CNC-Stanzen: Wie erfolgt dieses?
In der Blechbearbeitung zählt das CNC-Stanzen zu den am weitesten verbreiteten Verfahren. Es wird vor allem eingesetzt, um Löcher, Langlöcher, Formen und Ausschnitte herzustellen, wobei die Prozesssteuerung vollständig CNC-gesteuerten Maschinen übertragen ist.
Was ist CNC-Stanzen und wie funktioniert es
Das CNC-Stanzen ist ein Verfahren, mit dem sich Material aus einem flachen Blech lokal verformen oder entfernen lässt, und zwar durch das Zusammenwirken von Stempel und Matrize. Der Stempel fährt mit vertikaler Kraft nach unten, dringt in das Material ein und drückt es in die darunterliegende Matrize: Das Ergebnis ist je nach Form des verwendeten Werkzeugs ein Loch, ein Langloch oder eine Kontur mit sauberen Rändern.
Was diese Technologie vom manuellen Stanzen unterscheidet, ist der Grad der Kontrolle: Bei der CNC-Variante hängen die Positionierung des Blechs, die Wahl des Werkzeugs und die Abfolge der Stanzungen nicht vom direkten Eingreifen des Bedieners ab, sondern werden von einer Software gesteuert, die jeden einzelnen Hub präzise programmiert. Die Maschinen verfügen in der Regel über Werkzeugrevolver, in denen standardisierte Werkzeuge – Stempel, Matrizen und Niederhalter in Standard- oder Sonderform – montiert sind. Sie werden je nach eingestelltem Programm automatisch ausgewählt, und das Programm wird seinerseits auf Grundlage der Zeichnung des Bauteils erstellt.
So lassen sich im selben Fertigungszyklus und ohne manuellen Werkzeugwechsel unterschiedliche Geometrien auf demselben Blech herstellen: runde Löcher, Langlöcher, individuelle Formen oder komplexe Gitter.
Hinzu kommt das Nesting-Programm, das es ermöglicht, aus einer Blechtafel im Standardformat die größtmögliche Anzahl an Teilen zu gewinnen und so den Rohmaterialverbrauch zu optimieren.
Die Vorteile des CNC-Stanzens
Der erste Vorteil ist die Fertigungsflexibilität. Da die Bearbeitungen direkt anhand der Zeichnung des Kunden programmiert werden, führen etwaige Konstruktionsänderungen zu Aktualisierungen des Maschinenprogramms, ohne dass ein eigenes Werkzeug angefertigt werden muss.
Dadurch eignet sich das CNC-Stanzen besonders für kleine und mittlere Serien, für den Prototypenbau und für Projekte, bei denen sich die Geometrie des Bauteils noch weiterentwickeln kann.
Der zweite Vorteil ist die Präzision: Die numerische Steuerung ermöglicht enge Toleranzen und eine gleichbleibende Wiederholgenauigkeit von Teil zu Teil. Das ist eine grundlegende Anforderung, wenn Bauteile austauschbar sein oder mit anderen Teilen montiert werden müssen.
Der dritte ist die Ausführungsgeschwindigkeit bei sich wiederholenden Lochungen: Bei Löchern und Formen, die sich mehrfach am selben Teil wiederholen, ist das CNC-Stanzen in der Regel schneller als ein thermisches Trennverfahren wie das Laserschneiden, vor allem bei hohen Stückzahlen.
Schließlich lassen sich mit dem Stanzen auch dreidimensionale Verformungen am Blech erzielen, etwa Noppen oder Senkungen. Diese Arbeitsgänge kann ein trennendes Schneidverfahren nicht ausführen. Hinzu kommt die Möglichkeit, mit Spezialwerkzeugen Gewinde zu formen sowie kleine Biegungen auszuführen.
CNC-Stanzen nach Werkstoff
Die Wahl der Stanzparameter, insbesondere des Stanzspalts zwischen Stempel und Matrize, ändert sich je nach bearbeitetem Werkstoff und Blechdicke.
