Verbund- und Folgeverbundwerkzeuge für die Stanzteilproduktion

Für die moderne Fertigungsindustrie hat sich das Stanzen als unverzichtbare Methode zur kostengünstigen Herstellung präziser Metallkomponenten etabliert. Kernstück des Stanzprozesses sind Verbund- und Folgeverbundwerkzeuge, die eine höhere Produktivität, höhere Genauigkeit und breitere Verarbeitungsmöglichkeiten ermöglichen. Das Verständnis von Design, Funktionsweise, Anwendung und Unterschieden von Verbund- und Folgeverbundwerkzeugen ist für Hersteller, die effiziente Aluminium Stanzverfahren.

Was sind Zusammengesetzte stirbt

Verbundmatrizen sind Metallstanzwerkzeuge, die verschiedene Bearbeitungsvorgänge an einem Werkstück ausführen können. Dies unterscheidet sich deutlich von der Arbeit mit einer Standard-Metallmatrize, bei der jeweils ein Arbeitsgang ausgeführt wird. Verbundmatrizen teilen die Prozesse des Formens, Stanzens und Lochens in einen Schritt auf, um die Gesamtgenauigkeit in der Produktion zu erhöhen.

Arbeitsprozess

Dieses Diagramm zeigt, wie eine zusammengesetzte Matrize mehrere Vorgänge in einem einzigen Presshub ausführt, und betont dabei Effizienz und Präzision.

Schritt	Beschreibung
1. Blechplatzierung	Zwischen dem oberen und unteren Teil der Verbundmatrize wird ein Metallblech positioniert.
2. Einleitung des Presshubs	Die Presse senkt sich und bringt den Stempel mit dem Blech in Kontakt.
3. Gleichzeitige Operationen	Mehrere Vorgänge wie Stanzen, Lochen oder Formen werden gleichzeitig in einem einzigen Hub ausgeführt.
4. Teiletrennung	Das Formteil wird vom Blech getrennt, Abfall verbleibt in der Matrize.
5. Teileentfernung	Das fertige Teil wird ausgeworfen oder aus der Matrize entfernt und ist bereit für den nächsten Prozess oder die nächste Montage.

Vorteile

• Verbesserte Produktivität: In einem Hub werden mehrere Vorgänge abgeschlossen, wodurch die Zykluszeit drastisch reduziert wird.
• Hohe Genauigkeit: Die Vorgänge werden abgeschlossen, während sich das Teil in einer stationären Position befindet, wodurch genaue Abmessungen gewährleistet werden.
• Untere Manipulation: Minimale Werkstückbewegungen verringern die Gefahr von Schäden oder Fehlausrichtungen.
• Kostengünstig für einfache Teile: Für Teile, die zwei oder drei Arbeitsgänge erfordern, sind Verbundwerkzeuge oft günstiger und einfacher als Folgeverbundwerkzeuge.

Einschränkungen

• Begrenzte Komplexität: Sie sind für komplexe Teile, die viele aufeinanderfolgende Vorgänge erfordern, ungeeignet.
• Teil Size REinschränkung: Größere Werkstücke werden unhandlich und lassen sich nur schwer in einer einzigen Matrize handhaben und ausrichten.
• Wartungsprobleme: Eine Fehlausrichtung oder Abnutzung eines Vorgangs wirkt sich auf alle Vorgänge aus und erfordert daher eine sorgfältige Wartung und Einstellung.
• Reduziert Design FFlexibilität: Eine Designänderung am Teil wird wahrscheinlich größere Auswirkungen haben als eine Designänderung an der Matrize selbst.

Was sind Folgeverbundwerkzeuge

Folgeverbundwerkzeuge sind Stanzwerkzeuge zur effizienten Herstellung komplexer Metallteile. Sie werden in der Massenproduktion eingesetzt, wobei der Metallstreifen durch eine Reihe von Stationen geführt wird und jedes Werkzeug seine voreingestellten Operationen in einer bestimmten Reihenfolge ausführt.

Arbeitsprozess

Dieses Diagramm zeigt wie Folgeverbundwerkzeuge ein Teil schrittweise formen und so mehrere aufeinanderfolgende Vorgänge für komplexe Komponenten ermöglichen bei gleichzeitiger Beibehaltung hoher Effizienz und Konsistenz.

