Heißmetallstanzen 101

Metallstanzen verwandelt Bleche in verwendbare Teile und Werkzeuge für zahlreiche Branchen. Bei fast so vielen Stilrichtungen wie Branchen, denen der Prozess dient, wird das Erkennen und Verstehen der Komplexität dieser Teilebildungsmethode zu einem kritischen Aspekt bei der Auswahl von Diensten für die Teileerstellung.

Was ist Metallprägen?

Im Allgemeinen nimmt das Metallstanzen kaltes Metall und platziert es zwischen den Stempeln, obwohl einige Prozesse erhitztes Material verwenden. Durch Pressen des Materials wird das Metall in die gewünschte Form gebracht. Oft bilden diese Formen Werkzeuge oder Komponenten größerer Kreationen. Gelegentlich bezeichnen einige in der Fertigungsindustrie das Metallstanzen als Pressen.

Stanzwerkzeuge in den Maschinen schneiden oder formen das Metall. Diese Matrizen haben spezifische Designs für jedes Projekt. Obwohl die Herstellung von Stempeln eine Weile dauert, erfolgt der Stempelvorgang nach Fertigstellung des Stempels sehr schnell.

Dieses Verfahren ermöglicht die Produktion einer hohen Stückzahl identischer Teile. Das Stanzen kann ein Schritt von vielen bei der Teileerstellung sein oder als einziger dienen. Stanzen, Stanzen, Prägen, Bördeln, Biegen und Prägen sind einige der Phasen, die ein Metall im Rahmen des Stanzprozesses durchlaufen kann.

Die Vielseitigkeit des Stanzens macht es zu einer idealen Produktionsmethode für Branchen wie die Automobil-, Militär-, öffentliche Transport- und Fertigungsbranche sowie viele andere.

Stempelarten

Die Art der verwendeten Prägung hängt vom gewünschten Endprodukt ab. Präzisions-, Roheisen- und Folgeverbundwerkzeug sind einige der am häufigsten verwendeten Stanzverfahren.

1. Präzise Metallprägung

Präzisionsstanzen erzeugt erhabene Bilder oder dreidimensionale Teile und führt zu Endprodukten mit engen Toleranzen. Im Vergleich zu anderen Formen des Stanzens erfordert das Präzisionsstanzen weniger Materialbewegungen zwischen den Maschinen, was den Prozess viel schneller macht.

Die hohe Präzision, die mit dieser Stanzmethode möglich ist, ermöglicht die Bildung komplizierter Designs, die ihren Spezifikationen genau entsprechen müssen. Sie können Präzisionsstanzen für Komponenten mit Toleranzen von 0,001 bis 0,002 Zoll für die Länge und 0,0005 bis 0,001 Zoll für die Rundheit verwenden. Flugzeugkomponenten, Motorteile, Elektronik, Telekommunikationsgeräte und Prototypen werden üblicherweise mit Präzisionsmetallstanzen hergestellt.

Eine Variation dieses Prozesses ist das Mikropräzisionsstanzen. Mit dieser Methode entstehen komplizierte Teile für die Elektronik- oder Medizinindustrie, die nur 0,002 bis 0,005 Zoll dünn sind.

2. Pressen von heißem Metall

Heißmetallstanzen ist der Prozess, bei dem Metall unter Verwendung extremer Hitze geformt wird. Das Metall, Borstahl, wird auf über 1700 Grad Fahrenheit erhitzt und in der Matrize selbst abgeschreckt. Das Ergebnis ist ein hochfestes, leichtes Stahlteil.

Einer der Hauptvorteile eines Roheisen-Stanzteils ist seine hohe Zugfestigkeit, die nach Abschluss des Prozesses von etwa 50 Kilopound pro Quadratzoll (KSI) bis etwa 200 KSI reicht. Durch das Heißprägen können Sie auch komplexe Teile auf einmal umformen, was weniger Schweiß- oder andere Fügemaßnahmen bedeutet. Teile, die mit diesem Verfahren hergestellt werden, erfahren auch keine Rückfederung und kein Verziehen, wie es bei anderen Formteilen aus hochfestem Stahl der Fall ist. Leider ist der gehärtete Teil schwer zu schneiden, was das Trimmen und Schneiden nach der Formation zu einer Herausforderung macht. Für diese Prozesse benötigen Sie in der Regel einen leistungsstarken Laser.

