Stanzteile - Wissenswertes über den Fertigungsprozess
Der Fertigungsprozess von Stanzteilen mit praxisnahem Fachwissen einfach erklärt.
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Stanzteile - Definition, Fertigung und Maschinen
Was sind Stanzteile? Wie erfolgt die Fertigung? Welche Maschinen kommen zum Einsatz und was für Werkstoffe sind zum Stanzen geeignet? Antworten auf diese und weitere Fragen finden Sie hier leicht verständlich erklärt.
Definition von Stanzteilen
Stanzteile sind Produkte aus plattenförmigen Werkstoffen mit beliebigen Formen und Konturen. Gerade auf dem Gebiet der Blechbearbeitung ist die Herstellung von Stanzteilen fester Bestandteil des Fertigungsprozesses, da Blechteile oft mit einer hohen Anzahl von immer wiederkehrenden Formelementen wie z.B. Aussparungen gefertigt werden müssen. Dabei machen schnelle Bearbeitungszeiten und eine gleichbleibend hohe Qualität, auch bei großen Stückzahlen, das Stanzen zu einer unverzichtbaren Basistechnologie. Typische Beispiele sind Halterungen, Klammern, Unterlegscheiben, Dichtungen oder Verbindungselemente, welche mittels Stanzen gefertigt werden.
Funktionsweise der Stanztechnik
Stanzen oder auch Scherenschneiden ist ein spanloses Trennverfahren zum Durchtrennen von Metall, Pappe oder Leder. Der Bearbeitungsprozess erfolgt meist auf CNC-gesteuerten Maschinen mit Werkzeugen, welche exakt der gewünschten Form und Größe der Stanzteile entsprechen. Dabei befindet sich der Werkstoff während des Stanzvorgangs zwischen den beiden Werkzeugen und wird durch das Herunterfahren des Stempels zum Gegenstück, der Matrize, in einem Hub durchtrennt. Dabei bewegen sich die Kanten von Stempel und Matrize parallel zueinander und verformen durch die Berührung des Stempels das Material, bevor aufgrund der hohen Spannungskräfte entlang der Schnittkontur bricht.
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Gängige Blechwerkstoffe für Stanzteile
Beim Stanzen kommen vor allem Feinbleche aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Messing zum Einsatz. Stahl wird häufig wegen seiner hohen Festigkeit verwendet, während Aluminium durch sein geringes Gewicht und gute Umformbarkeit überzeugt. Kupfer und Messing werden bevorzugt, wenn eine gute elektrische Leitfähigkeit oder Korrosionsbeständigkeit gefragt ist. Jedes Material beeinflusst die benötigte Stanzkraft, den Werkzeugverschleiß und die erreichbare Präzision. Die Blechdicken liegen dabei zwischen 0,1 mm und etwa 6 mm. Dünne Bleche ermöglichen sehr feine Konturen und enge Toleranzen, sind jedoch empfindlicher gegenüber Verzug. Dickere Bleche erfordern höhere Presskräfte und robustere Werkzeuge, bieten dafür aber mehr Stabilität des Bauteils. In Bezug auf die Genauigkeiten können beim Stanzen Maßtoleranzen im Bereich von ±0,05 mm bis ±0,1 mm erreicht werden, abhängig von Material, Blechdicke und Werkzeugqualität.
