Engineeringkompetenz
Entwicklung von Umformteilen in Stahl, Alu und Edelstahl
Von der Idee zur Serienproduktion
Der Entwicklungsprozess von Blech-Serienteilen
Um Umformteile und Stanzteile aus Blech präzise und effizient zu realisieren erfolgt der Entwicklungsprozess in der Regel schrittweise.
Während der Entwicklung ist es wichtig stets auch den Fertigungsprozess mit im Auge zu behalten. Und hier kommen wir, die Precision Forming (PFS), mit ins Spiel. Denn je früher wir als Werkzeug- und Umformspezialist involviert werden, desto sicherer ist auch die fertigungstechnische Umsetzbarkeit. „Extrarunden“ oder fertigungstechnische „Sackgassen“ werden frühzeitig erkannt.
Gemeinsam mit unseren Partnerunternehmen EnTech Schuler (Entwicklung und FE- Simulation) und Schuler Konstruktionen (Umformsimulation und Werkzeugkonstruktion) können wir Sie beginnend bei der Bauteilentwicklung bis zur Serienproduktion begleiten.
Die Schritte zur Serienfertigung
Bauteilentwicklung
Blechumformteile weisen viele Vorteile gegenüber anderen Fertigungsverfahren auf:
Es können hohe Festigkeiten realisiert werden, Blechumformteile sind materialeffizient, gut reproduzierbar und günstig in großen Stückzahlen herstellbar.
Gerne werden daher Umformteile in der Fahrzeugindustrie und in der Konsumgüterindustrie eingesetzt.
Die Bauteilentwicklung und -konstruktion erfolgt mittels 3D - CAD – Programmen wie Catia, NX, Creo Parametric und anderen.
Der entwicklungsbegleitende Einsatz der Finite-Elemente-Methode (FEM) z. B. mit Ansys ermöglicht dabei eine frühzeitige Identifikation und Optimierung potenzieller Schwachstellen noch vor der Werkzeugerstellung.
Umformsimulation und Methodenplanung
Ist klar, dass das Bauteil abgepresst wird, ist die entwicklungsbegleitende Umformsimulation sinnvoll. Zum Einsatz kommen dabei spezialisierte Simulationssoftware wie AutoForm und Simufact. Diese Tools unterstützen die Optimierung der Materialausnutzung, minimieren das Risiko von Rissbildung oder Faltenbildung und ermöglichen eine effiziente Prozessgestaltung. Das Ergebnis ist der Methodenplan, welcher die einzelnen Werkzeugstufen definiert.
Werkzeugkonstruktion
Basierend auf den Simulationsergebnissen werden die Werkzeuge entwickelt und konstruiert. Je nach Bauteilanforderung kommen Folgeverbund-, Transfer- oder Feinschneidwerkzeuge zum Einsatz.
Speziell für Getriebeteile (Lamellenträger) entwickeln wir sogenannte Rollwerkzeuge.
Prototypenwerkzeuge und Validierung
Tests mit Vorserienteilen ermöglichen es, die Integration und die Funktionalität des Bauteiles im Zusammenspiel mit anderen Teilen zu prüfen. Für die Produktvalidierung werden dann Musterteile benötigt. Mit Prototypenwerkzeugen oder mittels 3D- Druck können wir hier unterstützen.
3D Metalldruck / Kolibri Serienproduktion und Prozessüberwachung
Die Fertigung erfolgt auf Pressen und Anlagen, die eine gleichbleibend hohe Qualität sicherstellen.
Sensorische Überwachungssysteme messen kontinuierlich Presskraft, Materialfluss und Werkzeugbelastung.
Qualitätssicherung und kontinuierliche Verbesserung
Mittels optischer Messtechniken, zerstörungsfreier Prüfverfahren und regelmäßigen Stichproben stellen wir sicher, dass alle Bauteile den geforderten Spezifikationen entsprechen. Erkenntnisse aus der Produktion fließen in einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess ein.
Durch diesen strukturierten Entwicklungsansatz stellen wir sicher, dass unsere Bauteile effizient und mit höchster Qualität gefertigt werden.
Gut zu wissen
Toleranzen und Werkzeugarten
Moderne Pressen und Pressverfahren ermöglichen es, Bauteile in großen Stückzahlen effizient herzustellen, ohne dabei Kompromisse bei Stabilität, Maßhaltigkeit oder Funktionalität einzugehen. Entscheidend für eine wirtschaftliche Fertigung ist ein durchdachtes Design, das bereits in der Entwicklungsphase die Anforderungen der Serienproduktion berücksichtigt.
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Durch die enge Abstimmung zwischen Konstruktion, Werkzeugbau und Produktion stellen wir sicher, dass ihr Bauteil technisch ausgereift und wirtschaftlich herstellbar ist.
