Wir halfen dem Kunden, ein Problem mit der Stärke seiner Maschine zu lösen, was zu einer patentierten Maschine führte.
Was ist Make-up?
„Stanzen ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Metallprodukten, bei dem ein Stempel verwendet wird, um das zu bearbeitende Oberflächenmaterial durch Schneiden oder Pressen in die gewünschte Form zu bringen. Das Verfahren wird manchmal auch als Stempeln bezeichnet, wird aber eher für ein ähnliches Verfahren verwendet, das im Buchdruck eingesetzt wird.“(Wikipedia)
Warum hält der Stecker einem Rohrschnitt nicht stand?
Im Frühjahr 2020 hatte ich während meines Studiums für mein DI-Studium etwa zwei Jahre bei Hefmec gearbeitet. Ich hatte bereits viele verschiedene Projekte in der Automobilindustrie, der Lebensmittelindustrie, dem Schwermaschinenbau und vielen anderen Bereichen gesehen. Dann wurde ich bei einem Kundenprojekt mit einer Situation konfrontiert, die auf den ersten Blick sehr harmlos aussah:
Der Kunde hatte eine Punktionsmaschine in der Entwicklung, um eine seitliche Punktion eines Rohrs durchzuführen, die bereits als schwierig bekannt war. Es handelte sich um eine neue Methode, an die hohe Erwartungen geknüpft waren. Bei den praktischen Versuchen hielt jedoch keiner der getesteten Stempel dem Test stand, so dass die vom Kunden entwickelte Maschine nicht fertiggestellt werden konnte.
Hefmec nimmt die Herausforderung an
Wir hatten für diesen sehr einfallsreichen Kunden schon seit Jahren mechanisches Design gemacht. Die Arbeitsteilung war klar: Der Kunde verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Problemdomäne seiner Branche, und wir haben umfangreiche Erfahrung im Umgang mit moderner 3D-Designsoftware. Das machte uns zu einem natürlichen Partner für die Herausforderung, die uns gestellt wurde. Von Beginn des Projekts an hatten alle beteiligten Parteien eine fundierte Vermutung über die Ursache. Als die Herausforderung genauer untersucht wurde, wurde klar, dass dies neben dem visuellen Rätsel auch das Thema einer Diplomarbeit sein könnte.
Ursachenkartierung: die Herausforderung der Klingenkräfte
Normalerweise wird das Material beim Stanzen senkrecht geschnitten, so dass die auf das Werkzeug wirkenden Kräfte parallel zur Klinge verlaufen und wenig Biegeeffekt haben. Der Kunde probierte verschiedene Klingen aus, ohne dass sich der Schnitt oder die Haltbarkeit der Klinge wesentlich verbesserte. Beim seitlichen Schneiden von Rohren bestand die Herausforderung in den seitlichen Kräften auf die Klingenspitze, wenn die Bewegung der Klinge nicht senkrecht zur Rohroberfläche verläuft. Die seitlichen Kräfte führten dazu, dass sich die Spitze der Klinge heftig verbog, so dass die Stanze nur wenige Einstiche überstand, bevor sie brach.
Problemsimulation und Suche nach optimaler Geometrie
Die Klinge wurde so konstruiert, dass die Kräfte auf die Klinge reduziert wurden. Die Klinge wurde in verschiedenen Stadien des Schneidprozesses modelliert und die Form der Schneidkante im Verhältnis zum entstandenen Loch untersucht. Ziel war es, die Kante der Klinge so zu gestalten, dass der Span durch Scheren und nicht durch Reißen entfernt wird.
Durch praktische Experimente zu einer Lösung
- Korrekte Abstände
Auch die Bestimmung der korrekten Abstände zwischen dem Stecker und dem Gegenstück wurde berücksichtigt. Ein kleineres Spiel ergibt einen besseren Schnitt, aber andererseits reduziert ein größeres Spiel die Kräfte auf die Klinge. Das richtige Spiel, das einen angemessenen Schnitt ergab, wurde schließlich durch praktische Versuche gefunden. - Schmierung
Außerdem wurde die Klinge geschmiert, um die Reibung zu verringern. Dadurch konnte die erforderliche Kraft weiter reduziert werden. - Material
Als endgültiges Klingenmaterial wurde Pulverstahl gewählt, der Zähigkeit und Härte optimal kombiniert. Dies wurde mit einer geeigneten Oberflächenbehandlung kombiniert, um die Klingenoberfläche ausreichend verschleißfest zu machen.
Das Endergebnis des Projekts war eine Klinge, die im Gebrauch langlebig war und auch einen guten Schnitt erzeugte. Der Kunde konnte die Maschine zum Patent anmelden und ich konnte meine Diplomarbeit mit guten Noten auf den Umschlag bringen!
Haben Sie ähnliche Herausforderungen mit Make-up oder anderen Fertigungstechniken? Setzen Sie sich mit Produktmanagerin Petja Lindström (+358 40 740 4771) in Verbindung und wir werden gemeinsam die für Sie passenden Werkzeuge und Methoden entwickeln!
