häufigsten. 

Ob Sie Stanzteile aus Edelstahl herstellen oder bestellen, das Verständnis der Materialeigenschaften ist entscheidend. StanzmaterialienStanzmechanismus, Anpassungsmöglichkeiten und Produktionskosten sind entscheidend für das Erreichen der gewünschten Ergebnisse.

Dieser Artikel behandelt die wichtigsten Aspekte des Stanzens von Edelstahl, einschließlich der Materialauswahl, des schrittweisen Prozesses, der Anwendungen in verschiedenen Branchen und praktischer Überlegungen zur Herstellung komplexer Teile.

Was ist Edelstahlstanzen und wie funktioniert es?

Einrichtung zum Stanzen von Edelstahlblechen

Das Stanzen von Edelstahl ist eine Blechbearbeitungstechnik, bei der Rohbleche in entworfene Teile oder Produkte umgewandelt werden – ein Spezialstanzverfahren für rostfreie Materialien. Dabei werden ein Matrizen- und Pressmechanismus verwendet, der Schneide-, Biege-, Form-, Falz- oder andere erforderliche Vorgänge durchführt. Die typische Dicke von rostfreien Blechen zum Stanzen beträgt 0.5 bis 3 mm.

Metall-Stanzen ist vielseitig, langlebig und kostengünstig. Branchen wie die Automobil-, Medizin-, Industriehardware-, Elektronik- und Luft- und Raumfahrtindustrie verwenden es für präzise und hochfeste Edelstahlteile.

Unten ist der Funktionsmechanismus beschrieben.

Das Hauptprinzip des Stanzens besteht darin, die Bleche mit einem Stempel und einer Presse in die gewünschte Form zu bringen. Ein Stanzwerkzeug besteht aus Stempel und Matrizenhohlraum; die Presse senkt sich nach unten, drückt das Metallblech in den Hohlraum und führt mehrere Vorgänge aus. 

Mechanismus der Metallprägung 

Beim Kontakt des Stempels mit dem Blech verteilt dieser das Material neu, um Enden, Kurven oder komplizierte Muster zu formen, während die Matrizenhöhle das Blech stützt, um ungewollte Verformungen zu verhindern.

Der Edelstahl-Stanzprozess: Schritt für Schritt

Nach dem grundlegenden Funktionsprinzip wollen wir kurz auf die einzelnen Schritte eingehen, um zu sehen wie Sie Edelstahlbleche stempeln können. 

Formdesign und -erstellung

Stanzwerkzeugdesign

Entwerfen Sie zunächst das Stanzwerkzeug entsprechend den Abmessungen und geometrischen Merkmalen des Teils, das Sie herstellen möchten. Beschriften Sie das Design außerdem mit herstellbaren Toleranzen und Komplexität. Sie können für die Herstellung mehrachsige CNC-Bearbeitung, Laserschneiden, EDM und Mikrobearbeitungstechniken verwenden.  

Darüber hinaus ist auch die Verwendung hochfester und zäher Materialien für die Matrize unerlässlich, damit diese der übermäßigen Verformungskraft von Stempel und Presse standhält. Beispiele hierfür sind Hartmetall und Schnellarbeitsstähle.

Blechzuschnitt 

Rostfreie Rohlinge zum Stanzen 

Schneiden Sie die Edelstahlbleche in kleine Stücke, basierend auf der Gesamtquerschnittsfläche der zu stanzenden Teile. Für jedes Teil werden einzelne Rohlinge benötigt. Sie können hierfür Scherschneiden oder Faserlaserschneiden verwenden. Laser sind jedoch mit einer Toleranz von ±0.005 genauer und zum Schneiden von Rohlingen in großen Stückzahlen geeignet.

Einrichten des Stanzprozesses 

Einrichtung zum Stanzen von Blech 

Die Setup-Phase umfasst die Installation Stanzformen aus Metall in der Stanzmaschine und Ausrichten des Stempels darauf. Sie müssen auch die Parameter wie Tonnage, Hublänge und Geschwindigkeit in das Bedienfeld eingeben. Darüber hinaus sollte eine geeignete Schmierung angewendet werden, um übermäßige Reibung und Mikroverschleiß auf der Oberfläche zu vermeiden.

