Wie Materialwahl das Matrizendesign prägt: Schlüsselfaktoren und Nutzen

Matrizen sind Präzisionswerkzeuge, die Blech in gewünschte Form oder Profil schneiden und umformen. Ihre Schneid- und Umformbereiche bestehen aus langlebigen Materialien. Angesichts ihrer Bedeutung muss das Matrizendesign kosteneffiziente Methoden einsetzen, um vielfältige Produkte effizient zu fertigen.

Ein Schlüsselaspekt ist das Material selbst. Ohne Kenntnis der wesentlichen Elemente Ihres Matrizenmaterials kann die Matrize während des Einsatzes versagen. Beim Matrizendesign müssen Sie den Werkstofftyp exakt kennen – er hat direkten, großen Einfluss auf das Endprodukt.

Verformbarkeit (Manufacturability)

Duktilität, Dehnbarkeit und Formbarkeit von Metallen variieren je nach Eigenschaften – einige eignen sich mehr oder weniger für Tiefziehen. Ein mehrstufiges, tiefgezogenes Teil aus DP980-Stahl würde dessen physikalische Grenzen überschreiten und zum Bauteilversagen führen. Ein niedriglegierter Tiefziehstahl wäre für dasselbe Design machbarer.

Werkzeugstahl-Typ

Premium-Werkzeuge aus Werkzeugstahl oder Vollhartmetall sind bei abrasiven Materialien erforderlich: hochfester Stahl, Federstahl, höherfeste Stähle, niedriglegierte Stähle, Superlegierungen. Die Werkzeugkosten werden durch die Materialanpassung beeinflusst.

Matrizen-Beschichtungstyp

Viele Matrizen funktionieren nur beschichtet. Je nach Metall erfordern einige spezielle Anti-Reibungs-, hochverschleißfeste Beschichtungen wie Titancarbid oder spezielle Duplex-Beschichtungen.

Stahldicke

Materialien mit hoher Zugfestigkeit erfordern größere Umform- und Schneidkräfte. Daher sind dickere Werkzeugstahlabschnitte im Matrizendesign nötig.

Pressenkapazität

Hochfester Stahl benötigt mehr Presskraft zum Umformen und Schneiden als niedrigfester Stahl. Manche Materialien sind empfindlich gegenüber Dehnrate und Umformgeschwindigkeit – besser für langsamere Pressen geeignet.

Schmierstoffchemie

Beim Umformen und Schneiden hochfester Materialien entsteht viel Wärme. Zur Reduktion von Wärme und Reibung werden Additive wie Chlor, Schwefel, Fette, Wachse, Öle dem Schmierstoff zugesetzt. Diese müssen vor Lackierung vom geformten Teil entfernt werden – zusätzlicher Kostenfaktor.

Anzahl der Stationen

Die meisten hochfesten Materialien erfordern mehr Stationen für die Teilegeometrie. Bei Fertigung aus hochfesten Materialien braucht man sekundäre Nachzieh- oder Qualifizierstationen, um das Rückfederverhalten (Springback) des Metalls auszugleichen. Springback tritt auf, wenn das Material nach Verarbeitung und Biegen in seine ursprüngliche Form zurückstrebt.

Diese materialbezogenen Faktoren beeinflussen Ihr Matrizendesign maßgeblich. Fragen zu Matrizen: Gunna Engineering anrufen – wir fertigen hochwertigste Stempel, Matrizen und Messer.