Stanzen und Umformen – Elementare Grundlagen verständlich präsentiert

26.06.2017

Die Raziol Zibulla & Sohn GmbH blickt zufrieden auf die gemeinsame Fachtagung Stanzen und Umformen in Pforzheim mit den Projektpartnern FIBRO GmbH und Trsystems Gmbh, Systembereich Unidor zurück.

Stanzen und Umformen wachsen immer mehr zusammen. Der Anwender möchte aus wirtschaftlichen Gründen möglichst viele Operationen in den Fertigungsprozess einbringen, so dass die oft komplexen Stanzteile fertig aus der Presse fallen. Um dies zu erreichen, dazu gibt es verschiedene „Stellschrauben“. Wie anders als auf einer Fachtagung, könnten diese kompakt und durch Experten am besten vermittelt werden?

Und wo anders, als mitten im Kernland der Stanzer und Umformer, Konstrukteure und Werkzeugbauer, ist eine derartige Veranstaltung am besten platziert als im Pforzheimer CongressCentrum. Die Unternehmen Raziol Zibulla & Sohn GmbH, Fibro GmbH und TRsystems GmbH Systembereich UNiDOR präsentierten ihr Knowhow vor etwa 160 Teilnehmern und sorgten damit für rege Diskussionen und Dialoge.

Egal ob Automobilindustrie, Elektrokontaktindustrie, Haushaltsgeräte, Maschinenbau oder weitere industrielle Branchen – Stanz- und Umformteile oder noch besser eine Kombination aus ebendiesen, erledigen überall in der Technik und meist im Verborgenen zuverlässig ihre Dienste. Ohne diese häufig kleinen und wenige Millimeter messenden oder auch etwas größeren, handflächengroßen Teile funktioniert nichts.

Konstrukteure und Werkzeugbauer unterliegen der Herausforderung, immer intelligentere und funktionalere Werkzeuge für die meist komplexen Teile bereitzustellen. So gibt es heute eine unterschiedliche Anzahl von Werkzeugen, denen die Werkzeugbauer möglichst viele Operationen einverleiben. Entweder sind es Werkzeuge für kleine Stanzteile mit einem hohen Output und entsprechend schnellen Stanzbewegungen, oder es sind große Teile die gleichzeitig umgeformt werden mit langsameren Stanzgeschwindigkeiten, dafür aber hohen Kräften.

In jedem Fall müssen die Werkzeuge exakt und produktionssicher arbeiten, mit hohen Standzeiten und zudem mit wenigen Wartungsintervallen auskommen – schlicht und einfach müssen sie eine hohe Produktionsleistung garantieren.

Führungselemente geben dem Werkzeug Stabilität und sichern die Präzision

Dazu beitragen können in erster Linie die Führungselemente als „Säulen“ des Stanzwerkzeugbaus. Jürgen Thiel von der Fibro GmbH, ein absoluter Experte mit reichem Erfahrungsschatz, widmete sich auf der Fachtagung diesem Thema und erklärte den Werkzeugkonstrukteuren, welche Einflussmöglichkeiten Präzisionsführungselemente auf das Verhalten der Werkzeuge haben. Er zeigte auch anwendungsbezogen die Folgen einer falschen Wahl der Führungselemente und gab Empfehlungen, wie man dies verhindern kann. Entscheidender Parameter für die Auswahl und den Einsatz der Führungselemente ist demnach unter anderem die Paarungsklassifizierung. Anschaulich und verständlich erklärte Thiel dies an den Fibro-Präzisions-Wälzführungen und den Fibro-Gleitführungen. Das Standardprogramm, das Fibro diesbezüglich anbietet, ist schier unendlich. Und es kommen durch fast täglich angefragte kundenspezifische Lösungen noch mehr dazu.

