"Faszination Blech": Stanzen, Nibbeln, Umformen (Kapitel 5)

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1 Bürstentische verhindern Laufspuren auf der Blechunterseite. Während der Bearbeitung wird das Blech auf dem Maschinen- tisch bewegt. In empfindlichen Materialien können die Metall- kugeln der Kugelrolltische deutliche Laufspuren erzeugen. Bürstentische schaffen Abhilfe. Auf den Kunststoffbürsten gleitet die Blechtafel leichter. Allerdings verschleißen die Kunststoffbürsten und müssen regelmäßig gereinigt werden, weil sich Öl und Späne festsetzen können. Manchmal kommt es vor, dass ein Stanzbutzen nicht nach unten durch die Matrize fällt, sondern nach oben gezogen wird und schräg darin hängen bleibt. Er ragt dann über die Matrize hinaus und kann das Blech verkratzen. Um dies zu verhindern, gibt es zwei Wege. Der eine: die Stanzbutzen- absaugung, die den Butzen nach unten wegsaugt. Der zweite: Butzenrückhaltematrizen, die kleine Nuten in den Schnitt- flächen enthalten. Beim Stanzen fließt etwas Material in die Nuten. Bleibt der Stanzbutzen am Stempel hängen, klemmt er in den Nuten fest und wird nicht mit nach oben gezogen. 1 Gratfrei | Der Grat ist ein typisches Merkmal beim Stanzen und Nibbeln. An der unteren Kante der Stanzung bleibt etwas Material stehen und bildet einen fühlbaren Rand, den so genannten Grat. Er kann unterschiedlich groß ausgebildet sein und ist meist so scharf, dass Verletzungsgefahr besteht. Außerdem stört er beim Verbinden zweier Kanten oder beim Lackieren. Deshalb werden Stanzteile häufig entgratet, bevor sie weiterverarbeitet werden. Wer den Grat reduzieren will, kann den Schnittspalt zwischen Stempel und Matrize verkleinern. Dies ist allerdings verbunden mit höheren Stanzkräften und einer kürzeren Standzeit der Werkzeuge. Maschinen- und Werkzeughersteller arbeiten an Lösungen, die möglichst gratfreie Teile versprechen. Eine Lösung besteht darin, den Grat mit speziellen Werkzeugen umzuformen. Eine andere Möglichkeit sind Entgrateinrichtungen in der Maschine. Sie erzeugen allerdings Späne. Butzenrückhaltematrize: Nuten verhindern, dass der Stanzbutzen am Stempel haften bleibt und mit nach oben gezogen wird. GEHT’S AUCH ETWAS LEISER? Zur Geräuschkulisse in der Fertigungshalle trägt die Stanz- maschine einen wesentlichen Anteil bei. Um die Bediener zu entlasten und die Stanzmaschine leiser zu machen, gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder man durchstanzt das Material langsamer mit der Softpunch-Funktion oder man verwendet so genannte Whispertools (zu Deutsch: Flüsterwerkzeuge). Sanft stanzen – Softpunch | Wenn der Stempel das Werkstück mit voller Geschwindigkeit durchstanzt, bricht das Metall mit einem lauten Knall. Abhängig vom Material lässt sich die Lautstärke um bis zu 80 Prozent reduzieren, wenn der Stempel langsamer durch das Blech bricht. Deshalb wird die Geschwindigkeit während des Stanzhubes geregelt. Sensoren im Stanzkopf erkennen am Öldruck, wann der Stempel die Blechoberfläche berührt. Ab da fährt er mit reduzierter Geschwindigkeit weiter, bis er das Blech durchtrennt hat. �� Normaler Stanzhub mit voller Geschwindigkeit (links) und sanfter Stanzhub mit geregelter Geschwindigkeit (rechts) �� Dezibel versus Höreindruck Whispertools und geringere Durchstanzgeschwindigkeiten reduzieren den Geräuschpegel von Stanzmaschinen erheblich, zum Beispiel von 90 auf 80 Dezibel (A). Das klingt zunächst nicht sehr beeindruckend. Die Messskala ist jedoch logarithmisch eingeteilt – wie die von Erdbebenstärken. Für den Höreindruck eines Menschen bedeuten deshalb 10 Dezibel weniger eine Verringerung der Lautstärke um circa 50 Prozent. Flüsternde Werkzeuge | Whispertools haben eine angeschrägte Fläche, im Gegensatz zu anderen Stempeln, die gerade Flächen haben. Die angeschrägten Stempelflächen vermindern das Stanzgeräusch um bis zu 50 Prozent durch den so genannten ziehenden Schnitt: Der Stanzbutzen wird von einer Seite her kontinuierlich herausgetrennt. Stempel mit gerader Fläche treffen hingegen flächig auf das Blech und trennen ihn von allen Seiten gleichzeitig heraus. Ein weiterer Vorteil: Whispertools benötigen weniger Schneidkraft bei gleichen Stempelabmessungen. Das macht sie auch für die Bearbeitung dicker, hochfester und zäher Werkstoffe attraktiv. Andererseits erhöht die schräge Stempelfläche die Hublänge. Dadurch verlängert sich der Arbeitsprozess geringfügig. Außerdem ist die Nachschleiflänge etwas kürzer als bei Stempeln mit gerader Fläche. Der Stempel kann deshalb nicht so oft nachgeschliffen werden. Dank der angeschrägten Flächen stanzen Whispertools deutlich leiser. 116 | Stanzen, Nibbeln, Umformen 117
