Aluminiumstanzen: Verfahren, Legierungen und Kosten

Aluminium ist nach Stahl das am zweithäufigsten verwendete Metall und wird in allen Bereichen vom Bauwesen bis zur Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Aluminiumstanzen ist ein Herstellungsverfahren, mit dem Aluminiummetall in gewünschte Formen gebracht wird. Aluminium gibt es in vielen Legierungen, 6063, 2024 und 5083 sind gängige Aluminiumstanzlegierungen. Dieser Artikel enthält Informationen zum Aluminiumstanzen, wie es durchgeführt wird, welche Legierungen zum Stanzen verwendet werden und wie hoch die Kosten dieser Verfahren sind.

Was ist Aluminiumprägen?

Das Stanzen von Aluminium ähnelt einem Schmiedeverfahren und wird in der Fertigungsindustrie verwendet. Bei diesem Verfahren werden die Al-Platten zwischen zwei Matrizen platziert. Diese oberen und unteren Matrizen enthalten die gewünschten Formen. Eine der Matrizen ist stationär und die andere bewegt sich vertikal. Wenn Sie die Platte platzieren und die Matrizen drücken, werden die Platten in die gewünschte Form gebracht.

Erläuterung des Präzisions-Aluminium-Stanzverfahrens

Das Aluminiumstanzen ist ein Schritt im Herstellungsprozess. Dabei werden die Teile mit hoher Präzision hergestellt. Metallplatten werden nach dem Stanzvorgang in schwierige Formen gebracht, da bei diesem Vorgang das überschüssige Material entfernt wird. Um enge Toleranzen und zusätzliche Präzision zu erreichen, müssen Sie zusätzliche Vorgänge wie Schleifen und Polieren durchführen.

Warum Aluminium zum Stanzen wählen?

Aluminium ist besser bearbeitbar und verbrennt beim Erhitzen nicht. Seine Schmelztemperatur ist niedrig, weshalb Aluminium bei niedrigen Temperaturen und in kürzerer Zeit für den Stanzprozess geeignet ist. Nach dem Abkühlen wird es fester.

Vorteile des Stanzens von Aluminium

Die Verwendung von Al-Metall im Stanzprozess bietet viele Vorteile. Zum Beispiel:

1. Al ist ein Leichtmetall mit guter Festigkeit, weshalb es zur Herstellung mehrerer Flugzeugteile verwendet wird. Es lässt sich leicht bearbeiten und erfordert keine größeren Belastungen oder höheren Temperaturen, um es zu verformen.
2. Al weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf und eignet sich daher hervorragend für kritische Anwendungen wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt oder Automobilindustrie usw.
3. Al ist ein weit verbreitetes Metall und daher nicht so teuer. Aus diesem Grund verwenden wir häufig Al für den Stanzprozess. Die einfachere Bearbeitbarkeit und Verarbeitung machen Al zu einem kostengünstigen Material. Dies ist ein großer Vorteil, der auch Geld und Zeit spart.
4. Die mechanischen Eigenschaften von Aluminium sind sehr gut, wie z. B. die hohe Duktilität bei mäßiger Festigkeit, was ein großer Vorteil ist. Seine hohe Duktilität ermöglicht es, Aluminiummetallplatten leicht in die gewünschte Form zu bringen. Diese Eigenschaft ermöglicht es uns, komplexe Strukturen für Automobile und Flugzeugteile herzustellen.

Häufige Herausforderungen beim Aluminiumstanzen

In diesem Abschnitt werden einige Herausforderungen vorgestellt, die beim Al-Stanzen auftreten können:

Probleme mit Fressen und Verschleiß

Dies ist die häufigste Herausforderung, der Sie während des Stanzprozesses begegnen können. Bei dieser Art von Herausforderung haftet das Aluminiummaterial an der Oberfläche der Matrize, wodurch die Aluminiumoberfläche rau wird. Diese Art von Oberfläche führt zu einer kürzeren Lebensdauer des Werkzeugs oder der Komponenten und zu Geld- oder Materialverlusten. Um dieses Problem zu mildern, können Sie Schmierung oder Vorwärmen der Matrize verwenden.

Rückfederung in Aluminiumteilen

Da Aluminiummetall leicht ist, kommt es häufig vor, dass gestanzte Aluminiumteile in ihre ursprüngliche Position zurückkehren. Rückfederung kann schwere Verletzungen verursachen und sollte daher durch präzise Werkzeugeinstellungen vermieden werden.

Faltenbildung und Reißen

Es gibt zwei Hauptursachen, warum diese Probleme auftreten:

• Die Druckspannungen sind höher
• Die Haltekraft des Rohlings ist sehr hoch (die Kraft, mit der das Material an der Matrize haftet).

