Wann sich die Bearbeitung durch Kaltumformung lohnt

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Arnold Umformtechnik GmbH & Co. KG

Ziel des Conform-Prozesses: ein kaltumformtechnisch herstellbares Bauteil

Der Conform-Prozess (Bild 4) wird bei Arnold Umformtechnik seit vielen Jahren erfolgreich umgesetzt. Aus der anfänglichen Herstellbarkeitsbewertung ergeben sich während der Prozessbetrachtung mit dem Kunden schrittweise entsprechende Änderungsvorschläge. Ziel ist der Vorschlag für die Herstellung eines Bauteils, welches kaltumformtechnisch herstellbar ist und für die Kunden ein kosten- und verfahrensoptimiertes Produkt darstellt. In der Musterphase können die Kunden mit Fastener Express auch Prototypen unter seriennahen Bedingungen herstellen. Dieses Angebot wird vielfach genutzt, da die Lieferzeit für Serienteile für Testphasen häufig zu lang ist.

Diese seriennahen Prototypen werden spanabhebend bearbeitet oder hergestellt und in den nachfolgenden Prozessen wie Serienteile weiter bearbeitet. Wenn es dann zur Bestellung von Serienteilen durch den Serieneinkauf kommt, sind keine Zeichnungsänderungen mehr erforderlich und die Kaltumformteile entsprechen den bereits erprobten Prototypen.

Gemeinsam mit den Kunden konnte auf diesem Weg bereits für einige Bauteile nicht nur das Herstellungsverfahren, sondern auch das sich anschließende Fügeverfahren optimiert werden: So zum Beispiel für eine Hülse, welche bisher spanabhebend aus Messing hergestellt wurde. Gefügt wurde sie durch ein sogenanntes Warmeinbetten in einen Kunststoff. Heute wird das Bauteil kaltumformtechnisch hergestellt und kalt in den Kunststoff eingepresst. Die Hauptargumente für diese Umstellung waren die kostenoptimierten Bauteile und eine Prozessoptimierung durch das Fügeverfahren.

Materialeinsatz und Stückleistung für Kosten berücksichtigen

Bei der Kostenbetrachtung eines Drehteils im Vergleich zu einem Umformteil ist der erforderliche Materialeinsatz zu betrachten. Wie viel Material ist notwendig, um das Bauteil mit einem spanabhebenden Verfahren herzustellen, und welcher Materialeinsatz ist erforderlich, um dieses kaltumformtechnisch herzustellen. Für die dargestellte Hülse ist bei der spanabhebenden Fertigung ein Materialeinsatz von 19,4 g erforderlich. Bei der kaltumformtechnischen Herstellung wird lediglich 11,1 g benötigt.

Neben dem Materialeinsatz ist auch die Stückleistung je Minute zu betrachten. Mit den Mehrstufenpressen können je nach Maschine und Geometrie der umzuformenden Bauteile 150 bis 300 Stück je Minute hergestellt werden.

Die Werkzeugkosten nehmen in Abhängigkeit von der Anzahl der Umformstufen wie auch der Komplexität des Bauteils zu. Zudem lassen sich die Werkzeuge häufig nur für eine Bauteilgeometrie verwenden und fallen somit je Bauteil an. Dies ist der Grund, weshalb eine entsprechende Produktionsmenge erforderlich ist, damit ein Kaltfließpressteil wirtschaftlich ist.

Bei Arnold Umformtechnik setzt man bei der Herstellung von Präzisionsbauteilen beispielsweise auf Mehrstufenpressen mit sechs Umformstufen, wie beispielsweise die Hatebur Coldmatic AKP 4-6S (Bild 4), die eine Gesamtpresskraft von 2300 kN besitzt. Der maximale Drahtdurchmesser, der in diese Maschine eingezogen werden kann, ist 20 mm. Die Hubzahl liegt zwischen 110 und 160 Stück pro Minute. Ein sicherer Quertransport der Pressrohlinge wird durch sieben Greiferzangen ermöglicht. Durch das Varioblock-Schnellwechselsystem ist eine Verkürzung der Umrüstzeiten möglich. Der Lineareinzug sowie das Hochgeschwindigkeits-Schersystem sind weitere wichtige Merkmale der Technik. MM

* Melanie Rother ist Vertriebsingenieurin in der Anwendungstechnik bei Arnold Umformtechnik in 74670 Forchtenberg-Ernsbach, Tel. (0 79 47) 8 21-0, info@arnold-umformtechnik.de; Annedore Bose-Munde ist freie Journalistin

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