Wir unterstützen unsere Kunden insbesondere bei der Entwicklung von Umformteilen mit höchster Präzision.
Nutzen Sie unsere Kompetenzen in der Feinschneid-Technologie oder in der Werkzeugherstellung (Rollwerkzeuge) für rotationssymetrische Teile.
In der Umformtechnik und im Werkzeugbau ist die Precision Forming zuhause.
Feinschneidwerkzeuge
Feinschneidwerkzeuge sind spezielle Stanzwerkzeuge, die beim Feinschneidverfahren eingesetzt werden. Sie unterscheiden sich durch folgende Merkmale:
- Dreifachwirkung: Zusätzlich zum normalen Schneidstempel gibt es einen Ringzackenhalter (Halteplatte) und einen Gegenhalter.
- Minimale Gratbildung: Da das Blech während des Schneidvorgangs fest eingespannt ist, entstehen glatte, rechtwinklige Schnittflächen ohne nennenswerten Grat.
- Hohe Präzision: Typische Toleranzen liegen im Bereich von ±0,01 mm bis ±0,05 mm.
- Feinschneidwerkzeuge sind teurer als Standardstanzwerkzeuge, lohnen sich aber für Bauteile mit engen Toleranzen und hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität.
Rollwerkzeuge für Blechstärken bis zu 6 mm – Toleranzen im Bereich bis zu 0,15 mm
Blechstärken von bis zu 6 mm werden hauptsächlich im Bereich der Antriebstechnik bei hohen Kräften oder Drehmomenten im Automobil eingesetzt. Sehr oft sind diese Bauteile rotationssymmetrisch - aber auf jeden Fall mit einer hohen Präzision und entsprechenden Toleranzen versehen.
Hier kommen unsere Rollwerkzeuge in Verbindung mit der Feinschneid-Technologie zum Einsatz. Dadurch werden die Toleranzen minimiert. Diese Technologie beherrschen nur wenige Werkzeugbauer. Wir bei der Precision Forming sind eines davon.
Toleranzen im hundertstel Millimeterbereich
Die erreichbaren Toleranzen bei Umformteilen hängen von mehreren Faktoren ab, darunter das Material, das Umformverfahren und das eingesetzte Werkzeug. Die allgemeinen Toleranzen für Blechteile liegen zumeist im Bereich von ±0,1 mm bis ±0,5 mm. Präzisionsumformteile können aber auch Toleranzen von ±0,05 mm oder besser erreichen.
Eine wesentliche Rolle spielen auch die Bauteilstärke und -form. Dünnere Bleche (<1 mm) können in der Regel präziser verarbeitet werden als dicke Bleche (>3 mm). Bei komplexen Formen und Geometrien beeinflusst der Materialfluss und die Rückfederung die Toleranzhaltigkeit stärker.
Die Toleranzen bei verschiedenen Werkzeugarten im Überblick:
„Normale“ Stanz- und Schneidwerkzeuge, Biegewerkzeuge, Tiefziehwerkzeuge
Die üblichen Toleranzen im Werkzeugbau bewegen sich im Bereich von ±0,1 mm bis ±0,5 mm. Bei reinen Stanz- und Schneidwerkzeugen liegt man bei ±0,1 mm bis ±0,3 mm, bei Tiefziehteilen muss die Rückfederung des Materials mit einkalkuliert werden.
Die Toleranzen erhöhen sich dann auf ±0,2 mm bis ±0,5 mm. Sind engere Toleranzen gefordert, sind Feindschneidwerkzeuge die richtige Wahl.
Metallumformung
Folgeverbundwerkzeuge mit Toleranzen im hundertstel Bereich sind unsere Stärke.
Mit unseren patentierten Feinschneidpads erreichen wir auf herkömmlichen Pressen Toleranzen, welche sonst nur auf Feinschneidpressen möglich sind.
Ergänzt wird dies um unser Know-How im Bereich Rollwerkzeuge für Bleche bis 6mm
Oberflächen- und Wärmebehandlung
Wir “veredeln” Produkte für die Fahrzeug-, Flugzeug- und Fahrradindustrie.
Unsere Serien-Teile-Produktion verfügt über Anlagen
- zur Wärmebehandlung von Aluminium (Härten und Auslagern) sowie
- für das Finish ihrer Teile mittels Bürsten, Gleitschleifen und Polieren.
Serienfertigung
Die Produktion von Präzision-Blechteilen aus Stahl, Edelstahl oder hochfestem Flugzeugaluminium sowie von kompletten Baugruppen ist unser zweites Standbein.
Unsere Kunden schätzen unsere Kompetenzen in der Umformtechnik, der Wärmebehandlung, im Teilefinish und der Baugruppenmontage.