Rissbildung in Metallstanzteilen: Was sind die Ursachen und wie kann man sie verhindern?
Das Metallstanzen ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Bleche, Bänder, Rohre oder Profile mithilfe einer Presse und Formen unter Druck gesetzt werden. Dieser Prozess bewirkt eine plastische Verformung oder Trennung, wodurch Werkstücke mit der gewünschten Form und den gewünschten Abmessungen entstehen – sogenannte Stanzteile. Metallstanzteile finden breite Anwendung in verschiedenen Produkten wie Karosserien, Fahrgestellen, Kraftstofftanks, Kühlerlamellen, Instrumenten, Haushaltsgeräten, Büromaschinen und Werkzeugen. Die Herstellung und Verarbeitung von Metallstanzteilen umfasst mehrere Fertigungsprozesse. Fehlerhafte Handhabung während dieser Prozesse kann jedoch zu Defekten wie Rissen und Fehlausrichtungen führen und die Funktionalität der Produkte beeinträchtigen. Dieser Artikel analysiert die Ursachen von Rissen in Metallstanzteilen und schlägt vorbeugende Maßnahmen vor.
Ursachen für Risse in Metallstanzteilen
- Übermäßige lokale Zugspannung
Kommt es während des Herstellungsprozesses zu einer übermäßigen lokalen Zugspannung an Metallstanzteilen, können die inneren und äußeren Kräfte zu erheblichen lokalen Verformungen und Rissen führen.
- Unzureichende Umsetzung der Umformprozessparameter
Beim Umformungsprozess der Teile ist die richtige Abstimmung von Matrize, Blechhalter und den Teilen selbst entscheidend. Wird der Maschinendruck nicht rechtzeitig entsprechend den Prozessanforderungen angepasst, kann es zu Instabilitäten während des Betriebs und damit zu Rissen in den Stanzteilen kommen.
- Konstruktionsfehler bei Bördelformwerkzeugen
Die zum Bördeln verwendete Form dient einem doppelten Zweck für linke und rechte Komponenten. Da es sich bei dem Verfahren nicht nur um das Bördeln, sondern auch um das Formen handelt und die Teile besonders komplex sind und schmale, gebogene Oberflächen aufweisen, muss die Form über eine gleichmäßig konkave Matrize, einen Blechhalter und eine Formfläche verfügen. Bei Konstruktionsfehlern oder übermäßigen strukturellen Bedingungen in der Form kann es während des Formungsprozesses zu Rissen kommen.
- Eignung des Stanzöls für den Prozess
Stanzöl spielt eine entscheidende Rolle bei der Isolierung der Form und des Werkstücks während des Stanzvorgangs. Die Verwendung minderwertiger Öle wie Rapsöl, Maschinenbauöl, Recyclingöl und anderer nicht spezialisierter Produkte kann jedoch beim Stanzen zu einem sofortigen Riss des Ölfilms führen. Dies kann zu Kratzern, Graten und in schweren Fällen zu Rissen im Werkstück und Schäden an der Form führen.
Methoden zur Vorbeugung von Rissen in Metallstanzteilen
- Tiefziehverfahren für Metallstanzteile
Beim Tiefziehprozess sollte die Zugrichtung die Kontaktfläche zwischen Stempel und Blechhalter maximieren. Die Form und Kraft der Kante sollten den Widerstand gleichmäßig auf alle Teile des Materials verteilen, die Tiefe des Tiefziehens minimieren und Prozesslöcher und Ausschnitte einbeziehen.
- Strukturelles Design von Metallstanzteilen
Während der Entwurfsphase sollte jeder Radius der Ecken relativ groß sein und die tatsächliche Tiefe der Oberflächenform in Zeichenrichtung sollte gering und gleichmäßig sein. Die Form sollte möglichst einfach sein und Änderungen sollten möglichst reibungslos erfolgen.
- Formenbau für Metallstanzteile
Zu den wirksamen Maßnahmen bei der Formgestaltung zählen die Einarbeitung sinnvoller Tiefziehrippen, die Verwendung großer Formradien und die Sicherstellung angemessener Abstände zwischen Stempel und Matrize.
- Verwendung von speziellem Stanzöl
Durch die Verwendung hochwertiger Spezialstanzöle auf Basis von geschwefeltem Schmalz und geschwefelten Fettsäureestern können hervorragende Leistungen bei extremem Druck und Verschleißschutz erzielt werden. Durch die Freisetzung von Hochdruckmitteln während des Stanzens können Probleme wie Risse und Grate wirksam verhindert werden, wodurch die Oberflächenbeschaffenheit und Produktionseffizienz des Werkstücks deutlich verbessert und gleichzeitig die Gesamtproduktionskosten für das Unternehmen gesenkt werden.
Fazit
Bei der Herstellung von Stanzteilen können verschiedene Fehler und Mängel, darunter auch Risse, auftreten. Um diese Probleme zu vermeiden oder zu minimieren und so die Gesamtqualität der Produkte zu verbessern, ist es für die Fabrikmitarbeiter unerlässlich, durchdachte Konstruktionsmaßnahmen und sorgfältige Arbeitsabläufe zu gewährleisten. Indem sie die Ursachen beheben und vorbeugende Maßnahmen ergreifen, können Hersteller die Zuverlässigkeit und Funktionalität von Stanzteilen in vielfältigen Anwendungsbereichen sicherstellen.