CNC-Stanzen von Stahl und Aluminium
Stahl, insbesondere Edelstahl, erfordert wegen seiner höheren mechanischen Festigkeit eine größere Stanzkraft sowie Maschinen, die einen sauberen Schnitt gewährleisten und Schnittgrate auch bei anspruchsvolleren Dicken auf ein Minimum reduzieren. Minifaber bietet einen CNC-Stanzservice für Stahl und Edelstahl mit Maschinen, die speziell für diese Art von Werkstoff ausgelegt sind.
Aluminium hingegen ist ein verformbarer Werkstoff mit geringerer mechanischer Festigkeit als Stahl. Das macht das Stanzen im Hinblick auf die erforderliche Kraft einfacher, aber nicht weniger heikel. Gerade wegen seiner Verformbarkeit kann ein falscher Stanzspalt zwischen Stempel und Matrize zu Graten oder unerwünschten Verformungen an den Kanten führen. Minifaber bearbeitet Aluminium mit CNC-Maschinen, die so kalibriert sind, dass auch bei komplexen Geometrien korrekte Schnitte gelingen.
CNC-Stanzen von Eisen
Eisen gehört zu den am häufigsten verwendeten Werkstoffen beim Stanzen, auch in vorverzinkter und vorlackierter Ausführung. Diese Bearbeitung wird vor allem in den unterschiedlichsten Branchen nachgefragt: von der Elektromechanik über die Gasverteilung bis hin zu Vending und Energieversorgern, wo gestanzte Eisenbauteile breite Anwendung finden.
CNC-Stanzen von Kupfer
Kupfer ist wie Aluminium ein verformbarer Werkstoff, der nur eine geringe Stanzkraft erfordert. Das ermöglicht feine, präzise Bearbeitungen, verlangt aber besondere Aufmerksamkeit, um Verformungen und Grate an den gestanzten Kanten des Teils zu vermeiden.
Wann das CNC-Stanzen die richtige Wahl ist
Das CNC-Stanzen ist die am besten geeignete Lösung, wenn das Bauteil zahlreiche Löcher, Langlöcher oder Formen erfordert, die sich auf demselben Blech wiederholen, vor allem bei mittleren bis großen Serien, bei denen die Geschwindigkeit des Prozesses die Produktionszeiten entscheidend beeinflusst. Es ist außerdem die effizienteste Wahl, wenn die Produktionsmengen die Anfertigung eines eigenen Werkzeugs noch nicht rechtfertigen oder wenn das Projekt Änderungen erfahren kann. Es genügen dann Aktualisierungen des Maschinenprogramms, um die Bearbeitung an eine neue Zeichnungsrevision anzupassen, ohne die Kosten und den Zeitaufwand eines neuen Rüstens.
Sind hingegen die Produktionsmengen hoch, die Geometrie des Bauteils langfristig stabil und wird maximale Wiederholgenauigkeit bei sehr großen Serien verlangt, wird die Kaltumformung mit eigenem Werkzeug auf lange Sicht in der Regel zur wirtschaftlichsten Lösung.
Der Maschinenpark von Minifaber für das CNC-Stanzen
Minifaber wurde im Lauf der Jahre von zahlreichen nationalen und internationalen Unternehmen für die Blechbearbeitung ausgewählt, einschließlich des CNC-Stanzens. Dank eines aktuellen Maschinenparks und eines Teams, das stets mit den Neuheiten der Branche Schritt hält, führt Minifaber Stanzbearbeitungen an einer breiten Auswahl von Metallen aus und erfüllt damit jeden Bedarf an Lochung oder Formgebung von Blech. Bei Minifaber kommen Kombimaschinen zum Einsatz, in denen die Stanztechnologie mit dem Laserschneiden verbunden ist. So werden die Vorteile beider Verfahren genutzt: die Präzision und Geschwindigkeit des Stanzens zusammen mit der Flexibilität des Laserschneidens. Eine erfolgreiche Kombination in Bezug auf Kosten und Qualität.
