Automatische Pressen verstehen: Funktion, Vorteile und Anwendungen

Pressen

In der allgemeinen industriellen Fertigung wird eine Presse verwendet, um hohen Druck auf Werkstücke oder Fertigteile auszuüben, um Materialien in eine gewünschte Form zu bringen. Der Pressvorgang erfolgt überwiegend bei Metallwerkstoffen, da die Umformbarkeit von Metall es ermöglicht, dem Druck standzuhalten, ohne zu brechen.

In der CNC-Fertigung oder im Maschinenbau werden Pressvorgänge mit automatischen Pressen durchgeführt, die meist hydraulisch oder mechanisch angetrieben sind.

CNC steht für Computerized Numerical Control. Automatische Pressen, die mit einem CNC-System ausgestattet sind, sind für schwere Pressvorgänge ausgelegt. Bei schweren Pressvorgängen ist die Produktion umfangreich und Präzision erforderlich.

Die computergesteuerte Steuereinheit stellt sicher, dass jeder Prozessschritt korrekt ausgeführt wird und die Produktionsqualität garantiert ist. Daher werden in CNC-Pressprozessen automatische Pressen statt manuell bedienbarer Pressen eingesetzt.

Die mit der CNC-automatischen Presse durchgeführten Pressvorgänge lassen sich in mehrere Operationen unterteilen, wie Schmieden, Umformen, Fertigen, Extrudieren oder Biegen usw. Diese Pressarten werden fachlich als Kaltumformung bezeichnet.

Der Kaltumformungsprozess bezieht sich auf Pressvorgänge, die nur hohen Druck und Zeit zur Verformung der Werkstücke beinhalten, im Gegensatz zu Pressvorgängen, bei denen auch Wärme eingesetzt wird. Kaltumformungsvorgänge werden auch als Kaltschmieden bezeichnet. In jedem Fall ist eine automatische Presse für solche Prozesse erforderlich.

Ein weiterer häufiger Einsatz der automatischen Presse ist das Erstellen von Löchern in Werkstücken. Hierbei werden Pressen nicht zum Umformen von Metallwerkstücken, sondern zum Schneiden oder Stanzen verwendet.

Obwohl Stanzen und Schneiden eine weitere Möglichkeit zur Umformung von Werkstücken darstellen, unterscheidet sich die Funktionsweise zwischen Stanzen und Schmieden doch erheblich. Alle diese Operationen werden jedoch durch die Werkzeuge oder Formen an den Pressen durchgeführt.

Kaltumformung

Kaltumformung oder Kaltschmieden ist der Prozess, bei dem Metallwerkstücke durch allmähliche Druckausübung umgeformt werden. Dieser Prozess wird durch die Umformbarkeit von Metallwerkstoffen ermöglicht. Wenn ein Metallstück mit ausreichender Kraft gepresst wird, verformt und formt es sich als Reaktion auf die Presskraft um.

Um den Druck, die Presszeit und die Verformung des Metallwerkstücks zu steuern, ist die automatische Presse das Schlüsselelement des Kaltumformungsprozesses.

Kaltumformung wird in einigen Fertigungsprozessen aufgrund bestimmter Vorteile bevorzugt. Der erste Vorteil ist, dass der Kaltschmiedeprozess einfacher ist, da weniger Elemente beteiligt sind; Erhitzung ist in einem solchen Prozess nicht erforderlich.

Zusätzlich liefert der Kaltumformungsprozess eine bessere Oberflächengüte der Werkstücke. Darüber hinaus ist die Maßhaltigkeit dieser Methode besser und Kontaminationsprobleme werden minimiert. Daher wird sie angewendet, wenn sowohl Präzision als auch feine Oberflächen gefordert sind.

Komponenten einer Presse

Eine Presse, sei es eine automatische oder manuelle Presse, wird auch als Formpresse bezeichnet, die in der modernen Fertigungsindustrie zur Verformung eines Werkstücks eingesetzt wird. Diese Maschinentypen gibt es in zahlreichen Ausführungen und Konfigurationen, doch die Anatomie der Pressen ist ähnlich.

Sie alle verfügen über die gleichen Grundkomponenten für ihre Funktion. Eine Presse hat einen Tisch (Bolster), einen Stößel (Ram) und Werkzeuge (Dies). Eine automatische Presse verfügt zusätzlich über ein Antriebssystem zur Steuerung der Maschinenbewegung.

Der Tisch ist das Bett oder die untere Basis der Maschine. Hier werden die Fertigteile oder Werkstücke platziert. Bei anderen CNC-Bearbeitungsvorgängen werden Werkstücke auf der Planscheibe (Basis des Bearbeitungszentrums) durch Spannzangen, Schraubstöcke oder Futter gesichert. An einer Presse werden die Werkstücke durch das untere Werkzeug oder die Form auf dem Tisch fixiert.

Im Pressvorgang verbleiben die Werkstücke stationär im unteren Werkzeug, um geschmiedet zu werden.

Der Stößel wird auch als oberes Werkzeug bezeichnet. Er ist das bewegliche Element in einer Presse. Der Stößel bewegt sich auf und ab, um die Werkstücke zu pressen. Er senkt sich zum Tisch, bis oberes und unteres Werkzeug vollständig ineinandergreifen.

Sobald die beiden Werkzeughälften zusammen abdichten, werden die dazwischen liegenden Werkstücke entsprechend der Werkzeugkonfiguration verformt. Der Stößel kehrt nach Abschluss des Pressvorgangs in seine Ausgangsposition zurück.

Automatisierung der CNC-Presse

Zur Steuerung der Stößelbewegung an einer CNC-automatischen Presse wird entweder ein Hydraulikzylinder oder ein mechanisches System eingesetzt. Die mechanisch angetriebene Presse ist in der Industrie am weitesten verbreitet.

Unabhängig vom eingesetzten Antriebssystem wird die Leistungsabgabe von den computergesteuerten Einheiten kontrolliert. Da Präzision in der CNC-Bearbeitung erforderlich ist, werden Druck, Zeit und jeder mögliche Faktor vom Computer überwacht und gesteuert.

Mit dem Computersystem ist der gesamte Arbeitsprozess vom Materialzuführen bis zur Entnahme der Fertigteile hochautomatisiert. Menschliches Personal ist nur erforderlich, wenn das System justiert werden muss oder die Maschine gewartet oder repariert werden muss. Ziel der Implementierung der automatischen Presse ist die Minimierung von Fehlern, die durch menschliche Faktoren verursacht werden.