Um das Stanzen von heißem Metall durchzuführen, benötigen Sie mehrere Ausrüstungsgegenstände, darunter:

• Ein Heizsystem, das das Metall auf die erforderliche Temperatur erhitzen kann
• Ein angemessenes Kühlsystem
• Ein automatisiertes Übergabesystem, da das fertige Teil anfangs viel zu heiß zum Anfassen ist
• Werkzeugmaterialien mit hoher Temperaturwechselbeständigkeit
• Eine Hydraulik-/Servopresse mit Verweilfähigkeit

Selbstverständlich muss Ihr Stanzsystem allen Sicherheitsanforderungen entsprechen.

3. Progressive Metallprägung

Progressives Stanzen, auch als progressives Stanzen bekannt, führt Metallteile durch mehrere Stationen, die jeweils eine separate Aktion am Metall ausführen. Während dieser verschiedenen Stufen bleibt das Metallstück an einem langen Materialstreifen befestigt. Die letzte Maschine schneidet das fertige Stück aus dem Metallband.

Bei der Auswahl von Fertigungsmethoden für langfristige Prozesse, die ein hohes Volumen erfordern, ist Folgeverbundstanzen eine ausgezeichnete Wahl. Die Matrizen halten lange und der Prozess erzeugt nur minimalen Abfall.

Wenn Sie größere Teile erstellen, die möglicherweise unterschiedliche Pressen benötigen, müssen Sie Transferstanzen verwenden. Dieses Verfahren unterscheidet sich nur in einigen kleinen Punkten vom Folgestanzen. Das Teil wird früher vom Metallband getrennt, und ein Förderband reicht das Teil von Maschine zu Maschine.

Wie Metallstanzen funktioniert

Metallstanzen bezieht sich auf den Prozess, bei dem ein Blechstück durch Stanzen, Stanzen, Biegen und andere Methoden zu einem fertigen Stück geformt wird. Schauen wir uns genauer an, wie dieser Prozess funktioniert.

Welche Arten von Metallstanzmaterialien verwenden Verarbeiter?

Beim Stanzen beginnen die Verarbeiter mit einem Stück Blech. Das dünn verarbeitete Metall bietet Festigkeit für die fertigen Produkte und bleibt gleichzeitig flexibel genug für den Stanzprozess. Meistens hat das Metall eine Dicke im Bereich von 0,001 Zoll bis 0,625 Zoll.

Trotz der geringen Größe des Metalls müssen Pressen einen erheblichen Druck ausüben, um das Material zu schneiden und zu formen. Beispielsweise beträgt die Kraft, die benötigt wird, um einen 10-Zoll-Kreis aus 1/8-Zoll-dickem Stahl zu schneiden, 78,5 Tonnen. In der metallverarbeitenden Industrie entspricht diese Kraft einer geringen Kraft. Metallstanzmaschinen können 10 bis 50.000 Tonnen – 20.000 bis 1 Million Pfund – Druck erzeugen.

Die Art des verwendeten Metalls bestimmt die Kraft, die zum Formen und Schneiden erforderlich ist. Zu den am häufigsten verwendeten Metallkategorien gehören die folgenden:

• Eisenmetalle: Metalle auf Eisenbasis, wie Edelstahl, kosten am wenigsten und senken die Produktionspreise.
• Nichteisenmetalle: Nickel, Bronze, Messing und andere Metalle, die kein Eisen enthalten, bilden diese Kategorie.
• Nicht standardmäßige Legierungen: Die Metalle in diesen Legierungen hängen von den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts ab.
• Edelmetalle: Gold, Silber und Platin sind teuer, werden aber für bestimmte Anwendungen benötigt.

Das Wissen um die Arten von Presskräften und Verfahren, die mit welchen Materialien verwendet werden sollen, ist Teil des Expertenwissens, das in das Metallstanzen einfließt. Zum Beispiel werden beim Präzisionsstanzen eher bestimmte Legierungen oder Edelmetalle in Bändern als auf Spulen verwendet.

Was passiert beim Umformen?

Die Formgebungsphase findet statt, wenn eine Presse das Metall biegt oder anderweitig formt. Abhängig von der Dicke des Metalls und dem Aussehen des fertigen Teils formen mehrere Methoden das Metall.