Um dieses Problem zu vermeiden, sollten Sie das Design der Matrize und die Stanzgeschwindigkeit optimieren.

Werkzeugverschleiß und Wartung

Werkzeuge können während des Stanzvorgangs verschleißen. Die wichtigsten Werkzeuge sind die Matrizen. Wenn die Matrize kalt ist und Material mit 400–500 °C in die Matrize gelangt, reißt die Matrize. Dem kann man durch Vorwärmen der Matrize und tägliche Wartung entgegenwirken.

So berechnen Sie die Kosten für das Aluminiumstanzen

Wenn Sie an der Herstellung einer Charge von Al-Teilen im Stanzverfahren interessiert sind, können Sie anhand der folgenden Kriterien selbst kalkulieren.

Materialkosten

Die Art des Materials ist ein wichtiger Faktor, der die Gesamtkosten beeinflusst. Es gibt insgesamt über 500 Aluminiumlegierungen, von denen einige leicht zu bearbeiten sind, andere jedoch schwierig. Der andere Faktor ist die Dicke des Blechs. Die sehr dünnen und dicken Aluminiumplatten lassen sich nur schwer in die gewünschte Form bringen.

Werkzeugkosten

Bedenken Sie, dass die Werkzeuge während der Verarbeitung bzw. der Produktion beschädigt werden können. Diese Werkzeuge und Matrizen müssen daher ordnungsgemäß gewartet werden. Aus diesem Grund sollten Sie die Werkzeugkosten gut kalkulieren, bevor Sie sich für eine Fertigungsmethode entscheiden.

Produktionskosten

• Zu den Produktionskosten zählen die Stromkosten, das Produktionsvolumen, die Art der Lieferanten (inländisch oder international) usw.
• Einige Werkstücke erfordern eine höhere Presskraft (Kraft, die zum Schneiden des Aluminiummetalls während des Stanzvorgangs erforderlich ist), was sich auf die Gesamtkosten auswirkt. Höhere Presskraft bedeutet mehr Energie und damit letztlich höhere Kosten.
• Unter Zykluszeit versteht man die Zeit, die zum Abschließen eines Produktionszyklus erforderlich ist. Kürzere Zykluszeiten bedeuten eine höhere Produktionsrate, sodass die Produktionskosten geringer werden.
• Ein höheres Produktionsvolumen senkt die Gesamtkosten. Wenn die Tonnage der Presse während des gesamten Prozesses nicht konstant ist, steigen die Kosten aufgrund der Werkzeugwartung.

Arbeitskosten

Sie können Ihre Produkte in einem automatisierten oder manuellen Al-Stanzprozess herstellen.

• Beim manuellen Stanzvorgang sind mehr Menschen als Arbeitskräfte erforderlich, was bedeutet, dass die Kosten aufgrund der größeren Anzahl an Keilen pro Tag höher sind. Die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler ist höher und die Produktion ist langsam und weniger effizient. Bei diesem Verfahren ist es nicht so wichtig, dass die Arbeitskräfte geschickt sind.
• Beim automatischen Stanzvorgang benötigen Sie weniger Personal, was bedeutet, dass Sie weniger Keile pro Tag benötigen und die Gesamtkosten somit niedriger sind. Die größte Schwierigkeit sind jedoch die Installationskosten dieser Maschinen. Die Bediener müssen hochqualifiziert sein, um den automatischen Stanzvorgang durchführen zu können.

Kosten für die Oberflächenveredelung

Durch das Stanzen werden keine Teile mit sehr glatter Oberfläche hergestellt. Auf der Oberfläche bleibt etwas Abfall zurück, der nach dem Stanzen entfernt werden muss. Um eine bessere Oberflächenrauheit zu erzielen, sind weitere Prozesse wie Polieren, Eloxieren oder bestimmte Arten von Beschichtungen erforderlich. Diese Prozesse erhöhen die Gesamtkosten.

Gemeinkosten und Wartung

Gemeinkosten sind Wartungskosten, die dazu dienen, die Ausrüstung in einem guten Betriebszustand zu halten. Wartung kostet Geld, wenn Sie die Werkzeuge täglich warten, einige Reparaturkosten usw. Weitere Ausgaben sind Stromverbrauch und Abschreibung (wenn die Ausrüstung verschleißt).

Versand und Logistik

Unter Versand- und Logistikkosten versteht man die Kosten für den Transport von Material oder Maschinen. Diese Kosten hängen vom Materialvolumen, den Brennstoffpreisen, dem Gewicht der Aluminiumteile und der Entfernung zwischen zwei Standorten ab.

