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Jul 18, 2023

Stromquellen für Stanzpressen

Da Hersteller bestrebt sind, sekundäre Arbeitsgänge und Materialhandhabung zu reduzieren und schneller vom „Kunstwerk zum Teil“ zu gelangen, wird die Umformung auf der Stanzpresse immer häufiger eingesetzt. Es wird immer Bedarf geben

Da Hersteller bestrebt sind, sekundäre Arbeitsgänge und Materialhandhabung zu reduzieren und schneller vom „Kunstwerk zum Teil“ zu gelangen, wird die Umformung auf der Stanzpresse immer häufiger eingesetzt.

Es wird immer einen Bedarf an Schlägen geben. Allerdings ist der Verkauf von Stanzgeräten aufgrund der Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit von Laserschneidmaschinen, insbesondere Faserlasern, in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen. Davon abgesehen sind Laser nicht in der Lage, sich zu formen.

Die meisten Hersteller müssen immer noch Formen wie Lamellen und Prägungen herstellen sowie Präge- und Gewindeschneidvorgänge durchführen. In dieser Hinsicht können sie sich nicht vollständig auf den Faserlaser verlassen. Und in den meisten Fällen ist es Loch für Loch immer noch kostengünstiger, eine Stanzpresse zu verwenden. Je dicker das Material ist, desto stärker schwanken die Kosten zwischen den beiden Optionen. Aus diesem Grund wird es immer einen Bedarf an Stanzgeräten geben, insbesondere an Einsteiger- und Produktionsmaschinen.

Ein Bereich mit Möglichkeiten scheint jedoch bei Stanz-/Laser-Kombinationsmaschinen zu liegen. In den letzten fünf Jahren ist der Markt für diese Art von Ausrüstung gewachsen. Im Jahr 2019 entfielen 28 Prozent aller verkauften Stanzmaschinen auf Kombinationsmaschinen und nicht auf eigenständige Stanzmaschinen. Es gab ein echtes Auf und Ab bei Kombinationsmaschinen, insbesondere weil CO2-Laser als Teil von Kombinationsmaschinen nicht besonders zuverlässig waren. Die Belastung und die Vibrationen beim Stanzen können dazu führen, dass die Optik nicht richtig ausgerichtet ist, was zu einem unzuverlässigen Schnitt führt. Bei der Faserlaser-Kombinationsmaschine gibt es jedoch keine Probleme mit der Optik, sodass die Schneidergebnisse zuverlässiger sind. Das ist einer der Gründe dafür, dass der Markt für Kombinationsgeräte weiterhin wächst.

Hersteller müssen bestimmen, was sie stanzen, welche Art von Materialien und welche Dicke sie haben. Dies ist ein guter Anfang, denn Stanzmaschinen haben ihre Grenzen. Der Standard für eine Stanzpresse ist ¼ Zoll. Material und zwischen 20 und 30 Tonnen. Es gibt sicherlich nicht standardmäßige Optionen mit höheren Tonnagebereichen, aber Hersteller, die etwas weniger Individuelles suchen, müssen überlegen, ob ihre Teile im Stanzbereich der Maschine untergebracht werden können. Wenn Sie nicht vorhaben, lochintensive Teile zu verarbeiten, ist der Faserlaser möglicherweise die bessere Option. Wenn jedoch Teile viele Löcher erfordern, können durch den Einsatz einer Stanzpresse die Kosten pro Loch gesenkt werden. Der größte bestimmende Faktor ist die Formung. Welche Formen gibt es auf dem Teil? Gibt es Lamellen? Gibt es Prägungen oder etwas, das extrudiert oder geklopft wird? Hier glänzt die Stanzpresse.

Über diese Spezifikationen hinaus müssen sich Verarbeiter auch zwischen einem hydraulischen oder servoelektrischen Pressenantrieb entscheiden. Worauf ein Hersteller in Bezug auf die Wiederholbarkeit der Formen und das Gesamtbudget achtet, wird dabei helfen, zu bestimmen, welche Option für seine Anwendung besser geeignet ist. Ein servoelektrischer Antrieb ist in den meisten Fällen kostengünstiger im Betrieb als eine hydraulische Stanzpresse, aber die Wahl zwischen beiden muss eine größere Diskussion sein.

