Kaltumformmaschinen: Drahtformung bei Raumtemperatur

Was ist eine Kaltumformmaschine?

Eine Kaltumformmaschine (auch Kaltwalzprofiliermaschine) ist für Kaltfließen und Umformen von Draht unter hohem Druck bei Raumtemperatur ausgelegt. Der Draht wird auf gewünschte Länge geschnitten und in den Werkzeugbereich gefördert, durchläuft nacheinander eine Reihe von Werkzeugen (Matrizen). Auch als Kaltfließpressmaschine oder Kaltfließpresse bekannt.

Formbare Materialien variieren in Durchmesser und Länge. Allgemeine Kaltumformmaschinen: Materiallänge 2 mm bis 30 cm+, Drahtdurchmesser 0,2–5 cm. Mit vielfältigen Werkzeugen und Matrizen für Metallformgebung – wählbar: nur kleine Materialmengen durch Piercen/Trimmen abscheren.

Funktionsweise einer Kaltumformmaschine

Bei korrekter Werkstückpositionierung beginnt die Maschine, obere Formmatrizen, untere Matrizen oder Formplatten mit hohem Druck gegen die Metallteile zu drücken. Anschließend werden Metalle gepresst zur Primärform, dann durch Werkzeugserie weiter geformt – behalten Form nach Entnahme.

Während des Kaltumformprozesses werden Metalle bis zur Elastizitätsgrenze, aber nicht über die Zugfestigkeit hinaus beansprucht – sonst Bruch. Maschine meist horizontal, gesamter Prozess bei Raumtemperatur – offensichtlichster Unterschied zu Warm-/Heißumformung.

Pressen, Biegen, Ziehen, Scheren – verschiedene Umformtechniken in Kaltumformmaschinen – sind einfacher und kosteneffizienter als in Heißbearbeitungsmaschinen.

Zuführ- und Förderertypen variieren, Wahl hängt von Verwendungszweck und Metalltyp ab. Kaltumformmaschinen sind in vielen Branchen beliebt – breit eingesetzt für Auto- und Maschinenkomponentenproduktion.

Warum Kaltumformen?

Kaltumformen ist das am weitesten verbreitete Umformverfahren für bessere Oberflächengüte, bessere Dimensionskontrolle, geringere Kosten durch Wegfall von Erhitzung und sauberere Prozesse. Im Gegensatz zu anderen Schneidverfahren, die ebenfalls Formen Ziel haben, entsteht beim Kaltumformen kein Span.

Definition: Kaltumformen = Pressen und Formen ohne kontinuierliches Erhitzen und Hochtemperaturbetrieb, auch kein Erhitzen des Ausgangsstücks. „Kalt“ und „ohne Erhitzen“ schließen Glühen nicht aus – Wärmebehandlung zur Duktilitätserhöhung, Härteabbau. Glühen meist in Zwischenschritten der Kaltumformung.

Verglichen mit Warm-/Heißumformen: Kaltumformen hat höhere Dimensionsgenauigkeit. Keine Zunder/Spanbildung – Kontamination eliminiert/minimiert. Ohne Span reduziert Kaltumformen Abfall durch Nahe-Nettoform-Werkzeuge. Rohmaterialeinsparung wird enormer Vorteil – besonders bei Großserien kaltumgeformter Teile oder teuren Metallen (Gold, Nickel, Kupfer, Tantal, Palladium).

Rohmaterialgewicht typisch max. 22 kg. Gängige Maschinen: < 5 kg. Geeignete Metalle: Legierte Stähle, Kohlenstoffstähle, Aluminium, Messing, Kupfer, Blei, Nickelstähle, Bronze, Edelmetalle.

Ein weiterer Vorteil: Prozess spart nicht nur Material, sondern verkürzt Bearbeitungszeit erheblich. Produktionszyklus bei Kaltumformen viel schneller – besonders an Mehrstationen. Diese und oben genannte Vorteile machen Kaltumformmaschinen zu beliebten Umformgeräten.

Nachteile von Kaltumformmaschinen

Trotz vieler Vorteile: Kaltumformen weniger geeignet für Kunststoffformung – aufgrund Fließeigenschaften braucht Bediener höhere Drücke. Erfordernis härterer Matrizen und schwererer Maschinen macht Kaltumformen nur für Massenfertigung relativ einfacher Formen geeignet. Bei kundenspezifischen Profilen: erreichbare Formungsgrade begrenzt vs. andere Zerspanungsmethoden.

Ein weiterer Nachteil: elastisches Federrückverhalten nach Bearbeitung und Entnahme. Metalle mit niedriger Duktilität weniger geeignet für Kaltmetallumformung.