Schritt	Beschreibung
1. Metallstreifenzufuhr	Ein durchgehender Metallstreifen wird in die Folgeform eingeführt.
2. Erster Stationsbetrieb	Die erste Station führt einen Vorgang wie das Stanzen oder Schneiden der Kontur des Teils durch.
3. Sequentielle Stationsoperationen	Der Streifen wird schrittweise vorgeschoben und jede nachfolgende Station führt einen bestimmten Vorgang wie Durchstechen, Biegen, Formen oder Trimmen aus.
4. Progressive Formgebung	Das Werkstück wird beim Durchlaufen aller Stationen schrittweise umgeformt, wobei jedes Merkmal an der dafür vorgesehenen Station fertiggestellt wird.
5. Auswerfen des fertigen Teils	Nach dem Durchlaufen aller Stationen wird das fertig geformte Teil vom Streifen getrennt und entfernt, während der verbleibende Streifen oder Abfall weiter durch die Matrize läuft.

Vorteile

• High Efficiency : Es verkürzt die Zykluszeit bei der Produktion großer Mengen durch mehrere aufeinanderfolgende Vorgänge an einem durchgehenden Streifen.
• Fähigkeit zur Herstellung komplexer Teile: Es können komplizierte Komponenten mit mehreren geometrischen Merkmalen wie Löchern, Biegungen, Beschnitten und anderen hergestellt werden.
• Konsistenz und Wiederholbarkeit: Eine einheitliche Qualität aller Teile wird sichergestellt, da jede Arbeitsstation einen definierten Vorgang ausführt.
• Optimierter Materialeinsatz: Durch die effektive Streifenanordnung wird weniger Material verschwendet und mehr verwendet.
• Reduzierte Handhabung: Es erhöht die Sicherheit und Geschwindigkeit, da die manuelle Arbeit durch das automatisierte Zuführsystem reduziert wird.

Einschränkungen

• Hoch Werkzeuginvestition: Aufgrund der komplizierten und komplexen Form ist die Investition für die mehrstufige Form hoch.
• Setup-Ausrichtung: Die Qualität der gesamten Produktionscharge kann durch eine Fehlausrichtung an einer der Stationen negativ beeinflusst werden.
• Nicht ideal für kleine Produktionsläufe: Kleine Produktionsläufe führen aufgrund der hohen Einrichtungsinvestitionen oft zu Verlusten.
• Einschränkungen hinsichtlich der Teilegröße: Teile mit großen Abmessungen oder unregelmäßiger Form, die mit unbegrenzter kontinuierlicher Streifenzufuhr angepasst werden müssen, passen nicht.

Hauptunterschiede zwischen Verbund- und Folgeverbundwerkzeugen

Funktion	Zusammengesetzte stirbt	Progressive Matrizen
Operationen pro Hub	Mehrere Arbeitsgänge in einem einzigen Pressenhub	Ein Vorgang pro Station; nacheinander ausgeführt
Teilekomplexität	Geeignet für einfache Teile mit wenigen Merkmalen	Behandelt komplexe Teile mit mehreren Funktionen
Produktionsgeschwindigkeit	Mittel bis hoch, abhängig von der Teilekomplexität	Großserienproduktion durch kontinuierliche Streifenzufuhr
Intralogistik	Minimal, Teil bleibt während des Betriebs an Ort und Stelle	Erfordert eine präzise Streifenzufuhr durch alle Stationen
Werkzeugkosten	Niedriger für einfache Designs	Höher aufgrund mehrerer Stationen und Komplexität
Genauigkeit und Konsistenz	Hoch für einfache Teile	Hoch für komplexe Teile; konsistent für alle Teile
Wartung	Einfacher, aber eine Fehlausrichtung wirkt sich auf alle Vorgänge aus	Komplex; eine Fehlausrichtung in einer Station wirkt sich auf den gesamten Lauf aus
Beste Anwendung	Kleine bis mittlere, einfache Teile	Großvolumige, komplexe Teile mit zahlreichen Funktionen

Wichtige Faktoren bei der Wahl zwischen Verbund- und Folgeverbundwerkzeugen für die Herstellung von Stanzteilen

Die Wahl der richtigen Matrize ist wichtig für die Maximierung der Effizienz, die Gewährleistung von Präzision und die Minimierung der Kosten bei der Herstellung von Stanzteile aus Metall.

