Het ontwerpen van moderne producten gaat snel. Ingenieurs en fabrikanten staan constant onder druk om meer onderdelen te leveren, met nauwere toleranties, in minder tijd. Maar metaalplaten omzetten in complexe onderdelen is niet eenvoudig. Plaatstaal stansen lost deze problemen op door snel en kosteneffectief grote aantallen precisiedelen te maken.
In dit artikel wordt uitgelegd hoe stempelen werkt, welke materialen worden gebruikt en waar het wordt toegepast. Blijf lezen om te leren hoe dit proces past in je volgende project.
Wat is plaatstempelen?
Plaatstempelen is een koudvervormingsmethode. Het vormt metaal zonder warmte. Een stanspers duwt metaal in een matrijs en vormt het in een specifieke vorm. Het proces is snel en herhaalbaar. Het is geschikt voor massaproductie.
Het basisidee is eenvoudig. Een pons duwt een plaat metaal naar beneden. Daaronder ondersteunt een matrijs het materiaal. De vorm van de matrijs en de stempel bepaalt de vorm van het onderdeel.
Deze actie verandert de vorm van de plaat permanent. De pers moet genoeg druk uitoefenen om het metaal te vervormen zonder het te scheuren. Tijdens één perscyclus kunnen verschillende snij-, buig- of rekbewerkingen plaatsvinden.
Het stempelen wordt aangestuurd door drie belangrijke elementen: kracht, gereedschap en beweging.
- Kracht komt van de pers. De pers moet overeenkomen met de sterkte en dikte van het metaal.
- De dobbelsteen vormt het metaal. Het is een op maat gemaakt gereedschap voor elk deel van het ontwerp.
- De pers regelt snelheid en druk. Het kan mechanisch of hydraulisch zijn.
Samen vormen ze een systeem dat vlakke platen omzet in precieze 3D onderdelen. Elke cyclus levert hetzelfde resultaat op. Deze herhaalbaarheid maakt stansen ideaal voor massaproductie.
Hoe werkt plaatstempelen?
Plaatwerk stansen volgt een eenvoudig proces. Elke stap helpt om onbewerkt plaatmateriaal om te zetten in een afgewerkt onderdeel. Zo werkt het van begin tot eind.
Stap 1: Materiaalkeuze en voorbereiding
Het proces begint met het kiezen van het juiste metaal. Veelgebruikte keuzes zijn roestvrij staal, aluminium, koolstofstaal en koper. Het materiaal is meestal op rol of in plaatvorm.
Stap 2: Het materiaal voeden
Vervolgens wordt de metalen plaat in de pers gevoerd. Dit kan handmatig of automatisch gebeuren. Bij grote oplagen gebruiken coil-fed systemen rollen om het metaal continu toe te voeren. Voor korte runs of prototypingVaak worden losse flodders gebruikt.
Stap 3: Gereedschap instellen
Het gereedschap omvat de stempel en de matrijzen. Deze gereedschappen worden in de pers geplaatst. De vorm van de matrijs en stempel komt overeen met het ontwerp van het onderdeel. Ze bepalen de vorm, gaten, rondingen en bochten van het uiteindelijke onderdeel.
Stap 4: Druk op Bediening
De pers duwt de stempel in het metaal en tegen de matrijs. Hierdoor wordt kracht uitgeoefend om het metaal vorm te geven of te snijden. Afhankelijk van het gereedschap kunnen gaten worden geponst, randen worden gebogen of krommingen worden gevormd - alles in één enkele beweging.
Stap 5: Uitwerpen en onderdelen verwijderen
Zodra de slag voltooid is, gaat de pers omhoog. Het afgewerkte onderdeel wordt automatisch uitgeworpen of met de hand verwijderd. Restjes of overtollig materiaal worden ook verwijderd.
Hoofdtypen van plaatmetaalstempelprocessen
Plaatwerk stansen is niet one-size-fits-all. Elke methode voldoet aan verschillende behoeften op basis van de vorm, het volume en de complexiteit van het onderdeel. Hieronder staan de meest gebruikte typen in de productie.