Laden von Edelstahlblechrohlingen 

Einlegen des Blechs in die Stanzform 

Nach dem Einrichten legen Sie das leere Blatt über die Matrizenkavität (Stempel darüber positioniert), entweder manuell oder mithilfe des automatischen Zuführers. Die moderne Ausrüstung umfasst Sensoren und Rückmeldung, um eine genaue Positionierung des Blattes über der Kavität sicherzustellen. 

Kraftanwendung durch Presse und Stempel

Die Stanzpresse kann hydraulisch oder mechanisch sein. Sie übt eine kontrollierte Kraft auf das Edelstahlblech aus, um es durch Schneiden, Biegen, Ziehen, Durchstechen, Strecken usw. in die gewünschte Form zu bringen. Diese verschiedenen Vorgänge können in einem einzigen Zyklus ausgeführt werden. Das ist es, was das Stanzen in der Metallverarbeitung so besonders macht.

Teileauswurf und Nachbearbeitung 

Nach Abschluss des Stanzens werden die Edelstahlteile aus der Matrize ausgeworfen und mit Nachbearbeitungsvorgängen behandelt, um die Genauigkeit zu verbessern und scharfe Kanten zu beseitigen. Beispielsweise durch Entgraten und Schleifen. Anschließend können Veredelungstechniken wie Galvanisieren, Pulverbeschichten und Lackieren angewendet werden, um das Aussehen zu verbessern und vor der Umwelt zu schützen. 

Typischerweise werden Teile zunächst in großen Chargen gestanzt und anschließend einer Nachbearbeitung und Oberflächenveredelung unterzogen.

Worin unterscheidet sich das Stanzen von Edelstahl von anderen Metallumformungsverfahren?

Der Hauptunterschied besteht darin, dass beim Stanzen mehrere Metallumformungsprozesse in einem einzigen Produktionszyklus durchgeführt werden, um komplexe Teile herzustellen, während ein typischer Umformungsprozess nur einen einzigen Vorgang umfasst. Beim Biegen können beispielsweise nur Biegewinkel und Krümmungen erzeugt werden. 

Beim Stanzen von Edelstahl sind also mehrere Umformungsschritte nicht mehr erforderlich, sondern werden in einem einzigen Zyklus über Matrize und Presse durchgeführt. Außerdem wird dadurch der Materialabfall reduziert. Allerdings ist es schwierig, das Design beim Stanzen anzupassen; Sie müssen zuerst die Matrize ändern. 

Beim Stanzen verwendete Edelstahlarten

Duktilität ist die Schlüsseleigenschaft, die die Formbarkeit einer bestimmten Edelstahlsorte für den Stanzprozess bestimmt. Edelstahlsorten wie 304 und 316 haben aufgrund ihrer kubisch-flächenzentrierten (FCC) Kristallstruktur eine hohe Formbarkeit. Sie können daher umfangreiche Verformungen ohne Rissbildung durchlaufen.

Austenitische rostfreie Stähle

Austenitische rostfreie Stähle (301, 304 und 316) sind die am häufigsten für Stanzprojekte verwendeten Güten. Sie bieten hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Schweißbarkeit. 

Diese Stähle enthalten sehr hohe Anteile an Chrom (16–26 %) und Nickel (6–22 %), wodurch gestanzte Teile aus Edelstahl 316 und 304 für Anwendungen in der Lebensmittel-, Medizin- und Chemieverarbeitung geeignet sind.

Ferritischer Edelstahl

Diese Form von Edelstahl hat einen Chromanteil von etwa 10.5-27 % und 430 ist die am häufigsten verwendete ferritische Güte beim Stanzen. Obwohl 430 wirtschaftlicher ist, weist es eine geringere Korrosionsbeständigkeit auf als die austenitischen Sorten. Darüber hinaus beschränkt seine geringe Formbarkeit seine Verwendung für einfache Stanzvorgänge, wie Fahrzeugverkleidungen, Komponenten für Verbrauchergeräte und Industriehardware.

