Stanzen von Hartmetallen: Könnte chemisches Ätzen eine bessere Option sein?

Was ist Stempeln?

Das Stanzen, auch als Pressen oder Stanzen bezeichnet, ist ein in zahlreichen Industriezweigen weit verbreitetes Bearbeitungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen aus einer Reihe von Werkstoffen, einschließlich flacher Bleche. Bei diesem Verfahren wird das Material in eine Stanzpresse eingelegt, wo ein Spezialwerkzeug das Ausgangsmaterial scheren, biegen, ausstanzen, zuschneiden, lochen, ziehen oder strecken kann, um es in die gewünschte Form zu bringen.

Was sind die Herausforderungen beim Stanzen von Hartmetallen?

Das Stanzen von Hartmetallen kann aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Verformungsbeständigkeit eine Herausforderung darstellen. Werkstoffe wie ultraharte Edelstähle, Titan und Nickelbasislegierungen lassen sich nur mit erheblichem Kraftaufwand in Form bringen, was zu Verschleiß und Schäden an den Stanzwerkzeugen führen kann und häufige Werkzeugwartung und -austausch erfordert. Metallkomponenten können auch durch die übermäßige Kraft des Stanzwerkzeugs an den Schnittkanten belastet werden. Darüber hinaus können harte Metalle nach der Umformung eine Rückfederung aufweisen, d. h. das Material kehrt in seine ursprüngliche Form zurück, was das Erreichen präziser Abmessungen erschwert. Diese Probleme können zu einer geringeren Lebensdauer der Werkzeuge, höheren Produktionskosten und einer geringeren Qualität der fertigen Teile führen.

Was ist chemisches Ätzen und wie verhält es sich im Vergleich zum Stanzen von Hartmetallen?

Während das Stanzen am häufigsten für die Bearbeitung von Blechen verwendet wird, kann das weniger bekannte chemische Ätzverfahren Ingenieuren deutliche Vorteile bei der Herstellung komplexer, hochwertiger Metallkomponenten bieten. Im Gegensatz zum Stanzen gibt es beim Ätzen keine Einschränkungen hinsichtlich der Materialhärte. Die dichtere Kornstruktur von Hartmetallen ermöglicht sogar noch präzisere Schnitte.

Beim chemischen Ätzen wird ein lichtempfindlicher polymerer "Fotoresist" auf das Blech aufgebracht. Mit Hilfe einer Schablone des Bauteildesigns wird das gewünschte Teil unter UV-Belichtung auf den Photoresist übertragen. Der Fotolack wird dann selektiv von den zu ätzenden Bereichen entfernt, was eine präzise Metallauflösung mit chemischen Ätzmitteln ermöglicht.

Einrichtung von Werkzeugen

Die Herstellung von Stanzwerkzeugen erfordert erhebliche Investitionen in Zeit und Geld, wobei ein einziges Werkzeug Tausende von Euro kosten kann, zuzüglich der laufenden Kosten für Einrichtung und Wartung. Im Gegensatz dazu entfällt durch die Integration digitaler Werkzeuge in den chemischen Ätzprozess die Notwendigkeit einer teuren harten Werkzeugausstattung.

Verkürzte Vorlaufzeiten

Die Vorlaufzeiten für das Stanzen können sehr lang sein und von 6-8 Wochen bis zu mehreren Monaten reichen, vor allem wenn eine Werkzeugvorbereitung erforderlich ist. Im Gegensatz dazu verkürzt das chemische Ätzen die Lieferzeiten auf nur wenige Tage. Im Gegensatz zum Stanzen, das neue Werkzeuge und zusätzliche Kosten für Konstruktionsänderungen und Wartung erfordert, lassen sich beim chemischen Ätzen Änderungen an den Werkzeugen nahtlos vornehmen. Dies macht das chemische Ätzen zum idealen Verfahren sowohl für die Entwicklung von Prototypen als auch für die industrielle Großserienfertigung und bietet eine unübertroffene Vielseitigkeit für verschiedene Produktionsmengen.

Komplexes Design ohne Kostennachteil

Das chemische Ätzen rationalisiert die Produktion durch die gleichzeitige Bearbeitung aller Teilemerkmale, unabhängig von ihrer Komplexität, so dass die Produktion von präzisionsgeätzten Komponenten mit vielen Merkmalen oft abgeschlossen ist, bevor das Stanzwerkzeug fertig ist. Das Verfahren kann eine Genauigkeit von ±0,020 mm einhalten und je nach Materialstärke bis zu 0,1 mm kleine Merkmale erzeugen.

Qualität des Schnitts

Chemisches Ätzen ist eine Bearbeitungstechnik, die für ihre Präzision und Genauigkeit bekannt ist. Im Gegensatz zum Stanzen bleibt beim chemischen Ätzen die Integrität des Materials erhalten. Dadurch behält jedes gefertigte Bauteil seine ursprünglichen Eigenschaften, wodurch Grate, Spannungen, Kratzer oder Materialverschlechterungen vermieden werden, was eine optimale Leistung der Teile gewährleistet, selbst bei extrem harten Materialien.

Schlussfolgerung

Das fotochemische Ätzen stellt eine günstige Alternative zum Stanzen von Hartmetallen dar und bietet Ingenieuren einzigartige Vorteile bei der Herstellung von Präzisionsmetallteilen. Die kosteneffiziente Einrichtung von Werkzeugen in Verbindung mit der Möglichkeit, komplizierte Designs mit unvergleichlicher Qualität und Präzision und kürzeren Vorlaufzeiten zu realisieren, zeigt, wie das chemische Ätzen die Möglichkeiten des traditionellen Stanzverfahrens für die Bearbeitung harter Werkstoffe effektiv übertreffen kann.

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