Führungselemente geben den Werkzeugen ihre Stabilität und garantieren letztendlich die hohe Präzision mit denen die Teile gefertigt werden können. Bei Fibro ist der Begriff „Führungselemente“ durch Säulen und Buchsen in unterschiedlichen Varianten, Größen und Qualitäten als Gleit-, Kugel-, Rollen- und Nadelrollenführungen gekennzeichnet. Sie werden von Fibro in modernen Fertigungsstätten produziert. Für den Konstrukteur und Werkzeugbauer stellt Fibro neben einem umfangreichen, über 1200 Seiten dicken, Katalog auch zahlreiche Auswahl- und Berechnungshilfen zur Verfügung – auch online. Dennoch wird das Optimum erst durch eine persönliche Beratung erreicht. Jürgen Thiel und seine Kollegen bringen in einem Beratungsgespräch ihre jahrelangen Erfahrungen und Kompetenzen voll ein.

Zusätzliche Operationen im Werkzeug erfordern denn auch eine entsprechende Führungsstabilität. Auch für die Möglichkeit um beispielsweise Gewinde in die Stanz- und Umformteile einzubringen. Dafür bietet Fibro elektronische Gewindeformen an. Das Angebot und die Möglichkeiten von Fibro, stellte Stefan Schröder geniale Zusatzoperation im Detail vor. Er konstatierte die hervorragende Prozessintegration dieses Tools. So kann das elektronische Gewindeformen sowohl in Folge- wie auch in Verbundwerkzeugen, in Pressen oder in Stanz-Biegeautomaten integriert werden. Damit sind Gewinde von M0,8 bis M24 prozesssicher und kontrolliert möglich. Schröder erläuterte anhand einiger Anwendungsbeispiele die Funktions- und Integrationsweise der Gewindeformeinheit. Sie gibt es in verschiedenen Größen und für unterschiedliche Einbauräume. Stanz- und Umformteile mit „Fibro-Gewinde“ sind bereits montagefertig.

Mit Sensor-Lösungen den Prozess kontrollieren, überwachen und dokumentieren

Der Stanz- und Werkzeugbauer legt zunehmend Wert auf die Sicherheit und Kontrolle seiner Fertigungsprozesse. Stillstand und Ausschußproduktion sind fast schon tödlich. Damit so etwas nicht vorkommt und nach Möglichkeit bereits im Vorfeld erkannt wird bietet TRsystems GmbH, Systembereich UNiDOR, mit seinem Produkt „MessQUADER“ und den hydraulischen Spannern mit integrierter Sensorik eine entsprechende Prozesskontrolle. Roland Bott, Vertriebsleiter des Unternehmens begeisterte seine Zuhörer mit einem rasanten Vortrag mit dem er dieses neue UNiDOR-Kontrollelement präsentierte.

Diese kleine Blackbox des MessQUADERS mit etwa 20 mm x 20 mm x 50 mm hat es in sich. Es kann leicht an bestehenden Maschinen nachgerüstet werden ohne großen Installationsaufwand, ist verschleißfest und ölresistent. Der UNiDOR-MessQUADER ist vor allem für den Einsatz zur Butzenüberwachung, Stempelbruchkontrolle sowie zur Prozesskraftüberwachung bestens geeignet. Dieses kleine Kontrollgerät gilt nach Bott als hoch sensibel und erkennt somit auch die kleinsten Schmutzpartikel, die den Fertigungsprozess stören könnten. Als Beispiel nannte Bott den Praxisversuch mit einem Papierstreifen.

Als Spezialist und Experte für Prozesskontrolle hatte Bott eine weitere Botschaft für die Teilnehmer der ersten Fachtagung Stanzen & Umformen in Pforzheim.

UNiDOR selbst bezeichnet seine Softwarelösung „compactPress“ als das ideale Kontrollsystem für das Stanzen und Umformen. Drei Varianten gibt es von „compactPress“: smartLine, ecoLine und starLine. Alle drei Lösungen sind für die intelligente und flexible Prozessüberwachung beim Stanzen und Umformen anwendbar und kombinieren modernste IPC-Technologie mit einer großen Auswahl intelligenter SoftwareControls. So bleibt Nichts verborgen und das System reagiert blitzschnell auf alle Unregelmäßigkeiten im Fertigungsprozess. Es sorgt so für eine kontinuierlich überwachte Produktion und kontrollierte Qualität.