• Biegen: Beim Biegen wird ein Metall entlang einer einzigen, geraden Achse gefaltet.
• Prägung: Beim Prägen wird das Metall zu einem fertigen Teil mit scharfen Kanten gepresst.
• Zeichnung: Beim Ziehvorgang wird ein Metall über eine Form gezogen, wodurch das Material gedehnt wird. Ölwannen und Metallspülen sind Beispiele für durch Zeichnen hergestellte Produkte.
• Prägung: Wenn ein Metall ein Design braucht, wird es von einer Maschine gedehnt und auf eine Vertiefung gezogen. Schriftzüge, Designs und Bilder erfordern Prägungen für ihre Erstellung auf Metalloberflächen.
• Bördeln: Ähnlich wie beim Biegen faltet das Bördeln Metall entlang einer Achse, die sich krümmt, anstatt der geraden Linie, die beim Biegen entsteht.
• Säumen: Durch das Säumen entsteht ein extra starker Rand, bei dem der Boden auf sich selbst gefaltet wird.

Diese Formgebungsprozesse können während des Stanzens auftreten, obwohl andere Arten der Metallbearbeitung ebenfalls dieselben Methoden verwenden können.

Was sind Schneidprozesse?

Das Schneiden des Metalls kann vor oder nach der Formgebung erfolgen, abhängig von der Art des verwendeten Stanzverfahrens. Beispielsweise wird beim Folgeschnittstanzen das fertige Produkt am Ende des Prozesses beschnitten, aber beim Transferstanzen wird das Metall am Anfang abgeschnitten.

Die verwendeten Schneidverfahren erfordern unterschiedliche Schneidwerkzeuge, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

• Leerzeichen: Ein Stanzschnitt entfernt die Grundform des benötigten Materials, und die Arbeiter legen den Rest des Metalls beiseite.
• Stechen: Beim progressiven Stanzen muss das Metall möglicherweise aufgestochen werden, wodurch kleine Schnitte im Metall entstehen, um eine größere Flexibilität des Materials beim Durchlaufen der Pressen zu ermöglichen.
• Stanzen: Anstatt den aus dem Metall geschnittenen Teil zu retten, wird beim Stanzen ein Loch aus dem Metall entfernt. Das aus dem Metall geschnittene Material hat eine andere Verwendung, während das Metall, das das Loch umgibt, den Stanzprozess durchläuft.
• Scheren: Das Scheren schneidet das Metall entlang einer geraden Linie, so wie eine Schere Papier schneidet.
• Trimmen: Besäumen schneidet das fertige oder fast fertige Teil aus dem Rohling. Die Anlage kann das übrig gebliebene Metall wiederverwenden, es als Schrott verkaufen oder recyceln.

Vor- und Nachteile des Metallstanzens

Wie bei jedem Verfahren hat das Metallstanzen Vor- und Nachteile. Einige der wichtigsten Vor- und Nachteile sind die folgenden.

Vorteile des Metallstanzens

Das Stanzverfahren bietet denjenigen, die es für die Teileerstellung auswählen, mehrere Vorteile.

Nach der Herstellung der Matrizen können Metallbauer in relativ kurzer Zeit große Mengen an Teilen herstellen. Durch den Einsatz von CNC-Bearbeitung und anderen Formen der Automatisierung wird die Produktion noch schneller.

Beim Kostenvergleich hat die Werkzeugherstellung für das Metallstanzen einen niedrigeren Preis als andere Arten der Metallumformung. Darüber hinaus sinkt der Preis des Projekts noch mehr, wenn Eisenmetalle verwendet werden.

Ein wesentlicher Vorteil des Blechstanzens ist die Recyclingfähigkeit des Materials. Jeglicher Abfall, der nach der Herstellung der fertigen Teile übrig bleibt, kann von Herstellern für zukünftige Produkte recycelt werden.

Nachteile des Metallstanzens

Der Prozess, der eine Großserienproduktion identischer Teile ermöglicht, trägt auch zum größten Nachteil des Stanzens bei, der kundenspezifischen Werkzeugerstellung.

