Präzisions-Metallstanzen: So wählen Sie das richtige Verfahren, Material und den richtigen Lieferanten für Ihre Teile

Dein   Von Bauteilen wird erwartet, dass sie nicht nur konstruktionstechnisch, sondern auch technisch einwandfrei sind. Darüber hinaus müssen sie über Jahre hinweg zuverlässig funktionieren. Durch Metallstanzen lassen sich hauchdünne Bleche zu hochpräzisen Teilen verarbeiten, die identisch sein und in großen Stückzahlen von Zehntausenden pro Stunde gefertigt werden müssen – bei Toleranzen von nur ±0,025 mm. Dass Automobilhersteller, Gerätehersteller sowie Unternehmen der Medizin- und Luftfahrtindustrie regelmäßig auf Metallstanzen setzen, beweist, dass dieses Verfahren hohe Standards erfüllt und gleichzeitig kostengünstig ist.

Der Markt für Metallstanzteile weltweit, Der Wert lag zuletzt bei über 270,39 US-Dollar .   Milliarde Außerdem scheint der Sektor zu wachsen, da immer mehr Branchen nach Möglichkeiten suchen, Waren schnell und zuverlässig herzustellen. Gerade für Einsteiger in die Fertigung ist die Auswahl des richtigen Verfahrens, des passenden Materials und des richtigen Lieferanten eine echte Herausforderung. Dieser Leitfaden soll Ihnen alle wichtigen Informationen liefern, die Sie benötigen, untermauert mit konkreten Zahlen und Normen.

Was ist Präzisionsmetallstanzen?

Grob gesagt, bezeichnet Präzisions-Metallstanzen den Vorgang, bei dem eine mechanische oder hydraulische Presse in Kombination mit einem speziell angefertigten Werkzeug Bleche oder Spulen in die gewünschte Form bringt. Die Presskraft reicht von unter 20 Tonnen für kleine Verbinder bis über 1.000 Tonnen für große Karosserieteile. Ein einzelnes Werkzeug kann Dutzende ähnlicher Teile pro Tag mit einer Abweichung (Abweichung vom Referenzmaß in Zoll) im Bereich von wenigen Tausendstel Zoll herstellen. Die Genauigkeit der Stanzteile lässt sich in nahezu jedem Prozessschritt überprüfen.

Nahezu alle hochpräzisen Bauteile erfordern eine enge Maßhaltigkeit im Bereich von ±0,001 bis ±0,005 Zoll. Diese extreme Präzision ermöglicht den Einsatz des Stanzens zur Herstellung von Teilen, die später zu größeren Baugruppen zusammengefügt werden.

Wenn diese Teile nicht richtig passen, kann das gesamte System später ausfallen. Daher ist Stanzen definitiv die beste Methode, wenn es auf Genauigkeit ankommt.

Gängige Stanzverfahren

Bei der Wahl eines bestimmten Fertigungsverfahrens berücksichtigt der Hersteller Faktoren wie die Geometrie des Bauteils, die Materialart und die benötigte Stückzahl. Einige typische Beispiele sind:

• Stanzen: Bei diesem Verfahren wird in einem einzigen Arbeitsgang eine flache Form aus einem Blech ausgestanzt. Es handelt sich dabei oft um den ersten Stanzschritt in einer längeren Stanzserie.
• Durchstechen: Nach dem Durchstechen mit demselben Werkzeug an derselben Station, an der das Ausstanzen erfolgt, entstehen im Werkstück Löcher, Schlitze und Kerben.
• Biegen: Mit Hilfe eines Stempels und einer Matrize wird das Metall in den gewünschten Winkeln gebogen, wobei auch die während der Werkzeugentwicklung durchgeführten Rückfederungsberechnungen berücksichtigt werden.
• Tiefziehen: Flaches Metall wird durch eine Reihe von Ziehsteinen ohne Nähte oder Schweißnähte tief in eine hohle Form gezogen.
• Folgeverbundstanzen: Ein Metallstück, das in einem einzigen Arbeitsgang sechs bis zwanzig oder mehr Stationen durchläuft, reduziert sowohl den Arbeitsaufwand als auch die Produktionszeit.

