Stanztechnik Wirtschaftlich stanzen

Wenn es um wirtschaftliche Stanzprozesse und optimierte Abläufe geht, dann spielen viele Faktoren eine Rolle. Eines jedoch ist gesetzt: Werkzeug und Anlagentechnik müssen punktgenau aufeinander abgestimmt sein.

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MPK Special Tools fertigt hochpräzise ganzheitliche Werkzeug- und Komplettlösungen für Aktivteile aus Hartmetall und Stahl nach Kundenwunsch.
MPK Special Tools fertigt hochpräzise ganzheitliche Werkzeug- und Komplettlösungen für Aktivteile aus Hartmetall und Stahl nach Kundenwunsch.
(Bild: MPK)

Ein wirtschaftlicher Stanzprozess zeichnet sich durch die Qualität der eingesetzten Komponenten vom Coil bis zur Ausbringung der hergestellten Teile aus. Dabei sind höchste Effizienz, Präzision und Flexibilität der einzelnen Anlagenteile von größter Bedeutung. „Die Auswahl der richtigen Komponenten für eine komplette Stanzlinie bestimmt die Kosten pro Stanzteil, welche letztendlich entscheidend sind, um auch unter wirtschaftlich schwierigen Rahmenbedingungen in einem Hochlohnland profitabel produzieren zu können“, sagt Markus Roos, Geschäftsführer der Haulick + Roos GmbH.

Mit einem neuen, patentierten Stößelführungssystem, welches den Stößel bis unter die Bandlauf-
ebene führt, erziele das Unternehmen signifikante Vorteile für die Präzision der hergestellten Teile, so Roos. Mit Pressenantrieben der neuesten Generation können Ausbringungsleistung und Bedienerfreundlichkeit der Präzisionspressen nochmals gesteigert werden. „Durch eine bauteiloptimierte Konstruktionsmethode wurden Steifigkeits-, Auffederungs- und Dämpfungswerte in unseren Anlagen so angepasst, dass in zahlreichen Anwendungsfällen eine kleinere und damit effizientere Pressenbaugröße verwendet werden kann. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit für unsere Kunden, trägt zur Ressourcenschonung bei und bietet damit eine gute Symbiose zwischen Ökonomie und Ökologie“, erklärt er das Umsetzungskonzept.

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Mit der neuesten Steuerungstechnologie in Kombination mit Industrie-4.0-Bausteinen werden dem Werker bei den Anlagen von Haulick + Roos auf einem großen 19“-Bildschirm außerdem alle wichtigen Informationen und Auswertungen zur Verfügung gestellt, was den Bedienkomfort deutlich erhöht. Und letztendlich können durch die optionale Servotechnologie heute in allen Presskraftbereichen einstellbare Stößelgeschwindigkeitsverläufe und damit extrem flexible Fertigungsmöglichkeiten realisiert werden.

Die passende Werkzeugtechnologie

Durch eine passende Werkzeugtechnologie lassen sich zudem geringe Rüst- und Stehzeiten sowie eine optimale Material- und Ressourcenausnutzung realisieren. „Ein hoher Grad an Standardisierung über die gesamte Prozesskette bietet hier eine gute Möglichkeit, um Kosten und die Durchlaufzeit von Projekten drastisch zu senken“, sagt Thomas Enz, Technologiemanager Stanzwerkzeugbau bei der Meusburger Georg GmbH & Co KG. „Mithilfe durchgängiger Standardisierung durch Normalien, bereits bei der Umsetzung der Werkzeugkonstruktion, entstehen hohe Einsparungspotenziale, mit denen sich Unternehmen ressourcenschonend klare Wettbewerbsvorteile sichern können. Beispielsweise bietet Meusburger seinen Kunden eine Vielzahl an standardisierten Bauteilen zur Streifenführung an, die oftmals aufwendig und teuer von den Werkzeugbauunternehmen selbst gefertigt werden“, nennt Thomas Enz Beispiele.

Auch die MPK Special Tools GmbH aus Schwäbisch Gmünd, ein Schwesterunternehmen der Zecha Hartmetall Werkzeugfabrikation GmbH, setzt auf wirtschaftliche Lösungen. „Wir fertigen unsere Stanz- und Umformstempel aus Hartmetall durch Fräsbearbeitung technisch so, dass der Kunde eine Anwendungslösung hat, welche reproduzierbar und kostengünstig ist. Außerdem bietet MPK individuelle Lösungen für Aktivteile aus Hartmetall beispielsweise für den Werkzeugbau, ganz auf die Bedürfnisse und Anforderungen beim Kunden abgestimmt – immer auch unter dem Aspekt Präzision“, sagt Vertriebsleiter Arndt Fielen.

