Arnold Umformtechnik Wann sich die Bearbeitung durch Kaltumformung lohnt

Die Entscheidung, ob ein Bauteil besser durch eine spanende Bearbeitung oder durch Kaltumformung herzustellen ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Kosten und Stückzahl spielen dabei genauso eine Rolle, wie der vorgesehene Einsatzfall und der Herstellungsprozess als solcher.

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Arnold Umformtechnik GmbH & Co. KG

Grundsätzlich eignen sich Großserienteile für die Kaltumformung (Bild 1), denn durch die Kaltumformung wird der Materialeinsatz im Vergleich zu spanabhebenden Verfahren deutlich reduziert. Bei komplexen Kaltfließpressteilen können Einspareffekte von bis zu 80 % erzielt werden. Geeignet sind kaltumformtechnische Verfahren deshalb insbesondere für Produkte, die in einer großen Stückzahl hergestellt werden können.

Eine pauschale Aussage dazu, ab welcher Stückzahl sich die Kaltumformung lohnt, ist natürlich nicht möglich. Grundsätzlich hängt die Wirtschaftlichkeit von Kaltfließpressteilen von deren Geometrie ab. So ist bei Bauteilen, die in drei Stufen umgeformt werden können, die Wirtschaftlichkeit von Kaltfließpressteilen bereits bei einem Jahresbedarf von 200.000 Stück gegeben, wobei dies bei einem 6-Stufen-Kaltfließpressteil erst bei einem Jahresbedarf von 500.000 Stück gegeben ist.

Neben der Geometrie sind auch nachfolgende Prozesse zu betrachten, wie eine Wärmebehandlung. Diese können möglicherweise entfallen, wenn aufgrund der Kaltumformung bereits die gewünschten Festigkeitseigenschaften erreicht werden.

Prozess und Einflussfaktoren frühzeitig betrachten

Eine frühzeitige und konsequente Betrachtung aller Bauteilanforderungen, Einflussfaktoren und Prozessparameter lohnt sich. Zunächst ist zu betrachten, wie die Bauteilqualität festgelegt ist und welche Funktion das Bauteil hat. Neben diesen technischen Gegebenheiten ist natürlich die Produktionsmenge von großer Bedeutung. Letztendlich muss berücksichtigt werden, ob das Bauteil in eine laufende Serie eingesetzt werden soll oder ob es sich um eine Neuentwicklung handelt.

Die geforderte Bauteilqualität spielt bei der Prozessbetrachung eine wichtige Rolle. So bestimmen die geforderten Festigkeitseigenschaften des Bauteils auch die Anforderungen an den Werkstoff. Hierbei ist zu beachten, welche Werkstoffe sich gut umformen lassen und welche für die Kaltumformung bereits aufgrund ihrer Gitterstruktur oder Legierungsbestandteile ungeeignet sind. Häufig eingesetzt werden Kohlenstoffstähle mit einem Kohlenstoffgehalt von unter 0,5 %, Aluminium wie auch Kupfer. Weitere Faktoren sind die Geometrie des Bauteils sowie die für die Funktion erforderlichen Toleranzen.

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