Die Herstellung einer Matrize nach den Spezifikationen Ihres Projekts erhöht die Vorproduktionszeit für das Metallstanzen. Darüber hinaus verlängern alle Änderungen an der Matrize die Verarbeitungszeit. Mit anderen Worten, sobald die Produktion mit einem fertigen Werkzeug beginnt, wird es teuer und kompliziert, wenn auch nicht unmöglich, sie zu stoppen.

Zwar lassen sich mit dem Stanzen immer noch kleinere Aufträge oder kurzfristige Projektserien produzieren, aber der Einsatz der Pressen rechtfertigt einen solchen kleineren Auftrag möglicherweise nicht. Bei kleinen Projekten kann die Fertigung eine kostengünstigere Alternative darstellen. Für weitere Informationen sprechen Sie mit uns über die Einzelheiten Ihres Projekts, um zu sehen, ob Stanzen oder Konfektionieren die richtige Wahl ist.

Metallstanzanwendungen

Beim Stanzen entstehen sowohl hochspezialisierte Maschinenteile als auch Alltagskomponenten von Konsumgütern, Industrieanlagen und vielem mehr.

Die Anwendungen des Metallstanzens hängen von der Branche ab, aber einige Teile können entweder vom Stanzen oder von der Fertigung profitieren. Die folgenden Eigenschaften eines Projekts können die Verwendung von Stanzen anstelle von Fertigung fördern.

• Enge Toleranzen: Durch Präzisionsstanzen können Teile hergestellt werden, die mit exakten Maßen und geringen Fehlertoleranzen hergestellt werden.
• Großes Volumen: Sobald ein Hersteller die Form herstellt, erfolgt das Stanzen schnell und kann eine große Menge an Teilen erzeugen.
• Teilgröße: Für kleinere Teile, insbesondere mikropräzise gestanzte Komponenten, kann das Stanzen eine bessere Option als die Fertigung sein.
• Teilform: Wenn Sie kreisförmige Formen benötigen, müssen Sie die Teile gestanzt haben, da dieser Prozess der einzige ist, um solche Formen zu erstellen.
• Spätere Prozesse: Der Stanzprozess bietet eine bessere Kontrolle darüber, was mit den Teilen passiert, was dazu beitragen kann, die beste Leistung der Komponente während der Montage oder des Schweißens sicherzustellen.

Branchen, die Metallstanzen verwenden

Viele Branchen verwenden Stanzen für einige Elemente ihrer Werkzeuge oder Teile.

• Automobil: Das Pressen von Roheisen macht Autodächer leicht und bruchsicher bei Überschlagsunfällen. Viele andere OEM- und Aftermarket-Teile verwenden ebenfalls Stanzen für ihre Produktion.
• Elektronik: Die kleinsten Metallteile in der Elektronik haben möglicherweise als Metall begonnen, das in einen Mikropräzisionsstempel eingeführt wurde.
• Luft- und Raumfahrt: Durch Präzisionsstanzen können Triebwerksteile und Flugzeugkomponenten in großen Mengen hergestellt werden.
• Einrichtungsgegenstände und Haushaltsgeräte: Massenvermarktete Möbel und Verbrauchergeräte können Metallkomponenten enthalten, die von einem Metallarbeiter gestanzt wurden.

Wie wichtig es ist, mit einem hochwertigen Blechstanzpartner zusammenzuarbeiten

Der Stanzprozess erfordert ein hohes Maß an Wissen über Metall, seine Funktionsweise und den Umgang damit. Die Art des Metalls und das gewünschte Ergebnis haben beide einen erheblichen Einfluss darauf, wie ein Metallstanzunternehmen an ein Projekt herangeht. Um Ihre Ziele zu erreichen, ist die richtige Ausrüstung entscheidend. Erfahrene Stanzunternehmen verfügen sowohl über die Hardware als auch über qualifiziertes Personal, um die von Ihnen benötigte Arbeit zu erledigen.

Beispielsweise erfordern einige Projekte Heißprägen, da das fertige Teil eine zusätzliche Festigkeit aufweisen muss. Ein hochwertiges Metallstanzunternehmen wird wissen, wann dieses Verfahren anzuwenden ist und wann eine andere Form des Stanzens gewählt werden sollte. Einige Projekte erfordern Verfahren, die über das Stempeln hinausgehen. Diese und einfachere Stanzaufträge erfordern beide ein Unternehmen, das Ihnen die Produktion aus einer Hand anbieten kann.

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