Darüber hinaus vergleicht die folgende Tabelle die verschiedenen Eigenschaften von Edelstahl-Stanzsorten. 

(Die obige Liste ist nicht beschränkt auf die Auswahl Ihrer Stanzmaterialien; andere Güten können gestanzt werden. Bei ProleanTech haben wir mehr als 10 Edelstahlsorten, um Ihren Anforderungen an Metallstanzungen gerecht zu werden) 

Gängige Anwendungen für Edelstahl-Stanzteile

Gestanzte Edelstahlteile 

Festigkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Lebensmittel- und medizinische Verträglichkeit, Haltbarkeit, komplexe Formgebung und ansprechende Ästhetik sind die Hauptvorteile von Stanzteilen aus Edelstahl. Daher sind sie in mehreren Industriezweigen anwendbar. 

Automobilindustrie

Prägung von Kotflügeln

Die Materialeigenschaften und die Komplexität des Stanzprozesses sorgen für starke und korrosionsbeständige Automobilkomponenten. Einige Beispiele für Automobil-Metallstanzen Teile sind;

• Teile der Abgasanlage
• Halterungen und Befestigungen
• Sitzrahmen
• Hitzeschilde
• Sensorgehäuse

Luft-und Raumfahrtindustrie

Stanzen für die Luft- und Raumfahrt

Durch das Stanzen von Edelstahlblechen entstehen leichte und hochfeste Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, die auch unter rauen Umgebungsbedingungen funktionieren. 

• Flugzeugbeschläge und Befestigungselemente
• Motorhalterungen
• Teile des Kraftstoffsystems
• Flugzeugflügelkomponenten
• Teile des Hydrauliksystems
• Wärmetauscher

Medizintechnik

Medizinische Stempelung 

Edelstahl 304 wird aufgrund seiner Biokompatibilität, Stabilisierungsfähigkeit und hygienischen Eigenschaften vor allem für medizinische Stanzanwendungen bevorzugt. 

• Teile und Gehäuse für medizinische Geräte
• Zahnärztliche Werkzeuge
• Teile für MRT-Geräte
• Chirurgische Instrumente
• Implantierbare Geräte

Consumer Elektronik

Laptop-Scharnier aus Metall

Die folgenden eleganten, langlebigen und korrosionsbeständigen Teile und Produkte für die Elektronikindustrie werden mit rostfreiem Stanzen hergestellt; 

• Smartphone-Rahmen
• Laptop-Scharniere
• Ladegerätanschlüsse
• Gehäuse für tragbare Geräte
• Kamerakomponenten
• Temperatur fällt

Industriemaschinen 

Schrottförderer 

Mehrere komplexe Komponenten für Industriemaschinen werden im Edelstahlstanzverfahren hergestellt. Die gestanzten Teile halten hohen Belastungen und harten Betriebsbedingungen stand. 

• Getriebe, Ventile und Armaturen
• Pumpen-, Motor- und andere Komponenten bzw. Systemgehäuse
• Fördersystemteile
• Hydraulische Zylinder 

Toleranzen und Qualitätskontrolle beim Stanzen von Edelstahl

Gestanzte Edelstahlteile weisen häufig Grate, scharfe Kanten und gelegentlich einige Oberflächenfehler auf. Daher sind ihre Inspektion und Qualitätskontrolle unerlässlich.

Toleranzen beim Stanzen von rostfreiem Stahl

Die typische Toleranz für lineare Abmessungen von gestanzten Edelstahlteilen liegt zwischen ±

0.005 bis 0.010 Zoll (0 bis 127 mm) und werden stark von der Gesamtgröße beeinflusst. 

In der folgenden Tabelle sind die Toleranzen für rostfreie Stanzteile aufgeführt.

Darüber hinaus wirken sich Duktilität, Zugfestigkeit, Maserungsrichtung, Stanzgeschwindigkeit und Leistungsfähigkeit der Stanzgeräte auf die Toleranzen gestanzter Edelstahlkomponenten aus. 