Da Hersteller bestrebt sind, sekundäre Arbeitsgänge und Materialhandhabung zu reduzieren und schneller vom „Werk zum Teil“ zu gelangen, wird die Umformung auf der Stanzpresse immer häufiger eingesetzt. Der Abstand zwischen Stempel und Matrize (der Vorschubabstand) bestimmt, was auf einer Stanzpresse geformt werden kann.

Einkopf-Hydraulikmaschinen verfügen über den Luxus eines großen Vorschubspielraums – bis zu 3 Zoll –, der dem Hersteller mehr Formflexibilität bietet. Scharniere sind ein Beispiel für eine komplexe Form, die auf einer hydraulischen Stanzpresse durch schrittweises Biegen mit einem Scharnierwerkzeug hergestellt werden kann. Andernfalls müssten diese Teile über ein Programm mit Ausweichbewegungen hergestellt werden, was mehr Programmierzeit und -aufwand erfordert.

In puncto Energieeffizienz hinkt die hydraulische Stanzpresse ihrem servoelektrischen Gegenstück hinterher. Das heißt nicht, dass eine hydraulische Stanzpresse nicht energieeffizient ist; Es gibt viele energieeffiziente Optionen auf dem Markt. Die Wahl einer hydraulischen Stanzpresse mit einem Energy Reduction System (ERS) trägt dazu bei, den Energieverbrauch in Zeiten niedrigen Hydraulikdrucks oder nachlassender Maschinenaktivität zu reduzieren und so den Gesamtstromverbrauch zu optimieren. Allerdings wurde der servoelektrische Antrieb auf Energieeffizienz ausgelegt.

Im Hinblick auf die Wartung empfehlen die OEMs, den Filter und das Hydrauliköl jährlich auszutauschen. Wenn Sie sich für eine hydraulische Stanzpresse entscheiden, ist es wichtig, Nebenkosten wie Ölwechsel und -entsorgung zu berücksichtigen.

Lange Zeit lieferten servoelektrische Pressenantriebe die volle Kraft nur am unteren Ende des Hubs. Dank der fortschreitenden Technologie ermöglichen viele servoelektrische Antriebe nun jedoch die vollständige Kontrolle über den Stößel und die volle Kraft während des gesamten Hubs.

Einkopf-Hydraulikmaschinen verfügen über den Luxus eines großen Vorschubspielraums – bis zu 3 Zoll –, der dem Hersteller mehr Formflexibilität bietet.

Bei einer servoelektrischen Maschine gilt: Je höher die Tonnage, desto teurer ist die Maschine, insbesondere im 30-Tonnen-Bereich. Dies ist möglicherweise der Hauptgrund dafür, dass Hersteller ein hydraulisches Pressenantriebssystem einem servoelektrischen Pressenantriebssystem vorziehen würden. Es kommt auch darauf an, wie komplex das Antriebssystem der Presse ist. Wenn es viele Komponenten, insbesondere bewegliche Teile, gibt, ist es möglicherweise nicht in der Lage, den Aufprall von 30 Tonnen so zu bewältigen, wie es ein hydraulisches System tun würde. Es gibt sicherlich einen Ermüdungsfaktor, der mit der Zeit zu einem höheren Ausfall führt. Bei Anwendungen mit geringerer Tonnage glänzt die servoelektrische Technologie jedoch wirklich. Außerdem wird diese Technologie ständig weiterentwickelt und angepasst, um den Anforderungen der heutigen Hersteller gerecht zu werden. Fortschrittlichere Motorkonstruktionen bieten beispielsweise eine höhere Wiederholgenauigkeit.