Doch auch Flexibilität und Qualität spielen in der Werkzeugfertigung eine wichtige Rolle. „Der Anwender erwartet, dass er bei uns seine individuellen Produkte herstellen lassen kann. Die Geometrien werden im 3D-Datensatz festgehalten, damit sie jederzeit wieder reproduzierbar sind. Auch die Qualität ist somit immer gleich“, so Fielen. Ein weiterer Aspekt sei eine sehr gute Oberflächenqualität. So könne auf das Nachpolieren der Aktivteile verzichtet werden, was ein großer Kostenvorteil sei.

Im Stanztechnikbereich sind die Anforderungen und Wünsche der Kunden an die Lieferanten breit gefächert. Dementsprechend setzt Meusburger auf ein umfangreiches Sortiment und bietet den Kunden mit über 96.000 Artikeln im Sortiment eine Vielzahl an Möglichkeiten für die umzusetzenden Aufgabenstellungen.

Standard und individuelle Lösungen

Auch für den Pressenhersteller Haulick + Roos sind Flexibilität und Qualität wichtige Kriterien für einen wirtschaftlichen Stanzprozess. „Die Anwender erwarten einerseits von den Anlagen höchste Flexibilität durch kürzeste Umrüstzeiten, um auch kleinere Losgrößen wettbewerbsfähig produzieren zu können. Andererseits erwarten sie von uns Herstellern, dass wir sehr flexibel auf die jeweiligen Kundenanforderungen reagieren, um durch die Auswahl der richtigen Komponenten einen optimalen Produktionsprozess sicherzustellen“, formuliert Markus Roos den Spagat, den es zu bewältigen gilt. „Dies realisieren wir durch ein ausgeklügeltes, modulares Zusammensetzen von Standardbaugruppen der Pressengrundelemente, ergänzt um spezielle Lösungen für die Materialzuführung, die Teileentsorgung und ein optimales Werkzeughandling.“ Durch die konstruktive Auslegung und Auswahl der richtigen Werkstoffe seien die Präzisionspressen speziell in Bezug auf Kippsteifigkeit, Auffederung und Dämpfung so ausgelegt, dass die gemessenen Kennwerte besser als die Genauigkeitsanforderungen nach DIN liegen. Somit werde die Herstellung präzisester Teile sichergestellt.

Im Hinblick auf die Auswertemöglichkeiten über „Industrie 4.0“ gewinnt auch die Messtechnik einen immer höheren Stellenwert im Stanzprozess. „Gerade bei hochkomplexen Werkzeugen und Umformvorgängen ist es wichtig, rechtzeitig Abweichungen im Prozess zu erkennen, um höchste Prozesssicherheit sicherzustellen“, so Roos. Innovative Prozessüberwachungssysteme, die auf analogen, digitalen Signalen, akustischen oder optischen Auswertungen basieren, tragen hier zu einer erhöhten Prozesssicherheit bei. Und durch „intelligente“ Sensoren können darüber hinaus die Betriebszustände der Maschine bedienerfreundlich in der Steuerung dargestellt werden, sodass dem Maschinenbediener alle Informationen vorliegen, um den Stanzprozess optimal steuern zu können.

Ohne Messtechnik geht es nicht

Dass die Messtechnik und damit auch die Werkzeugüberwachung im Stanzprozess eine immer bedeutendere Rolle spielen, unterstreichen auch die Werkzeughersteller. „Ein stetig größer werdender Wettbewerbs- und Innovationsdruck zwingt die Unternehmen dazu, ihre Werkzeuge immer effizienter und langlebiger zu gestalten und somit stetig zu überwachen. Werkzeugbauer müssen sich daher auch mit Themen wie Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung) beziehungsweise Prescriptive Maintenance (handlungsempfehlende Wartung) befassen“, sagt Thomas Enz von Meusburger. Der Normalienhersteller bietet deshalb hierfür verschiedenste Sensoren zum Überwachen und Auswerten des Stanzprozesses. So finden sich unter anderem Sensoren zur Vorschub- und Positionskontrolle sowie Sensoren für die Doppelblechkontrolle im Sortiment von Meusburger.