• Feinstanzen: Dieses Verfahren wird in einer Feinstanzpresse mit drei Stempel- und Matrizensätzen (Drei-in-Einsatz) durchgeführt, um flache Teile mit glatter, geschnittener Kante und Abmessungen zu formen, die näher an der Zeichnung liegen als beim Standardstanzen. Das Verfahren wird häufig zur Herstellung von Teilen für Zahnräder und Kupplungsscheiben eingesetzt.

Wo   Diese Teile tauchen auf

Gestanzte Metallteile sind in Produkten verborgen, mit denen Sie täglich in Berührung kommen. Sie finden sich beispielsweise in:

• Pkw und Lkw, von den Sitzhalterungen über die Karosserieteile bis hin zu den Batteriegehäusen (bei Elektrofahrzeugen)
• Elektronische Bauteile wie Steckerstifte, EMV-Abschirmungen und Batteriekontakte
• Medizinische Geräte, wie z. B. chirurgische Instrumententeile und Implantatkomponenten aus chirurgischem Edelstahl.
• Haushaltsgeräte, von der Ofensteuerung bis zu Trommelteilen für Waschmaschinen.
• Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, die ein geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit erfordern, werden häufig nach den Qualitätsstandards AS9100 gefertigt.

Die Wahl des richtigen Materials für Ihre Metallstanzteile

Das gewählte Metall bestimmt die Leistungsfähigkeit Ihres Bauteils, seine Haltbarkeit und die Kosten pro Einheit. Bei einer falschen Wahl erhalten Sie Bauteile, die unter Belastung reißen, schnell rosten und deutlich mehr kosten, als für die Anforderungen gerechtfertigt ist.

Gängige Metalle für die Stanztechnik

Hier ein genauerer Blick auf gängige Materialien, ihre Güteklassen und wo sie jeweils am besten eingesetzt werden.

Zu   Wählen Sie Ihr Basismaterial und überlegen Sie, wofür Ihr Bauteil verwendet wird und wo es nach der Fertigung gelagert wird. Die Einwirkung von Feuchtigkeit, Salz oder Reinigungsmitteln ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Entscheidung, ob Edelstahl 304 oder 316 diese Anforderungen am besten erfüllt. Für ein leichtes Bauteil wie einen Drohnenrahmen oder eine Halterung für die Luft- und Raumfahrt empfiehlt sich Aluminium 5052 oder 6061. Wenn die Leitfähigkeit oder Korrosionsbeständigkeit der Schraube wichtiger ist als ihre reine Festigkeit, sind Kupfer und Messing die ideale Wahl.

Dicke und Oberflächenbeschaffenheit spielen ebenfalls eine Rolle.

Die Materialwahl hängt nicht allein von der Metallart ab. Die Blechdicke reicht von weniger als 0,127 mm (0,005 Zoll) dünner Folie bis hin zu dicken Platten mit über 6,35 mm (0,25 Zoll). Die Dicke beeinflusst sowohl die Festigkeit als auch das Verhalten des Metalls beim Formen. Die Oberflächenbeschaffenheit hat einen großen Einfluss auf die Verschleißfestigkeit und die Optik nach dem Einpassen des Werkstücks. Hier einige gängige Oberflächenbehandlungen:

• Durch die Pulverbeschichtung erhält das Metallteil eine farbenfrohe, robuste und kratzfeste Oberfläche.
• Die Verzinkung, die üblicherweise gemäß der ASTM-Norm B633 durchgeführt wird, schützt die Stahlbauteile vor Rost.
• Durch Anodisieren erhalten Aluminiumteile eine harte und korrosionsbeständige Oberfläche.