Wenn es um Energieeinsparungen geht, liegt die Servoelektrik aus vielen Gründen an erster Stelle. Im Durchschnitt ermöglicht die servoelektrische Antriebsoption eine Reduzierung des Energieverbrauchs um 20 Prozent. Dies liegt daran, dass keine Hydraulikpumpe betrieben werden muss. Außerdem verbrauchen servoelektrische Antriebe zwischen den Stanzhüben weniger Energie, während die Maschine im Leerlauf ist. Dies ist ein zu berücksichtigender Faktor in Bereichen, in denen Strom extrem teuer ist oder Rabatte für Energieeffizienz verfügbar sind.

Der elektrische Pressenantrieb hat meist eine geringere Trefferquote als eine hydraulische Maschine, da die Ventile schneller reagieren können. Die einzige Möglichkeit, die Trefferquote bei hohen Produktionsanforderungen bei einem elektrischen Pressenantrieb zu erhöhen, besteht darin, größere Motoren einzubauen, was kostspielig sein und mehr Energie verbrauchen kann. Hersteller müssen sich den Aufbau des Teils ansehen und darüber nachdenken, was sie ihrer Meinung nach auf der Maschine verarbeiten werden, und dies in ihre Entscheidung einbeziehen.

Den (wenn auch minimalen) Geschwindigkeitseinschränkungen eines servoelektrischen Pressenantriebs wird durch eine hohe Wiederholgenauigkeit entgegengewirkt. Ein Hersteller kann eine Prägung innerhalb eines gesamten Bogens mit einer Genauigkeit von ±0,001 Zoll wiederholen. Diese präzise Stößelsteuerung ist besonders wichtig bei Umform- und Prägeanwendungen sowie bei Anwendungen, die Spezialwerkzeuge erfordern. Mit einem hydraulischen Pressenantrieb liegt diese Wiederholgenauigkeit bei ±0,003 bis 0,004 Zoll. Das scheint nicht viel zu sein, kann aber je nach Projektanforderungen einen großen Unterschied machen.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist der Lärm. Ein servoelektrischer Pressenantrieb ist tendenziell 15 bis 20 Prozent leiser als eine hydraulische Maschine. Wenn Lärmbelästigung ein Problem darstellt, kann die Entscheidung für servoelektrische Antriebe einen Unterschied machen. Wenn ein Hydraulikmotor ständig läuft, macht er auch im Schlafmodus (bei langsamer Drehzahl) immer noch Geräusche. Ein elektrischer Stößel macht keine Geräusche, wenn die Motoren nicht laufen.

Die servoelektrische Stanzpresse besteht größtenteils aus weniger Bauteilen als eine hydraulische Stanzpresse. Während der servoelektrische Antrieb Komponenten wie Motoren, Kugelumlaufspindeln und Getriebe erfordert, verfügt er nicht über einen Öltank, eine Pumpe, zugehörige Ventile, Schläuche oder Kühler. Einige aktuelle Modelle servoelektrischer Maschinen bestehen aus nur 50 Komponenten. Dies ist im Hinblick auf die Wartungskosten von Bedeutung. Aufgrund des Ermüdungsfaktors, insbesondere bei Anwendungen mit höherer Tonnage, kann es sein, dass diese Komponenten im Laufe der Zeit ausgetauscht werden müssen. Ebenso wie bei der hydraulischen Variante sind die Nebenkosten einzukalkulieren.

Bei der Wahl zwischen hydraulischen und servoelektrischen Stanzmaschinen kommt es auf die Anwendung an. Es kommt auch auf den Komfort an. In vielen Fällen werden Verarbeiter, die schon immer miteinander gearbeitet haben, weiterhin die gleiche Antriebstechnologie bevorzugen. Da sich die Technologie jedoch weiterentwickelt, sollten Hersteller neu bewerten, wie ihre aktuellen Stanzmaschinen ihre Anwendungen bedienen.

Dan Caprio ist Verkaufsleiter für Stanzprodukte bei LVD Strippit, 12975 Clarence Center Rd., Akron, NY 14001, 716-542-4511, www.lvdgroup.com.