Stanzen oder Laser? Oder beides? VERFAHREN IM WETTSTREIT Welches Verfahren eignet sich besser für die Flachbearbeitung? Laserschneiden oder Stanzen? Diese Frage wird oft gestellt, lässt sich aber selten eindeutig beantworten. Klar ist die Antwort nur dann, wenn sich das Blechteil, das gefertigt werden soll, nur auf der einen Maschine ferti- gen lässt. Bei Teilen, die Umformungen wie Gewinde oder Durchzüge enthalten, fällt die Wahl auf die Stanzmaschine. Bei filigranen und komplexen Konturen und Blechdicken über 8 Millimeter kommt nur die Laserschneidmaschine in Frage. In allen anderen Fällen müssen mehrere Faktoren berücksichtigt und gegeneinander abgewogen werden: • Material und Materialdicke • Verfügbarkeit von Maschine und Werkzeugen • Qualität der Schnittkanten • Termin, Kosten, Losgröße • Automatisierung • Bearbeitungszeit Laserschneiden | Der Laserstrahl ist ein flexibles Werkzeug, das vor keiner noch so komplexen Kontur Halt macht. Auch hochfeste Werkstoffe, die sich nicht mehr stanzen lassen, weil sie die Werkzeuge zu stark beanspruchen, trennt der Laser problemlos. Lasergeschnittene Kanten zeichnen sich durch ihre hohe Qualität und ihre geringe Rautiefe aus. Besondere Bedeutung hat der Laser bei der Bearbeitung von Stählen: Baustahlbleche mit Dicken von über 30 Millimetern und Edelstahlbleche bis zu einer Dicke von 25 Millimetern schneidet der Laser anstandslos. Aber auch stark reflektierende Metalle wie Kupfer oder Messing und Metalle mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Aluminium können in mittleren Blechdicken bearbeitet werden. Buntmetalle werden meist mit Festkörperlasern geschnitten. Ein weiteres Unterscheidungskriterium ist die Automatisierbarkeit. An der Stanzmaschine können die gefertigten Teile einfacher entladen und sortiert werden als an der Laserschneidmaschine. Denn beim Laserschneiden beträgt der Schnittspalt zwischen Teil und Restgitter nur einige Zehntelmillimeter. In höheren Blechdicken können sich daher Teile verhaken. 1 2 1 Typische Laserteile mit komplexen und filigranen Konturen 2 Typisches Stanzteil mit Umformungen Werkstoffe und Dicken Stanzen, Nibbeln, Umformen Laserschneiden Baustahl bis circa 8 Millimeter bis circa 30 Millimeter (abhängig von der Laserleistung) Edelstahl bis circa 8 Millimeter bis circa 25 Millimeter (abhängig von der Laserleistung) Aluminium bis circa 8 Millimeter bis circa 15 Millimeter (abhängig von der Laserleistung) Kunststoffe bedingt, falls nicht zu spröde oder zu labil im Prinzip ja, wegen der Entstehung toxischer Gase allerdings problematisch Kanten Einzugradius vorhanden, abhängig vom Werkzeug und vom Material keiner Rautiefe gering gering; kleiner 100 Mikrometer Winkligkeit ergibt sich aus dem Schnitt- und Bruchanteil, ist abhängig von der Schnittspaltbreite annähernd senkrecht; kleiner 0,1 Millimeter bei einer Materialdicke von 10 Millimetern Wärmebeeinflussung keine ja, Einhärttiefe: 0,1 bis 0,2 Millimeter; Oxidschicht beim Schneiden mit Sauerstoff Gratbildung vorhanden, abhängig von Werkzeug, Material und Schmiermittel in der Regel kein Grat Nacharbeiten in der Regel nicht notwendig, vom Einsatz des Teils abhängig in der Regel nicht notwendig Lackierbarkeit problemlos Nach dem Schneiden mit Sauerstoff muss die Oxidschicht an der Kante mechanisch entfernt werden. Konturen und Formen minimale Stegbreite etwa Materialdicke etwa die 0,5- bis 1-fache Materialdicke kleinste Kontur etwa Materialdicke etwa die 0,4- bis 1-fache Materialdicke Breite der Trennfuge mindestens Materialdicke, abhängig von der Werkzeugbreite, typisch 3 bis 5 Millimeter Materialverzug Verzug möglich bei hohem Zerstanzungsgrad gering etwa 0,2 bis 0,3 Millimeter Umformungen möglich nicht möglich Kennzeichnen ja, durch Prägen und Signieren; lackierfest ja, durch thermisches Abtragen oder Anlassen; nicht lackierfest Auf einen Blick: Stanzen und Laserschneiden im Vergleich 134 | Stanzen, Nibbeln, Umformen 135
Seite 1: Die Tücken des Verfahrens meistern

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