Methoden zur Kostensenkung

Zuvor haben wir die Faktoren untersucht, die zu erhöhten Kosten führen. Nun helfen Ihnen die folgenden Methoden, die Gesamtkosten unter Kontrolle zu halten.

• Optimierung von Designs
• Erhöhen Sie Ihre Batchgrößen
• Verwenden Sie kostengünstige Materialien

Branchenübergreifende Anwendungen für das Aluminiumstanzen

Lassen Sie uns herausfinden, wo Al-Stanzen verwendet wird:

Luft-und Raumfahrtindustrie

Flügelplatten

Rumpfkomponenten

Al ist ein leichtes, kostengünstiges und korrosionsbeständiges Metall, weshalb es häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet wird.

Automobilindustrie

Durch Al-Stanzen werden folgende Teile hergestellt:

• Vielfältige Komponentenvielfalt
• Karosserieteile
• Motorenteile

Elektronik und Konsumgüter

• Gehäuse
• Steckverbinder
• Halterungen für elektronische Geräte

Herstellung medizinischer Geräte

• Chirurgische Ausrüstung
• Diagnosegeräte
• Komponenten der verschiedenen medizinischen Instrumente

Bau und Architektur

• Bilderrahmen
• Paneelen
• Strukturelle Stützen

Gängige Aluminiumlegierungen in gestanzten Blechteilen

Jede Reihe von Al-Legierungen weist spezifische Eigenschaften auf:

1100 Aluminiumlegierung

Die Legierungsreihe 1100 Al wird aus folgenden Gründen zum Stanzen verwendet:

• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
• Verarbeitbarkeit

3003 Aluminiumlegierung

Diese Serie wird aufgrund ihrer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit häufig für Stanzanwendungen verwendet.

5052 Aluminiumlegierung

Wird in kritischen Anwendungen wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet aufgrund von:

• Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
• Hohe Haltbarkeit

6061 Aluminiumlegierung

Durch Wärmebehandlung wird diese Legierung fester und für hohe Leistungen geeignet.

6063 Aluminiumlegierung

Diese Legierung wird aufgrund der folgenden Eigenschaften zum Stanzen verwendet:

• Leichtgewicht
• Formbarkeit
• Korrosionsbeständigkeit
• Hervorragende Schweißbarkeit

2024 Aluminiumlegierung

Folgende Eigenschaften sind der Grund, warum wir diese Legierung für den Stanzprozess verwenden:

• Gute Formbarkeit
• Höhere Festigkeit und Haltbarkeit
• Gute Schweißbarkeit
• Höhere Ermüdungsbeständigkeit

7075 Aluminiumlegierung

Diese Güteklasse wird aus folgenden Gründen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbereich eingesetzt:

• Gute Bearbeitbarkeit
• Ermüdungsbeständigkeit
• Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

5083 Aluminiumlegierung

Die Teile aus der Legierung 5083 Al werden in der Schifffahrts-, Luftfahrt- und Automobilindustrie aus folgenden Gründen verwendet:

• Gute Schweißbarkeit und Formbarkeit
• Ausgezeichnete Ermüdungs- und Korrosionsbeständigkeit

Aluminiumgraduierte für Stanzteile

Wichtige Überlegungen zur Legierungsauswahl

Bevor Sie sich für ein Legierungsprofil entscheiden, sollten Sie folgende Faktoren berücksichtigen:

1. Anwendung
2. Mechanische Eigenschaften
3. Bearbeitbarkeit (Schweißbarkeit, Umformbarkeit etc.)

Einfluss der Legierungseigenschaften auf die Stanzqualität

Durch die Wahl einer falschen Legierung können folgende Dinge beeinträchtigt werden:

1. Oberflächengüte
2. Haltbarkeit der Komponenten
3. Formbarkeit
4. Metallstanzgeräte
5. Werkzeuge tragen

Arten von Aluminiumstanzvorgängen

Es gibt verschiedene Arten von Stanzvorgängen:

Stanzen von Aluminium

Im ersten Schritt werden Flachbleche beim Al-Stanzen in die gewünschte Form gebracht.

Durchstechen und Schneiden von Aluminium

Piercing:Löcher in gestanzte Al-Bleche bohren

Schneiden von Al:Interne Ausschnitte werden gemacht

Prägetechniken

Prägung:Ein Hochdruckprägen zum Anbringen von Markierungen auf den gestanzten Blättern

Prägung:Wird verwendet, um ein neu bewertetes Design auf dem Al-Blech zu erstellen

Tiefziehen von Aluminium

Beim Tiefziehen von Aluminium werden die Al-Bleche in eine Matrizenhöhle gezogen, um komplexe Formen zu erzeugen

Bördeln von Aluminiumteilen

Bei diesem Verfahren werden die Kanten von Aluminiumblechen gebogen, sodass für Automobilkomponenten geeignete Teile entstehen.