Stabile, sichere und hochpräzise Werkzeugführungen, Elemente die einen sicheren Fertigungsprozess garantieren und ihn überwachen, dies sind zwei wichtige Kriterien für erfolgreiche Stanzer und Umformer. Doch was ist mit dem Einfluss des Werkstoffes, um einwandfreie und präzise Teile reibungslos herzustellen? Dafür ist unter anderem die Tribologie verantwortlich. Und in der Tat sind der Schmierstoff und der Schmierstoffauftrag wichtige, mitunter entscheidende Stellschrauben für einen sicheren und vor allem reibungslosen Produktionsprozess. Dies war das Thema von Mathias Schmeier von der Raziol Zibulla & Sohn GmbH aus Iserlohn.

Tribometer 5000 zur Ermittlung von Reibkennwerten

Ausgehend vom tribologischen System mit Grundkörper, Gegenkörper und Zwischenstoff, führten seine Erklärungen zu den Anforderungen und Vorteilen, die durch den Schmierstoffauftrag möglich sind. Das Tribometer 5000 ist ein Simulationstool mit dem die Reibungsverhältnisse bei der Blechumformung, wie etwa der Reibungskoeffizient µ zwischen Werkzeug und Material, bestimmt werden können. Durch die Variation der Systemparameter Schmierstoff, Blech- und Werkzeugwerkstoff und deren Oberflächen, Oberflächenbeschichtungen und der Rauheiten von Blech und Werkzeug sowie mit den technologischen Parametern Geschwindigkeit, Flächenpressung und Temperatur erzielt man mit dem Tribometer 5000 praxistaugliche Versuchsbedingungen. Dies ermöglicht eine tribologische Vorselektion und bietet dem blechverarbeitendem Unternehmen die Motivation noch tiefer in die Materie der Folgeprozesse und Prozessparameter einzusteigen und einen nötigen Realversuch für bestmögliche Prozessoptmierung gut vorbereitet anzugehen. Darüber hinaus gab Schmeier einen interessanten Einblick in die Zukunft der industriellen Schmierungstechnik, die bereits auf gutem Wege in das Industriezeitalter 4.0 ist.

Raziol kann mittlerweile auf eine über 75-jährige Tradition im Bereich Schmierstoffe und Auftragstechnologie zurückblicken. Moderne und umweltgerechte Schmierstoffe werden in Zusammenarbeit mit Kunden und deren Anwendungen im eigenen Labor entwickelt und getestet. Darüber hinaus bietet das Unternehmen eine umfangreiche Palette von Beölungssystemen und Dosiereinheiten. Die Auftragstechnik in Form von Kontaktbeölung sowie kontaktloser Beölung war dann auch das Thema von Markus Habiger, Gebietsverkaufsleiter für Bayern bei Raziol. Er stellte den Zuhörern einen Vergleich der Systeme mit Rollenbandöler bzw. Walzenbeölung und Sprühbeölung vor. In seinen Beispielen teilte er interessantes Insiderwissen über die Auswahl der Beölungstechnologie und Verfahren die Ölauflagen zu bestimmen. Auch hier gilt, wie auch bei den anderen auf der ersten Fachtagung Stanzen und Umformen vorgestellten Technologien – zur Auswahl bieten die drei organisierenden Partner Raziol, Fibro und UNiDOR, eine Menge Informationen in Print und online. Wertvoll und sicher ist in jedem Fall immer ein Expertengespräch.Zu diesem hatten die rund 160 Teilnehmer vor Ort an den Informationsständen im Foyer ausreichend Gelegenheit.

Die befragten Teilnehmer bescheinigten den Veranstaltern einen informativen und interessanten Tag mit praxisnahem Lerninhalt. Geht es nach dem Besucherfeedback, so ist die Fachtagung weiterzuempfehlen und auch ein Wiederholungsbesuch bei einer zweiten Auflage mit ähnlichen Themen sei lohnenswert.