| Material | max. Blechdicke | Genauigkeiten | Merkmale |
|---|---|---|---|
| Stahl | ca. 6,0 mm | ± 0,05 – ± 0,1 mm | hohe Festigkeit, kostengünstig, gut für Serienfertigung |
| Edelstahl | ca. 4,0 mm | ±0,05 – ±0,1 mm | korrosionsbeständig, zäh, höherer Werkzeugverschleiß |
| Aluminium | ca. 5,0 mm | ±0,05 – ±0,1 mm | leicht, gut umformbar, geringe Stanzkraft |
| Kupfer | ca. 3,0 mm | ±0,05 – ±0,1 mm | sehr gute elektrische Leitfähigkeit, weich |
| Messing | ca. 3,0 mm | ±0,05 – ±0,1 mm | gute Korrosionsbeständigkeit, dekorative Oberfläche |
Werkzeuge für die Fertigung von Stanzteilen
Stanzwerkzeuge sind zentrale Elemente in der Blechbearbeitung und bestimmen Qualität, Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit des Stanzprozesses. Sie bestehen in der Regel aus einem Ober- und Unterteil, wobei der Stempel das Blech durch die Matrize drückt und so die gewünschte Kontur erzeugt. Je nach Anwendung kommen einfache Schneidwerkzeuge oder komplexe Folge- und Verbundwerkzeuge zum Einsatz, mit denen mehrere Arbeitsschritte in einem Hub durchgeführt werden können. Sie bestehen meist aus hochfestem Werkzeugstahl, da sie eine hohe Verschleißfestigkeit und Standzeit bieten, die durch Hartmetalle oder beschichtete Oberflächen optimiert werden kann.
| Stanzwerkzeug | Merkmale / Anwendungen |
|---|---|
| Werkzeuge ohne Führung | Werkzeuge ohne Führung kommen meist zum Ausschneiden großer Scheiben oder geringen Stückzahlen zum Einsatz. Dabei wird der Stempel gegenüber der Matrize nicht im Werkzeug geführt, sondern durch den Stößel der Presse. |
| Werkzeuge mit Führung | Werkzeuge mit einer Plattenführung werden für die Herstellung von Stanzteilen in kleinen und mittleren Serien eingesetzt und der Stempel wird durch eine mit der Schneidplatte fest verbundene Führungsplatte geführt. |
| Folgeschneidwerkzeuge | Mit Folgeschneidwerkzeugen werden Werkstücke mit einem Werkzeug in mehreren Arbeitsschritten gefertigt. Dabei wird das Werkstück zuerst vorgelocht und anschließend aus dem Blechstreifen ausgeschnitten. |
| Gesamtschneidwerkzeuge | Gesamtschneidwerkzeuge werden für die Fertigung von Stanzteilen in großen Stückzahlen eingesetzt, bei welchen die Lagetoleranzen von Außenform und Innenform jeweils sehr gering ist. |
| Feinschneidwerkzeuge | Feinschneidwerkzeuge garantieren die Herstellung von Stanzteilen mit einer hohen Maßgenauigkeit und rechtwinkligen Schnittflächen mit einer perfekten Oberflächenqualität. |
| Folgeverbundwerkzeuge | Mit diesen Werkzeugen sind Schneid- und Umformarbeiten in einem Arbeitsgang möglich. So sind Folgeverbund-Werkzeuge ideal für Stanzteile mit anspruchsvollen Konturen geeignet. |
Aufbau und Konstruktion einer Stanzmaschine
Stanzmaschinen sind spezielle Werkzeugmaschinen, mit welchen sich Stanzteile manuell oder CNC-gesteuert herstellen lassen. Man unterscheidet dabei zwischen manuellen, mechanischen, hydraulischen und CNC-gesteuerten Stanzmaschinen. Manuelle Stanzmaschinen werden vor allem für einfache Anwendungen und Kleinserien eingesetzt, da das Werkstück von Hand eingelegt und der Stanzhub manuell ausgelöst wird. Mechanische und hydraulische Stanzmaschinen ermöglichen deutlich höhere Presskräfte und sind für die Serienfertigung geeignet. Hydraulische Systeme bieten dabei eine gleichmäßige Kraftübertragung, während mechanische Maschinen besonders hohe Hubzahlen erreichen. Moderne CNC-Stanzmaschinen arbeiten hochautomatisiert und verfügen über präzise Positioniersysteme, Werkzeugrevolver und automatische Werkzeugwechsel. Dadurch lassen sich komplexe Bauteile mit hoher Wiederholgenauigkeit und kurzen Rüstzeiten fertigen. Ergänzend kommen zunehmend kombinierte Stanz-Laser-Maschinen zum Einsatz, die Stanzen und Laserschneiden in einem Prozess vereinen. Insgesamt zeichnen sich Stanzmaschinen durch hohe Produktivität, Wirtschaftlichkeit und konstante Qualität aus.