Spezialisierte Aluminium-Stanztechniken

Sie sollten die folgenden speziellen Al-Stanztechniken verwenden:

Progressive Stanzformung

• Für die Massenproduktion von Al-Stanzteilen
• Sorgt für gleichbleibende Qualität und Kosteneinsparungen

Transfer-Stanzen

Es handelt sich dabei um ein Metallstanzverfahren für Aluminium, das zur Herstellung größerer und komplexerer Teile aus gestanzten Al-Platten verwendet wird.

Vier-Slide-Stanzen

Es handelt sich um ein Aluminiumstanzverfahren, das:

• Bestens geeignetes Stanzverfahren zur Herstellung hochpräziser und kleiner, komplizierter Teile
• Wird für Elektronik und medizinische Geräte verwendet

Feinschneiden für Aluminiumteile

Mit diesem Verfahren lassen sich Teile mit sauberen Kanten und engen Toleranzen herstellen.

Aluminiumstanzen und Oberflächenbehandlungen

Um eine feine Oberfläche zu erzielen, reichen allein die Aluminiumstanzprozesse nicht aus. Um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen, müssen daher die folgenden Prozesse durchgeführt werden:

Eloxieren von gestanzten Aluminiumteilen

Durch Eloxieren werden gestanzte Al-Teile auch unter rauen Bedingungen korrosionsbeständig. Eloxieren ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem eine Oxidschicht abgeschieden wird.

Schmiertechniken für das Stanzen von Aluminium

1. Ölbasierte Schmierung:Sprühen/Tauchen; geeignet für schwere Prägungen
2. Schmiermittel auf Wasserbasis:Zum Sprühen oder Wischen; umweltfreundlich
3. Trockenfilmschmierung:Beschichten/Bürsten; ideal für Hochtemperaturanwendungen
4. Synthetische Schmierung:Kann gesprüht oder mit der Rolle aufgetragen werden

Verhindern von Oxidbildung beim Stanzen

Sie können eine der folgenden Methoden verwenden:

• Eloxieren des Al
• Ultraschallreinigung mit verdünnter HCl-Säure
• Verwenden Sie Draw Leads und Lock Beads

Tuofa Aluminium-Stanzlieferant

Tuofa verwendet die modernsten Stanztechniken, um die Präzision und Toleranz der Al-Teile sicherzustellen. Wir wissen, dass Al in kritischen Branchen verwendet wird, daher verwenden wir hochmoderne Maschinen, um die Präzisionsbearbeitung der Komponenten zu gewährleisten. Sie können sich auch an uns wenden, wenn Sie kundenspezifische Werkzeuge und Matrizendesigns benötigen. Die Produkte werden schneller und zu den besten Preisen geliefert.

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zum Aluminiumstanzen

Warum wird im Fahrzeugbau zunehmend Aluminium verwendet?

Aufgrund seines hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses, seiner Korrosionsbeständigkeit, seines geringen Gewichts und seiner Dauerfestigkeit.

Wie dick kann Aluminium sein, das Sie stanzen können?

Es können 0.2 mm bis 0.6 mm dicke Al-Bleche gestanzt werden.

Aluminium vs. Stahl stanzen

Das Stanzen von Aluminium ist im Vergleich zu Stahl aus folgenden Gründen einfacher:

• Zur Verformung sind niedrige Temperaturen erforderlich
• Es ist weicher als Stahl, daher sind geringere Presskräfte erforderlich
• Es ist einfacher zu bearbeiten und zu schweißen

Was sind die besten Stanzschmiermittel für Aluminium?

1. Emulsionen
2. Schmelzschmierstoffe
3. FDX 240 A

Fazit: Warum Aluminiumstanzen ein wertvoller Herstellungsprozess ist

Nach dem Lesen dieses Artikels können wir feststellen, warum Al-Stanzen ein wertvolles Herstellungsverfahren ist. Es gibt viele Gründe, z. B. dass es mit automatischen Maschinen durchgeführt werden kann, zum Stanzen mehrerer Al-Legierungsserien geeignet ist und für größere bis kleinere komplizierte Teile verwendet werden kann. Um die endgültige Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten, müssen Sie weitere Vorgänge wie Polieren usw. durchführen.