Stanzen (Metallbearbeitung) - Stamping (metalworking)

Kraftpresse mit festem Schrankenschutz

Stanzen (auch bekannt als Pressen ) ist der Prozess, bei dem flaches Blech in Roh- oder Spulenform in eine Stanzpresse eingelegt wird, wo ein Werkzeug und eine Matrizenoberfläche das Metall in eine Nettoform bringen. Das Stanzen umfasst eine Vielzahl von Fertigungsverfahren der Blechumformung, wie das Stanzen mit einer Maschinenpresse oder Stanzpresse , Stanzen , Prägen, Biegen, Bördeln und Prägen. Dies könnte ein einstufiger Vorgang sein, bei dem jeder Hub der Presse die gewünschte Form auf dem Blechteil erzeugt, oder könnte durch eine Reihe von Stufen erfolgen. Das Verfahren wird in der Regel auf Blechen durchgeführt , kann aber auch auf andere Materialien, wie beispielsweise Styropor , angewendet werden . Progressive Matrizen werden üblicherweise von einem Stahlcoil, einer Coilrolle zum Abwickeln des Coils zu einer Richtmaschine zugeführt, um das Coil zu nivellieren, und dann in einen Zuführer, der das Material in die Presse und die Matrize mit einer vorbestimmten Zuführlänge vorbewegt. Je nach Teilekomplexität kann die Anzahl der Stationen im Werkzeug bestimmt werden.

Das Stanzen erfolgt normalerweise auf kaltem Blech. Siehe Schmieden für Warmumformvorgänge.

Geschichte

Es wird angenommen, dass die ersten Münzen im 7. Jahrhundert v. Chr. Von den Lydern in der heutigen Türkei geprägt wurden. Bis 1550 blieb das Hämmern von Münzen die Hauptmethode der Münzherstellung. Marx Schwab in Deutschland entwickelte ein neues Prägeverfahren, bei dem bis zu 12 Männer ein großes Rad drehten, um Metall in Münzen zu pressen. In den 1880er Jahren wurde das Stanzverfahren weiter innoviert.

In den 1880er Jahren wurden Stanzteile für Massenfahrräder verwendet. Das Stanzen ersetzte das Gesenkschmieden und die maschinelle Bearbeitung, was zu stark reduzierten Kosten führte. Obwohl sie nicht so stark wie gesenkgeschmiedete Teile waren, waren sie von ausreichender Qualität.

1890 wurden gestanzte Fahrradteile aus Deutschland in die Vereinigten Staaten importiert. US-Firmen begannen dann, Stanzmaschinen von US-amerikanischen Werkzeugmaschinenherstellern maßanfertigen zu lassen. Durch Forschung und Entwicklung konnte Western Wheel die meisten Fahrradteile stanzen.

Mehrere Automobilhersteller haben das Stanzen von Teilen übernommen. Henry Ford widersetzte sich den Empfehlungen seiner Ingenieure, Stanzteile zu verwenden, aber als sein Unternehmen die Nachfrage mit Gesenkschmiedeteilen nicht befriedigen konnte, war Ford gezwungen, Stanzteile zu verwenden.

In der Geschichte des Metallstanzens, Schmiedens und Tiefziehens sind Pressen aller Art das Rückgrat der Metallherstellung. Die Prozesse werden weiter verbessert, indem mehr Metall in einem Pressenhub bewegt wird. Pressen und vernetzte Automatisierungsgeräte erhöhen die Produktionsraten, senken die Arbeitskosten und bieten mehr Sicherheit für die Arbeiter. In der heutigen Metallstanzumgebung können Steuerungen wie I-PRESS mit Connected Enterprise den Verlauf erfassen, Berichte senden oder die I-PRESS & Automation-Steuerung kann von Remote- oder Mobilgeräten aus angezeigt werden. Ein neuer Trend beim Sammeln von Informationen über die heutige Produktion für historische Daten.

Betrieb

  • Biegen - Das Material wird entlang einer geraden Linie verformt oder gebogen.
  • Bördeln - das Material wird entlang einer gekrümmten Linie gebogen.
  • Prägen - das Material wird in eine flache Vertiefung gedehnt. Wird hauptsächlich zum Hinzufügen von dekorativen Mustern verwendet. Siehe auch Repoussé und Jagen .
  • Stanzen - ein Stück wird aus einem Bogen des Materials geschnitten, normalerweise um einen Zuschnitt für die weitere Verarbeitung herzustellen.
  • Prägen - ein Muster wird in das Material komprimiert oder gequetscht. Traditionell verwendet, um Münzen zu machen.
  • Ziehen - Die Oberfläche eines Rohlings wird durch kontrollierten Materialfluss in eine andere Form gestreckt. Siehe auch Tiefziehen .
  • Dehnen - Die Oberfläche eines Rohlings wird durch Spannung vergrößert, ohne dass sich die Kante des Rohlings nach innen bewegt. Wird oft verwendet, um glatte Karosserieteile herzustellen.
  • Bügeln - das Material wird entlang einer vertikalen Wand gequetscht und in der Dicke reduziert. Wird für Getränkedosen und Patronenhülsen verwendet.
  • Reduzieren/Einschnüren - wird verwendet, um den Durchmesser des offenen Endes eines Gefäßes oder Röhrchens allmählich zu verringern.
  • Curling - Verformen des Materials zu einem röhrenförmigen Profil. Türscharniere sind ein gängiges Beispiel.
  • Säumen – eine Kante über sich selbst falten, um die Dicke zu erhöhen. Die Kanten von Autotüren sind normalerweise gesäumt.