• Passivierung von Edelstahlbauteilen: Diese Behandlung wird gemäß der ASTM-Norm A967 durchgeführt, um die Korrosionsbeständigkeit des Materials nach der Bearbeitung wiederherzustellen.
• Polieren oder Bürsten: Dieses Verfahren wird für Teile angewendet, die ein sauberes Aussehen und eine gleichmäßige Oberfläche erfordern.

Wie Sie den Prozess an Ihr Teil anpassen

Das zu fertigende Bauteil muss hinsichtlich Form, Volumen und Budget vorgegeben sein. Durch die Abstimmung des Stanzverfahrens auf diese drei Aspekte können Sie während der gesamten Auftragsdauer niedrige Kosten und ein hohes Qualitätsniveau gewährleisten.

Folgeverbundstanzen

Dieses Verfahren eignet sich gut für Teile, die in Stückzahlen von Zehntausenden oder Hunderttausenden pro Jahr gefertigt werden. Das Blech durchläuft mehrere Stationen, die alle in demselben Werkzeug angeordnet sind. Jede Station ist für unterschiedliche Bearbeitungsschritte zuständig, wie z. B. Schneiden, Stanzen, Biegen oder Umformen eines Bauteils.

Sobald das Blech fertig ist, ist das Bauteil vollständig oder nahezu fertig. Auch wenn diese Folgeverbundwerkzeuge in der Anschaffung höhere Kosten verursachen, amortisiert sich die Investition durch eine deutliche Reduzierung der Stückkosten nach einer gewissen Produktionszeit.

Tiefziehprägung

Bauteile mit einer relativ tiefen Struktur, wie beispielsweise Batteriegehäuse, Sensorgehäuse oder Flüssigkeitsbehälter, erfordern Tiefziehen. Beim Tiefziehen wird das flache Metallblech durch mehrere Pressen oder Ziehstationen in eine Form gezogen und so nahtlos und ohne Kanten geformt. Dieses Verfahren ist besonders stabil, da keine Nähte oder Verbindungsstellen vorhanden sind, die unter Druck oder Vibrationen brechen könnten.

Kleinserien vs. Großserienproduktion

Manche Projekte sind nicht komplex genug, um vollständige Folgeverbundwerkzeuge zu erfordern. Für kleinere Serien können Sie sich für einfache, kostengünstigere Werkzeuge entscheiden, die sich für die Kleinserienfertigung oder sogar die Musterherstellung bis zu 10.000 Teilen eignen. Bei großen Produktionsserien können die Werkzeugkosten durch die Fertigung von Hunderttausenden oder sogar Millionen von Bauteilen kompensiert werden, wodurch die Stückkosten nahezu auf die Kosten der Rohstoffe zuzüglich einer geringen Gewinnspanne sinken.

Besprechen Sie mit Ihrem Lieferanten, welche Mengen und Absatzmengen Sie von Jahr zu Jahr erwarten, und bedenken Sie, dass diese Entscheidung den Preis und den Liefertermin stärker beeinflussen kann als jede andere.   Faktor.

Auswahl   Ein Metallstanzlieferant, dem Sie vertrauen können

Egal wie hoch man in puncto Produktqualität und Produktionsprozess auch sein mag, all das wäre nutzlos, wenn man keinen guten Lieferanten fände, der die Waren pünktlich liefern, präzise arbeiten und einem sogar einen Nachweis erbringen kann, falls etwas schiefgeht.

Bevor Sie die endgültige Vereinbarung treffen, sollten Sie Folgendes beachten:

• Zertifikate : Die Zertifizierung nach ISO 9001:2015 bedeutet, dass Sie nach grundlegenden Qualitätsstandards zertifiziert sind; für den größten Teil der Automobilindustrie ist die IATF 16949 unerlässlich; für Teile aus der Luft- und Raumfahrtindustrie benötigen wir eine Zertifizierung nach AS9100.
• Eigene Werkzeugherstellung: Wenn ein Lieferant einen Satz Formen herstellen und warten sowie diese vor Ort reparieren kann, kann er die Probleme nahezu sofort lösen.
• Qualitätskontrollen: Geben Sie sich nicht mit einer Sichtprüfung am Ende zufrieden; suchen Sie nach statistischer Prozesskontrolle, Erstmusterprüfberichten und Daten von Koordinatenmessgeräten.
• Materialrückverfolgbarkeit: Erstklassige Lieferanten sind in der Lage, alle ihre Metallchargen (Coils) bis zur Zertifizierung des Walzwerks zurückzuverfolgen.
• Transparente Lieferzeiten: Ein seriöser Lieferant wird Ihnen niemals eine ungefähre Lieferzeit nennen, die er aufgrund dringender Termine nicht einhalten kann. Es geht um Vertrauen.
• Offene Kommunikation: Sie werden sich sicher fühlen, wenn Sie von einem Ingenieur betreut werden, der Ihre Fragen beantworten und sie mit dem erforderlichen Detaillierungsgrad und ohne jegliche Zurückhaltung erläutern kann.

Du   Sie können Ihre Entscheidung nach einer Musterprüfung, einer Erstmusterprüfung oder einem Werksbesuch treffen. Weitere Informationen darüber, wie das Unternehmen auf Konstruktionsänderungen, Werkzeugverschleiß oder unvorhergesehene Probleme während der Produktion reagiert, erhalten Sie durch ein Gespräch mit einem seiner Ingenieure.

Schlussbetrachtung

Präzisions-Metallstanzen ermöglicht die schnelle und wiederholgenaue Fertigung von Teilen, die strengen Spezifikationen entsprechen und gleichzeitig kostengünstig sind. Die optimale Auswahl von Verfahren, Material und Oberflächenbearbeitung hängt von der Teilegeometrie, der Stückzahl und den Einsatzbedingungen nach der Montage ab. Ein Lieferant mit den entsprechenden Zertifizierungen, eigener Werkzeugfertigung und nachweislich hoher Qualität beweist, dass das gesamte Projekt von der ersten Angebotserstellung bis zum Versand effizient abgewickelt werden kann.

Sie benötigen Teile, die auf Anhieb fehlerfrei und ohne Nachbearbeitung gefertigt werden? Besuchen Sie Fortuna Metalle Um sich über unsere Stanzmöglichkeiten zu informieren, ein Angebot anzufordern oder sich für Ihr nächstes Projekt an unser Ingenieurteam zu wenden .

Häufig gestellte Fragen

1. Was ist die typische Toleranz für Präzisions-Metallstanzteile?

Die meisten Werkstätten können Toleranzen von mindestens ±0,001 Zoll und maximal ±0,005 Zoll gewährleisten, abhängig von der Größe des Bauteils und der Materialstärke.

2. Wie viel kostet ein Stanzwerkzeug?

Je nach Komplexität des Bauteils können die Kosten für ein Folgeverbundwerkzeug zwischen einigen Tausend Dollar und Zehntausenden von Dollar für komplexe Mehrstationenwerkzeuge liegen.

3. Wie hoch ist die Mindestbestellmenge für kundenspezifische Metallstanzteile ?

Kleinserien-Stanzverfahren eignen sich für Losgrößen bis zu 10.000 Stück. Folgeverbundwerkzeuge hingegen sind sinnvoll, wenn das Jahresvolumen über 50.000 Einheiten liegt.

4. Welches Metall ist bei Stanzteilen am rostbeständigsten?

Die Edelstahlsorten 304 und 316 weisen eine gute Beständigkeit gegenüber Salz, Chemikalien, Feuchtigkeit und Rost auf.

5. Wie lange dauert es, bis ich ein Angebot für die Stanzarbeiten und die ersten Teile erhalte?

Wir erstellen Ihnen in der Regel innerhalb weniger Tage ein Angebot, während die ersten Teile neu gefertigter Stanzwerkzeuge je nach Werkzeugherstellungszeit zwischen 2 und 8 Wochen fertig sein können.