Die Vorteile der Stanzbearbeitung
Stanzen zählt zu den wirtschaftlichsten und effizientesten Fertigungsverfahren in der Blechbearbeitung. Einer der größten Vorteile liegt in der hohen Produktivität, da Stanzprozesse sehr kurze Taktzeiten ermöglichen und sich besonders gut für die Serien- und Massenfertigung eignen. Einmal eingerichtete Stanzwerkzeuge erlauben die Herstellung großer Stückzahlen bei gleichbleibender Qualität. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Maß- und Wiederholgenauigkeit. Durch präzise gefertigte Werkzeuge lassen sich enge Toleranzen einhalten, was gerade für funktionale Bauteile von großer Bedeutung ist. Gleichzeitig überzeugt Stanzen aufgrund minimalen Verschnitts mit optimaler Materialeffizienz.
- Vielfältige Konturen und Umformungen
- Keine thermische Beeinflussung
- Wirtschaftliche und flexible Fertigung
- Qualität auch bei großen Stückzahlen
Beispiele für den Einsatz von Stanzteilen
Stanzteile sind in vielen Bereichen wichtige Funktionskomponenten. Gerade in der Automobil- oder Elektroindustrie, wo Bauteile in großen Mengen und mit engen Toleranzen gefordert sind, kommen Stanzteile als Karosseriebleche, Halterungen, Verstärkungen, Kontaktfedern, Abschirmbleche, Steckkontakte oder Leiterrahmen oft zur Anwendung. Im Maschinenbau werden sie oft als Abdeckungen, Montageplatten, Befestigungswinkel oder Distanzbleche eingesetzt. Durch die Kombination aus Wirtschaftlichkeit, Vielseitigkeit und Präzision lassen sich Stanzteile an unterschiedlichste Anforderungen anpassen und effizient in großen wie auch mittleren Serien exakt nach Vorgabe fertigen.
- Beschläge und Winkel
- Bauteile für Wärmetauscher
- Trägerelemente und Halterungen
- Leiterplatten und Elektrokontakte
Fragen zum Thema „Stanzteile“
Was sind Stanzteile?
Stanzteile sind flache Blechteile mit einer eckigen, runden oder komplexen Form, welche aus Feinblechen mit einem Stanzwerkzeug ausgestanzt werden.
Stanzen ist ein wichtiges Trennverfahren der Blechbearbeitung und beruht auf der Scherenschneidtechnik. Der Stanzvorgang erfolgt mit einem zweiteiligen Schneidwerkzeug, dessen untere Form der des Stanzstempels entspricht. Die auszustanzende Form wird dabei von den oberen und unteren Schneidkanten des Stanzwerkzeugs eingekerbt und formgenau ausgeschnitten.
Ja, es gibt verschiedene Stanzverfahren wie Schneiden, Lochen, Feinstanzen, Biegen und Tiefziehen, die je nach Bauteilgeometrie eingesetzt werden. Sie unterscheiden sich vor allem in Funktionsweise, erreichbarer Genauigkeit und Oberflächenqualität.
Die Herstellung von Stanzteilen erfolgt aus Blechtafeln im Dickenbereich von 0,5 bis 12 mm. Dabei können Werkstücke aus allen gängigen Blechwerkstoffen wie Stahl, Aluminium oder Edelstahl sicher ausgestanzt werden.
Die Genauigkeiten beim Stanzen sind von der jeweiligen Blechdicke abhängig und liegen im Bereich von ± 0,075 mm bis ± 0,3 mm.
Stanzteile werden meist in großen Serien gefertigt für zahlreiche Anwendungen gefertigt. Typische Beispiele sind Halteklammern, Unterlegscheiben, Dichtungen, Stanzgitter oder auch Felgen.
Die Kosten für die Herstellung von Stanzteilen sind von der jeweiligen Blechsorte, Materialdicke, technischem Arbeitsaufwand und der Bestellmenge abhängig. Die Kosten liegen dabei zwischen einigen Cent bis zu 10 Euro und mehr.
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