Arndt Fielen von MPK ergänzt: „Die Messtechnik spielt auch bei der Herstellung der Werkzeuge eine sehr große Rolle, da wir uns bei Präzisionswerkzeugen im Mikrometer-Messbereich bewegen. Somit müssen wir die verschiedensten Prozesse auch im Hause verfügbar haben.“ Die geforderten hohen Qualitätsstandards und -richtlinien habe MPK verlässlich in bestehenden Prozessen etabliert.

Das tägliche Business erleichtern

Um dem Kunden im Bearbeitungsprozess optimale und unkomplizierte Abläufe zu ermöglichen, haben Werkzeug- und Anlagenhersteller zahlreiche Features entwickelt. Als neue Lösung bietet Haulick + Roos beispielsweise eine patentierte Vorschubsynchronsteuerung an, mit der die Rüstzeiten durch eine sehr vereinfachte Vorschubeinstellung deutlich reduziert werden. Mit solchen aktiv arbeitenden automatisierten Lösungen, die Probleme über die Steuerung visualisieren, können mögliche Störungen reduziert und damit die Prozesssicherheit erhöht werden. Ein weiteres Beispiel ist eine „intelligente“ Sensorik, die es ermöglicht, dass Produktionsdaten und Informationen zum Stanzprozess visualisiert werden können und das benötigte Wissen jederzeit und überall zur Verfügung steht. Mit einem Augmented Support können die Bediener so im Bedarfsfall bei ihrer täglichen Arbeit schnell und kompetent unterstützt werden.

Auch Meusburger setzt auf Sensorik im Stanzwerkzeug, mit der in Verbindung mit den vorhandenen Anlagenparametern frühzeitig eine schleichende Trendabweichung festgestellt und so gegebenenfalls auch aktiv auf den Stanzprozess eingewirkt werden kann.

Grenzen werden weiter verschoben

Doch wo hat die Wirtschaftlichkeit im Stanzprozess ihre Grenzen? Markus Roos sagt dazu: „Die Wirtschaftlichkeit wird nie ausgereizt sein und die Grenzen werden wohl immer weiter nach oben verschoben werden. Der globale Wettbewerbsdruck treibt uns an, immer innovativere und kostenoptimalere Lösungen zu entwickeln. Da wir im Premiumsegment der Leistungsführer tätig sind, wird unser Anspruch weiterhin darin bestehen, die Wirtschaftlichkeit permanent zu verbessern und die Grenzen weiter nach oben zu verschieben, um unsere Kunden zu unterstützen und ihre Wettbewerbsfähigkeit permanent zu optimieren.“

Die Grenzen für einen wirtschaftlichen Prozess würden durch den gestanzten Werkstoff, das Verfahren im Werkzeug, den Menschen und die Anlagenkomponenten definiert. So könnten durch die hohe Präzision einer Qualitätspresse die Schnittspiele beziehungsweise die Toleranzen im Werkzeug mit dem geeigneten Werkstoff so gewählt werden, dass die Grenzen für den Werkzeugverschleiß und damit die Werkzeugstandzeiten wesentlich höher liegen als bei einer Anlage aus dem niedrigeren Qualitätssegment. „Das heißt: Mit einer Präzisionspresse, deren Genauigkeits- und Steifigkeitswert optimal ausgelegt ist, lassen sich die Grenzen für Werkzeugstandzeit, Teilequalität und Wettbewerbsfähigkeit deutlich nach oben verschieben“, so Roos weiter. Fest steht: Die Anzahl der Faktoren, die die Wirtschaftlichkeit eines Stanzprozesses beeinflussen, ist groß. „Stetig werden im Stanzwerkzeugbau innovative Lösungen entwickelt, die den Stanzteilproduzenten in seiner Entwicklung der Wertschöpfungskette unterstützen. Somit ist die Grenze mit Blick auf Wirtschaftlichkeit sicher noch nicht erreicht. Daher setzt Meusburger als Normalien-Hersteller grundsätzlich auf innovative Kundenlösungen“, sagt Thomas Enz. Und Fielen ergänzt: „Die Wirtschaftlichkeit ist im Stanzprozess insbesondere durch die machbaren Laufzeiten der Werkzeuge gegeben. Das heißt: Je weniger Verschleiß die Aktivteile haben, desto länger können wir das Stanzwerkzeug auch im Einsatz halten. Somit erreichen wir, dass wir bessere Bauteile in längeren Zyklen produzieren können.“

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Über den Autor

Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde

Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde

Fachredakteurin für Wirtschaft und Technik