Grundkenntnisse in der Formenverarbeitung

Kritische Faktoren für die Auswahl des Formmaterials

Die Wahl des Formmaterials ist von folgenden entscheidenden Faktoren abhängig:

1. Umformprozess

Die Produktionsmethode bestimmt die Wahl zwischen zwei grundlegenden Arten von Werkzeugstahl:

A) Warmarbeitsstahl, der den relativ hohen Temperaturen beim Druckguss, Schmieden und Extrudieren standhält.

B) Kaltarbeitsstahl, der zum Stanzen, Scheren, Kaltumformen, Kaltfließpressen, Kaltschmieden und Pulververdichten verwendet wird.

2. Kunststoffmaterial

Einige Kunststoffe wie PVC (Polyvinylchlorid) können bei der Verarbeitung ätzende Nebenprodukte erzeugen. Korrosion kann auch durch Kondensation während längerer Ausfallzeiten, Einwirkung von korrosiven Gasen, Säuren, Temperaturwechsel (Kühlung/Heizung), Wasser oder Lagerbedingungen hervorgerufen werden. In diesen Fällen wird die Verwendung von Edelstahl oder korrosionsbeständigen Güten empfohlen.

3. Formgröße

Vorgehärtete Stähle werden aufgrund ihrer Stabilität und des geringeren Risikos von Verformungen während der Wärmebehandlung typischerweise für große Formen verwendet. Für kleinere Formen werden häufig durchhärtende Stähle bevorzugt.

4. Produktionslebensdauer (Anzahl der Zyklen)

Langzeitformen (> 1.000.000 Zyklen): Erfordern Stähle mit hoher Härte, typischerweise im Bereich von 48–65 HRC.

Mittelgroße Formen (100.000 bis 1.000.000 Zyklen): Üblicherweise werden vorgehärtete Stähle mit einer Härte von 30–45 HRC verwendet.

Kurzzeitformen (<100.000 Zyklen): Es können weichere Stähle mit einer Härte im Bereich von 160–250 HB verwendet werden.

5. Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit

Für viele Kunststoffverarbeiter hat eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit oberste Priorität. Es ist wichtig zu beachten, dass die Zugabe von Schwefel zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit häufig zu einer Verschlechterung der erreichbaren Oberflächenqualität führt. Darüber hinaus neigen Stähle mit hohem Schwefelgehalt zu einer verringerten Zähigkeit (erhöhte Sprödigkeit).

Hauptfaktoren, die die Bearbeitbarkeit von Materialien beeinflussen

Mehrere Schlüsselfaktoren bestimmen die Bearbeitbarkeit eines Materials, wobei die folgenden am kritischsten sind:

1. Chemische Zusammensetzung

Die chemische Zusammensetzung des Stahls ist von grundlegender Bedeutung. Im Allgemeinen korreliert ein höherer Legierungsgehalt mit einer schlechteren Bearbeitbarkeit. Eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts verringert auch die Bearbeitbarkeit.

2. Mikrostruktur und Verarbeitungsgeschichte

Entscheidend ist die Mikrostruktur des Stahls, die ein direktes Ergebnis seiner Verarbeitungsgeschichte ist (z. B. geschmiedet, gegossen, extrudiert, gewalzt, bearbeitet). Schmiede- und Gussteile weisen oft eine schwer zu bearbeitende Oberflächenhaut oder Zunder auf.

3. Materialhärte

Die Härte ist ein Hauptfaktor. Generell gilt: Je härter der Stahl, desto schwieriger lässt er sich bearbeiten. Die Werkzeugauswahl wird direkt von der Werkstückhärte bestimmt:

Schnellarbeitsstahl (HSS): Geeignet für Materialien bis 330–400 HB.

TiN-beschichtetes HSS: Kann Materialien bis zu 45 HRC bearbeiten.

Hartmetall, Keramik, Cermet oder kubisches Bornitrid (CBN): Erforderlich für harte Materialien im Bereich von 65–70 HRC.

4. Nichtmetallische Einschlüsse

Nichtmetallische Einschlüsse wirken sich typischerweise nachteilig auf die Standzeit des Werkzeugs aus. Beispielsweise ist Al₂O₃ (Aluminiumoxid) eine reine Keramik mit stark abrasiven Eigenschaften, die den Werkzeugverschleiß beschleunigt.

5. Eigenspannungen

Restspannungen im Material können zu erheblichen Bearbeitungsproblemen wie Verformungen führen. Um diese Probleme zu mildern, wird häufig empfohlen, nach der Grobbearbeitung eine Entspannungsoperation durchzuführen.

Kernwertversprechen

1. Nahtlose Integration von Design und Fertigung

Wir bieten eine umfassende Palette an Dienstleistungen an, von der Entwicklung komplexer Formen bis hin zur Präzisionsbearbeitung von Bauteilen, um die einwandfreie Umsetzung der Konstruktionsabsichten sicherzustellen.

2. Globale Standards und Lieferung

Durch den Einsatz strenger Qualitätskontrollsysteme, die wir von Gree und Daikin übernommen haben, stellen wir sicher, dass jede Form und jedes bearbeitete Teil den höchsten internationalen Standards für Genauigkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit entspricht.

3. Technologiegetriebene Effizienz

Durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien wie CAE-Simulation und 5-Achsen-Bearbeitung sind wir bestrebt, Produktionszyklen und Gesamtkosten zu optimieren und einen Mehrwert zu liefern, der die Erwartungen übertrifft.