• Teilekomplexität

Die Komplexität des Teils ist entscheidend. Stanzwerkzeuge eignen sich am besten für weniger komplexe Teile, bei denen mehrere Arbeitsschritte in einem Presshub durchgeführt werden können. Diese Werkzeuge eignen sich gut für Teile mit wenigen Merkmalen wie kleinen Löchern, kleinen Biegungen oder einfachen Formen. Folgeverbundwerkzeuge werden für komplexere Teile verwendet, die mehrere Arbeitsschritte in der Abfolge von Lochen, Formen, Biegen und Beschneiden erfordern.

• Produktionsvolumen

Ein weiterer entscheidender Faktor ist die Produktionsmenge. Dank der Vielseitigkeit der Konstruktion von Fin-Stamp-Werkzeugen können diese aufgrund der verkürzten Zykluszeit des Werkzeugs in mittleren bis hohen Stückzahlen einfacher Teile eingesetzt werden. Folgeverbundwerkzeuge eignen sich für die Produktion sehr hoher Stückzahlen, da die Teile in einem durchgehenden Streifen angeordnet und von den Werkzeugen nacheinander verarbeitet werden können. Bei sehr kleinen Produktionsläufen sind Fin-Stamp-Werkzeuge aufgrund der geringeren Werkzeuginvestitionen wirtschaftlicher.

• Präzision und Toleranzen

Die Auswahl der Werkzeuge richtet sich nach den Präzisionsanforderungen des fertigen Teils. Einfache Teile werden mit Verbundwerkzeugen in einem Arbeitsgang in großen Stückzahlen gefertigt, da sie die meiste Zeit mit hohen Handhabungs- und Ausrichtungsfehlern verbringen. Bei komplexen Teilen erreichen Folgeverbundwerkzeuge maximale Genauigkeit durch die Kontrolle zahlreicher Merkmale und Abmessungen in großen Produktionsläufen.

• Materialhandhabung und Abfallreduzierung

Die Effizienz der Materialhandhabung sowie die Genauigkeit im Materialeinsatz sind von größter Bedeutung. Verbundwerkzeuge reduzieren die Handhabungszeit bei hohen Werkstückmengen, da sie stationär sind. Folgeverbundwerkzeuge automatisieren die Zuführung und Produktion in einer Hochflusssequenz durch optimierte Anordnungen und geringere Ausschussmengen.

• Werkzeugkosten und Wartung

Auch die Werkzeugkosten und die Kosten für die Systemwartung spielen eine Rolle. Bei Verbundwerkzeugen sind komplexe Konstruktionen aufgrund mehrerer Stillköpfe und kontrollierter Hübe mit hohen Kosten und Ausrichtungsverlusten verbunden. Folgeverbundwerkzeuge sind komplexe Verbundwerkzeuge und erfordern höhere Investitionen, sind aber aufgrund der gleichbleibenden Produktionsgenauigkeit effizient und risikoarm. Und sie vereinfachen die Produktion großer Stückzahlen komplizierter Teile erheblich.

• Teilegröße und -form

Auch die Größe und Form der Teile werden berücksichtigt. Verbundmatrizen eignen sich nur für kleinere und unkomplizierte Teile. Sehr große oder ungewöhnlich geformte Teile eignen sich hingegen besser für andere Verfahren. Manche Matrizen verarbeiten Teile, die stufenweise als Streifen zugeführt werden. Besonders große oder ungewöhnlich geformte Teile stellen jedoch selbst bei geringerer Zufuhr eine Herausforderung für die Streifenzufuhr und die Stationsausrichtung dar. 

Zusammenfassung

Sowohl Verbund- als auch Folgeverbundwerkzeuge sind bemerkenswerte Werkzeuge, die eine Massenproduktion von Metallstanzteilen für das Rückgrat der modernen Industrie ermöglichen.

• Für flache Teile, die präzise sind und bei denen Genauigkeit entscheidend ist, das Volumen ist überschaubar, Verbindung Matrizen werden empfohlen.
• Folgeverbundwerkzeuge sind für Teile mit hohem und komplexem Volumen vorgesehen die die anfänglich hohe Investition nach längerer Nutzung wieder wettmachen. 

Fazit

Verbund- und Folgeverbundwerkzeuge sind für die Metallstanzbearbeitung unerlässlich. Die Auswahl des richtigen Werkzeugtyps hängt von der Komplexität des Teils, der zu produzierenden Menge und der erforderlichen Präzision ab. Das Verständnis der Unterschiede zwischen Werkzeugen und ihren Anwendungen kann dem Hersteller eine höhere Produktivität, niedrigere Kosten und hochwertige Qualität zu liefern maßgeschneiderte Stempeln Teile.