Ratgeber
Das Stanzen ist ein Verfahren, bei dem Flachteile hergestellt werden. Es kann für die unterschiedlichsten Materialien wie Blech, Pappe oder Leder genutzt werden. Erfahren Sie in diesem Ratgeber, wie genau das Stanzen funktioniert, welche Rolle Matrizen dabei spielen und was für Alternativen es zum Stanzen gibt.
Die Matrize ist ein Bestandteil des eigentlichen Stanzwerkzeuges. Dieses besteht neben der Matrize noch aus einem dazu passenden Stempel. Dabei stellt der Stempel die Innenform dar, die perfekt in die Öffnung der Matrize gleiten kann. Beide Teile gehören gewöhnlich zu einer Maschine (Presse), die den für den Stanzvorgang nötigen Druck erzeugt. Hierbei kann es sich entweder um eine maschinelle oder um eine von Hand betriebene Presse handeln.
Beim Stanzen befindet sich das zu bearbeitende Material, beispielsweise ein Stahlblech, zwischen Stempel und Matrize. Durch den Stempel wird nun Druck auf das Blech ausgeübt, wodurch dieses sich im ersten Schritt verformt. Bei steigendem Druck fährt der Stempel in die Matrize ein, durchtrennt dabei das Material mit einem Scherschnitt und hinterlässt ein nahezu gratfreies Loch. Der ausgestanzte Materialüberschuss fällt nach unten aus dem Werkzeug heraus. Anschliessend fährt der Stempel in die Ausgangsposition zurück und die Stanzmaschine ist bereit für einen neuen Arbeitsgang.
Die Matrize ist das Gegenstück zum Stempel.
Beim Stanzen wird durch das aus Stempel und Matrize bestehende Stanzwerkzeug eine feste Form vorgegeben. Ist das Stanzwerkzeug etwa für das Stanzen eines 70 Millimeter Lochs gedacht, lässt sich damit auch nur diese Grösse stanzen. Für eine andere Grösse ist ein Wechsel des Werkzeugs erforderlich (Rüstzeit). Komplexe Formen lassen sich mit einer Stanze grundsätzlich nicht realisieren. Das sogenannte Nibbeln ermöglicht dagegen einen Schnittverlauf, der vom Werkzeug unabhängig ist. Damit eignet sich das Verfahren auch für komplexe Formen. Um diese zu erzeugen, kann sich das Werkzeug drehen und in alle Richtungen bewegen, eine Rüstzeit entfällt dabei.
Eine moderne Form des Stanzverfahrens ist das CNC-Stanzen. Das Arbeitsprinzip bleibt im Wesentlichen gleich. Es wird ebenfalls ein Stanzwerkzeug, das aus Stempel und Matrize besteht, genutzt, um mittels Scherschnitt ein Flachteil herzustellen. Während beim herkömmlichen Stanzen nach jedem Stanzvorgang ein Materialvorschub erfolgen muss, können bei einer CNC-Stanze 100 oder mehr Löcher in einem Arbeitsgang in eine Blechtafel gestanzt werden. Dabei erreicht die CNC-Maschine bei jedem einzelnen Loch eine gleichbleibend hohe Qualität.
Gegenüber dem konventionellen Stanzen weist das CNC-Stanzen einige gravierende Vorteile auf: Neben dem vollautomatischen Arbeitsablauf kommt es beim CNC-Stanzen zu einem deutlich geringeren Verschleiss an den Bauteilen der Maschine. Das zieht wiederum eine erhebliche Reduktion der laufenden Kosten nach sich. Die Nachteile der modernen CNC-Stanzen liegen im höheren Aufwand bei der Programmierung. Diese muss zudem äusserst penibel durchgeführt werden, damit das Ergebnis am Ende auch den qualitativen Ansprüchen genügt. Zu guter Letzt ist die Anschaffung einer CNC-Stanze natürlich kostenintensiver, als das bei einer herkömmlichen Stanze der Fall ist.
Das Stanzen ist speziell mit hochmodernen CNC-Stanzen auch bei hohen Stückzahlen wirtschaftlich. Das Verfahren eignet sich allerdings nur bedingt bei porösen und besonders harten Materialien. Als Alternative zum Stanzen können das Laserstrahlschneiden sowie das Wasserstrahlschneiden dienen.
Beim Wasserstrahlschneiden wird das zu bearbeitende Material mit einem fokussierten Wasserstrahl geschnitten. Der benötigte Wasserdruck liegt zwischen 1000 und 4000 bar. Mit dieser Methode können unter anderem Stahl, Edelstahl, Kunst- und Verbundstoffe bearbeitet werden. Das Schneiden mit Wasser gilt als besonders schonend für das Material. Geschnittene Löcher oder Kanten bedürfen in der Regel keiner Nachbearbeitung, was zu einer Einsparung von Zeit und Kosten führt.
Das Schneiden mittels Laser ist, mit Ausnahme von reflektierenden Oberflächen, für nahezu jedes Material geeignet. Selbst Holz und Kunststoff lassen sich so bearbeiten. Edelstahl kann bis zu einer Plattenstärke von 50 Millimetern geschnitten werden, während es bei Edelstahl 40 Millimeter und bei Aluminium 25 Millimeter sind. Das Schneiden mit Laser ist äusserst präzise und ermöglicht enge Toleranzen. Wie beim Wasserstrahlschneiden ist in den meisten Fällen keine Nachbearbeitung der Schnittkanten nötig.
Warum darf das Material beim Laserschneiden keine reflektierende Oberfläche haben?
Bei einem Laser handelt es sich um einen gebündelten Lichtstrahl. Eine reflektierende Oberfläche kann im schlimmsten Fall zu einer Rückreflexion führen, die den Strahl zurück in die Maschine lenkt und dort zu schwerwiegenden Beschädigungen führt.
Was versteht man unter einer Rotationsstanze?
Bei einer normalen Hubstanze ist das aus Stempel und Matrize bestehende Stanzwerkzeug, abgesehen von der Hubbewegung, unbeweglich. Die Rotationsstanze verfügt dagegen über rotierende Rollen, auf denen sowohl Stempel als auch Matrize angebracht sind. Bei einer normalen Stanze muss bei jedem Stanzvorgang eine Pause beim Materialvorschub eingelegt werden, dies ist bei einer Rotationsstanze nicht nötig. Somit kann eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden. Rotationsstanzen eignen sich primär für dünne und weichere Materialien wie Pappe, Textilien oder dünne Bleche.