Das Lochen und Schneiden kann auch in Stanzpressen durchgeführt werden. Das progressive Stanzen ist eine Kombination der oben genannten Verfahren, die mit einem Satz von Matrizen in einer Reihe durchgeführt wird, durch die ein Materialstreifen einen Schritt nach dem anderen durchläuft.

Schmiermittel

Der Tribologie- Prozess erzeugt Reibung, die die Verwendung eines Schmiermittels erfordert , um die Werkzeug- und Matrizenoberfläche vor Kratzern oder Festfressen zu schützen. Das Schmiermittel schützt auch Blech und Fertigteil vor dem gleichen Oberflächenabrieb und erleichtert den elastischen Materialfluss, wodurch Risse, Risse und Falten verhindert werden. Für diese Aufgabe stehen verschiedene Schmierstoffe zur Verfügung. Sie umfassen Trockenfilme auf Pflanzen- und Mineralölbasis, tierische Fette oder Schmalz, Graphit-, Seifen- und Acryl-basierte Trockenfilme. Die neueste Technologie in der Branche sind synthetische Schmierstoffe auf Polymerbasis, die auch als ölfreie Schmierstoffe oder ölfreie Schmierstoffe bekannt sind . Der Begriff Schmiermittel auf Wasserbasis bezieht sich auf die größere Kategorie, die auch traditionellere Verbindungen auf Öl- und Fettbasis umfasst.

Simulation

Die Simulation der Blechumformung ist eine Technologie, die den Prozess des Blechstanzens berechnet und häufige Fehler wie Risse, Falten, Rückfederung und Materialausdünnung vorhersagt. Die auch als Umformsimulation bekannte Technologie ist eine spezifische Anwendung der nichtlinearen Finite-Elemente-Analyse . Die Technologie hat viele Vorteile in der Fertigungsindustrie , insbesondere in der Automobilindustrie , wo Vorlaufzeit, Kosten und schlanke Fertigung entscheidend für den Erfolg eines Unternehmens sind.

Jüngste Untersuchungen des Aberdeen-Forschungsunternehmens (Oktober 2006) haben ergeben, dass die effektivsten Hersteller mehr Zeit mit der Simulation verbringen und die Früchte gegen Ende ihrer Projekte ernten.

Die Stanzsimulation wird verwendet, wenn ein Blechteilkonstrukteur oder Werkzeughersteller die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Herstellung eines Blechteils ohne die Kosten für die Herstellung eines physischen Werkzeugs beurteilen möchte. Durch die Stanzsimulation kann jeder Prozess der Blechumformung in der virtuellen Umgebung eines PCs zu einem Bruchteil der Kosten eines physischen Tryouts simuliert werden.

Die Ergebnisse einer Stanzsimulation ermöglichen es den Konstrukteuren von Blechteilen, sehr schnell alternative Konstruktionen zu bewerten, um ihre Teile für eine kostengünstige Fertigung zu optimieren.

Mikrostempelung

In diesem Abschnitt geht es um den industriellen Herstellungsprozess. Informationen zur Ballistik-Stanztechnologie und den dazugehörigen Gesetzen finden Sie unter Microstamping .

Während das Konzept der Stanzblechkomponenten traditionell auf der Makroebene konzentriert hat (zB Fahrzeug-, Flugzeug- und Verpackungsanwendungen), der anhaltende Trend der Miniaturisierung hat die Forschung in Mikroformen Stanzen angetrieben. Von der frühen Entwicklung von Mikrostanzmaschinen Anfang bis Mitte der 2000er Jahre bis hin zur Entwicklung und Erprobung einer Mikrobiegemaschine an der Northwestern University in den 2010er Jahren wird weiterhin an Mikrostanzwerkzeugen als Alternative zu Zerspanung und chemischem Ätzen geforscht . Beispiele für Anwendungen des Mikrostanzens von Blechen umfassen elektrische Verbinder, Mikromaschen, Mikroschalter, Mikrobecher für Elektronenkanonen , Armbanduhrkomponenten , tragbare Gerätekomponenten und medizinische Geräte . Allerdings müssen Schlüsselfragen wie Qualitätskontrolle, Großserienanwendung und die Notwendigkeit einer Materialforschung zu mechanischen Eigenschaften angegangen werden, bevor die Technologie in vollem Umfang umgesetzt wird.

Branchenspezifische Anwendungen

Metallstanzen kann aufgrund ihrer einzigartigen Metallbearbeitungseigenschaften für eine Reihe von Anwendungen in einer Vielzahl von Branchen auf eine Vielzahl von Materialien angewendet werden. Das Stanzen von Metall kann aufgrund ihrer anwendungsspezifischen Vorteile die Umformung und Verarbeitung unedler unedler Metalle zu seltenen Legierungen erfordern. Einige Branchen erfordern die elektrische oder thermische Leitfähigkeit von Berylliumkupfer in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der Elektro- und Verteidigungsindustrie oder der hochfesten Anwendung von Stahl und seinen vielen Legierungen für die Automobilindustrie.

Industries Metallstanzen wird verwendet für:

Siehe auch

Fußnoten

Verweise

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