Qualitätskontrolle beim Stanzen von Edelstahl 

Zur Kontrolle der Qualität von rostfreien Stanzteilen werden unterschiedliche Prüfmethoden angewendet. Wenn im Rahmen der Qualitätskontrolle festgestellt wird, dass gestanzte Teile fehlerhaft sind, werden sie von den weiteren Verarbeitungsschritten ausgeschlossen. 

KMG-Messung von Stanzteilen

Vier wichtige Prozesse der Qualitätskontrolle sind: 

• Visuelle Inspektion zur Identifizierung von Oberflächenfehlern
• Prüfung der Maßgenauigkeit mit Koordinatenmessgeräten (KMGs).
• Zerstörungsfreie Analyse 
•  Metallurgische Prüfung von rostfreiem Material

Kundenspezifisches Stanzen von Edelstahl: Teile nach Ihren Wünschen maßschneidern

Durch Stanzen können Sie Edelstahlteile herstellen, indem Sie die Einrichtung von Matrizen und Stanzpresse individuell anpassen. Stanzwerkzeuge können durch die Integration verschiedener benutzerdefinierter Merkmale wie gekrümmte Oberflächen, Löcher und Ausschnitte, Rippen, Biegungen und komplexe 3D-Konturen entworfen und hergestellt werden. 

Kundenspezifische Edelstahl-Stanzteile

Kundenspezifische Werkzeuge sollten in der Lage sein, mehrere Blechbearbeitungsvorgänge auszuführen, die zur Herstellung gestanzter Teile erforderlich sind. Zum Beispiel Schneiden, Biegen, Formen, Durchstechen usw. 

Bei ProleanTech bieten wir Metallstanzservice für Edelstahl und andere Materialien. Unsere automatisierten CNC-Stanzmaschinen können komplexe Teile mit hoher Flexibilität für die individuelle Anpassung herstellen. Unsere Ingenieure helfen Ihnen von Anfang an bei Ihrem Projekt, einschließlich Designunterstützung, Werkzeugen und Produktionsstrategien.  

Summieren 

Das Stanzen von Edelstahl rationalisiert die Produktion von Blechteilen durch die Kombination von Schneide- und mehreren Formvorgängen. Eine Matrize und eine Stanzpresse arbeiten zusammen, um den geladenen Edelstahlblechrohling zu verformen und in die entworfene Geometrie zu bringen. Sie können Edelstahl 301, 304, 316 und andere Güten mit hoher Formbarkeit für Stanzprojekte verwenden. 

Häufig gestellte Fragen 

Was ist Edelstahlstanzen?

Es handelt sich um ein Fertigungsverfahren, bei dem rostfreie Bleche mit Matrizen und Stempeln in die gewünschte Form gepresst werden. Durch Stanzen entstehen korrosionsbeständige und langlebige Artikel für verschiedene Branchen. 

Welche Edelstahlsorten werden beim Stanzen am häufigsten verwendet?

Die am häufigsten zum Stanzen verwendeten Edelstahlsorten sind die austenitischen Legierungen 304, 316, 301, 420 und 430. 

Wie läuft das Stanzverfahren für Edelstahl ab?

Beim Stanzen werden Edelstahlbleche in eine Stanzpresse eingezogen, wo Matrizen und Stempel das Material mit einer bestimmten Kraft formen. Je nach Matrizendesign werden dabei Stanzen, Durchbohren, Biegen und Formen ausgeführt.

Wie stelle ich eine hohe Präzision beim Stanzen von Edelstahl sicher?

Um eine hohe Präzision beim Stanzen von Edelstahl zu erreichen, verwenden Sie hochwertige Matrizenwerkzeuge, halten Sie strenge Prozesskontrollen ein und setzen Sie hochmoderne Maschinen wie CNC-Stanzpressen ein.

Können Edelstahl-Stanzteile individuell angepasst werden?

Ja, Edelstahl-Stanzteile können hinsichtlich Form, Größe, Verarbeitung und Merkmalen wie Löchern, Biegungen oder Prägungen vollständig individuell angepasst werden. Sie können Teile herstellen, die maßgeschneiderte Lösungen für Ihre Anforderungen bieten.