Lektion 6.1TrennenKapitel 6 · Trennen und nichtkonventionelle Bearbeitung

Stanzen und Scheren

Ein Stempel schert Formen gegen eine Matrize aus dem Blech

Beim Stanzen werden Löcher und Formen in Blech geschnitten, indem ein harter Stempel das Blech in eine passende Matrize drückt. Die Schlitze in einem Stahlregalständer und die Löcher in einem Lochgitter entstanden so, ein Hub pro Loch. Scheren ist derselbe Schnitt entlang einer Geraden mit zwei langen Messern, und so wird das meiste Blech auf Maß geschnitten.

Foto: W. R. Schettler, Public domain, via Wikimedia Commons

Ein Stanzhub in drei Phasen, mit Detailansichten und einer TafelschereObere Reihe: ein Stanzhub von links nach rechts; die eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten. Untere Reihe: Detailansichten des Schnitts und die Variante mit geraden Messern.

So funktioniert es

Zuhalten. Das Blech liegt auf der Matrize (dem Unterwerkzeug: ein gehärteter Block mit einer Öffnung in Form des Lochs). Der Abstreifer, eine Platte rund um den Stempel, drückt das Blech flach.
Pressen. Der Stempel (das Oberwerkzeug: ein gehärteter Stahlstab in der Form des Lochs) fährt nach unten und drückt das Metall in die Matrizenöffnung. Die Kante biegt und rundet sich zuerst.
Scheren und Reißen. Die scharfen Kanten schneiden ein glattes Band in das Metall. Dann beginnen Risse an der Stempelkante und an der Matrizenkante und laufen über den Schneidspalt (den kleinen Abstand zwischen Stempel und Matrize) aufeinander zu.
Durchbrechen. Wenn sich die Risse treffen, löst sich die ausgeschnittene Scheibe, der Stanzbutzen, und wird als Abfall nach unten durch die Matrize gedrückt.
Abstreifen und verfahren. Der Stempel fährt hoch, während der Abstreifer das Blech niederhält. Bei einer CNC-Revolverstanzmaschine (einer computergesteuerten Maschine mit einem drehbaren Magazin aus Stempeln) schiebt der Tisch das Blech danach zum nächsten Loch.

Scheren

Das Scheren (unten rechts) wendet dieselbe Wirkung entlang einer Geraden an. Ein Niederhalter spannt das Blech, und ein langes Obermesser fährt knapp an einem feststehenden Untermesser vorbei nach unten. Das Obermesser ist meist leicht geneigt und schneidet daher fortschreitend entlang der Linie, wie eine Schere. Ein einstellbarer Anschlag hinter den Messern, der Hinteranschlag, legt die Breite des Streifens fest.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Stahlblech, Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Messing; auch Kunststoffe, Leder und Dichtungsplatten mit einfacheren Werkzeugen
Typische Teile: Schaltschränke, Halterungen, Chassisbleche, Lochbleche, Unterlegscheiben, Regalständer
Bauteilgröße: Blech meist bis etwa 6 mm Dicke; CNC-Revolverpressen nehmen Tafeln bis etwa 1,5 × 3 m
Präzision: Etwa ±0,1 mm bei einer CNC-Revolverstanzmaschine
Oberfläche: Flächen unberührt; die Schnittkante hat ein glänzendes Band, ein raues Band und einen kleinen Grat (eine scharfe, erhabene Lippe)
Geeignete Losgröße: Von Prototypen bis zu großen Serien mit Standardwerkzeugen; eigene Werkzeuge lohnen sich in der Massenfertigung
Werkzeug- und Maschinenkosten: Standard-Stempel-Matrizen-Sätze kosten jeweils zehn bis einige Hundert Dollar; eine CNC-Revolverstanzmaschine kostet Hunderttausende
Geschwindigkeit: Ein Hub pro Loch, oft mehrere Hundert Hübe pro Minute

Stärken und Grenzen

Stärken

Sehr schnell: ein Hub pro Loch
Niedrige Kosten pro Loch; Standardwerkzeuge decken gängige Formen ab
Keine Wärme, daher bleibt das Metall um das Loch unverändert
Dieselbe Maschine kann auch Kiemen (aufgestellte Lüftungsschlitze) und Versteifungssicken formen

Grenzen

Jede Lochform braucht einen eigenen Stempel und eine eigene Matrize
Nur Blech, meist bis etwa 6 mm Dicke
Die Kante ist teilweise rau und hat einen Grat
Löcher, die schmaler sind als etwa die Blechdicke, können den Stempel brechen

Wo es eingesetzt wird

ElektrikSchaltschränke, Verteilerkästen, Ausbrechöffnungen für Kabeleinführungen
Bau und MöbelRegalständer, gelochte Fassadenpaneele, Teile für Deckenraster
Haushaltsgeräte und LufttechnikBackofen- und Waschmaschinengehäuse, Lüftungsgitter, Kanalteile
Elektronik und ITServerschränke, Computergehäuse, Abschirmbleche
AutomobilbauHalterungen und Verstärkungen; geschnittene Platinen für gestanzte Karosserieteile

So erkennen Sie es

Die Lochwand hat nahe der einen Fläche ein glänzendes Band und nahe der anderen ein mattes, raueres Band.
Eine Fläche zeigt eine leicht gerundete Lochkante; die andere hat einen kleinen, scharfen Grat.
Große Umrisse mit leicht gewellter Kante entstehen durch Nibbeln: viele kleine, sich überlappende Hübe.
Reihen identischer Löcher, Schlitze oder Kiemen und Ausbrechöffnungen (teilweise ausgeschnittene Scheiben, die man für Kabel herausbricht).

Im Vergleich mit

Laserschneiden6.2kein Werkzeug und jeder Umriss, aber es fährt jedes Loch einzeln ab, daher dauern dichte Lochbilder länger.Stanzen und Tiefziehen4.2eigene Werkzeuge in großen Pressen für die Massenfertigung; Stanzen ist der flexible Verwandte für kleine Serien.Wasserstrahlschneiden6.4ebenfalls ohne Wärme, aber viel langsamer; schneidet dicke Platten, Stein und Glas, die ein Stempel nicht schafft.

Ansehen

Roy Manufacturing · Eine Einführung in die CNC-Revolverstanzmaschine und ihre Werkzeuge für Einsteiger

Headland Technology · Die Teile der Maschine, in einer Animation zerlegt

TRUMPF Inc. · Nahaufnahmen des Stanzkopfs und seiner Werkzeuge bei der Arbeit

NCTOOLS CADCAM · Ein Blech mit langen Lochreihen

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Stanzen — das Prinzip, mit Fotos von Handlochzangen und einer industriellen Stanzpresse
Wikipedia: Scherschneiden — Überblick über das Scheren mit geraden Messern
Fotosuche auf Wikimedia Commons

Merken

Stempel und Matrize schneiden durch Scherschneiden: Das Metall biegt sich, wird teilweise geschnitten und reißt dann durch.
Der Schneidspalt zwischen Stempel und Matrize bestimmt die Kantenqualität und die Größe des Grats.
Stanzen ist der schnellste Weg, viele Löcher in Blech zu machen; Scheren leistet dasselbe entlang einer Geraden.