Progressief stempelen
Progressief stansen maakt gebruik van een lange strook metaal die door verschillende stations in een enkele matrijs wordt gevoerd. Elk station voert een andere actie uit: snijden, buigen of ponsen. Het onderdeel wordt stap voor stap gevormd terwijl de strook naar voren beweegt.
Dit proces is snel en efficiënt. Het is het beste voor grote volumes onderdelen met meerdere kenmerken. Het vermindert handling en levert consistente resultaten.
Stempelen met transfermatrijzen
Stempelen met transferdruk werkt met individuele blanks in plaats van een continue strook. Robotarmen of mechanische transfers verplaatsen elke blenk van de ene matrijs naar de volgende. Elke matrijs voert één bewerking uit.
Deze methode is uitstekend voor grotere of diepere onderdelen. Ze laat complexere vormen toe dan progressieve matrijzen en is geschikt voor middelgrote tot grote productievolumes.
Stempelen met vier schuiven
Bij het stansen met vier schuiven, of meervoudig schuiven, worden vier schuivende gereedschappen gebruikt die rond het onderdeel zijn geplaatst. Deze gereedschappen buigen, snijden of vormen het materiaal tegelijkertijd vanuit verschillende hoeken.
Het is ideaal voor kleine, ingewikkelde onderdelen met complexe bochten. Hij is zeer efficiënt voor middelgrote tot grote batches en vermindert secundaire bewerkingen.
Blanking fijn
Fijne blanking produceert onderdelen met gladde randen en nauwe toleranties. Er wordt een hogere druk gebruikt dan bij standaard stansen en vaak zijn er extra stappen zoals klemmen voor het snijden.
Dit proces wordt gebruikt voor precisieonderdelen, vooral in de auto-industrie en elektronica. Door de zuivere snijranden is er minder nabewerking nodig.
Diep tekenen
Diepe tekening transformeert plat metaal in diepe, holle vormen. Een pons forceert de plaat in een matrijsholte, waardoor deze wordt uitgerekt tot een doos- of cilindervorm. Het wordt gebruikt om containers, behuizingen en andere diepe onderdelen te maken.
Dit proces verwerkt onderdelen met grote diepte-diameterverhoudingen. Hiervoor zijn kneedbare metalen nodig zoals aluminium, koper of staal met een laag koolstofgehalte.
Gebruikelijke stempeltechnieken
Elke stempelbewerking voert een specifieke taak uit. Sommige vormen het metaal. Andere verwijderen er delen van. Deze technieken worden vaak gecombineerd om één onderdeel in één keer te maken.
Blanking
Blanking snijdt een vlakke vorm uit een metalen plaat. De blanco vorm wordt het onderdeel zelf. Het is meestal de eerste stap in het stempelen. Blanking moet nauwkeurig gebeuren, omdat het de buitenrand van het onderdeel bepaalt.
Deze methode is snel en werkt goed voor onderdelen die nauwe toleranties en schone randen nodig hebben.
Piercing en stoten
Doorboren creëert gaten of openingen in het metaal. Ponsen doet hetzelfde, maar kan meer materiaal verwijderen. Beide gebruiken een pons-en-die opstelling om door de plaat te knippen.
Ze worden gebruikt om gaten te maken voor bevestigingsmiddelen, ventilatie of ontwerpelementen. Het afvalmateriaal wordt een slak genoemd en wordt meestal weggegooid.
Embossing
Pregen vormt verhoogde of verzonken vormen in het metaal zonder het te snijden. Het voegt textuur, logo's of functionele details toe, zoals verstevigende ribben.
Deze techniek verbetert de sterkte en het ontwerp van onderdelen. Het wordt vaak gebruikt voor branding of visuele effecten op deksels, panelen en behuizingen.
Coining
Coining gebruikt zeer hoge druk om fijne details in het metaal te vormen. Het oppervlak wordt afgevlakt en samengedrukt. Dit helpt om nauwe toleranties en scherpe vormen te verkrijgen.
Het komt vaak voor in elektrische contacten, munten en andere kleine, zeer nauwkeurige onderdelen.
Buigen en flenzen
Buigen verandert de hoek van een metalen deel. Met flenzen wordt een rand of lip gecreëerd die uitsteekt. Beide worden gebruikt om onderdeelgeometrie op te bouwen of de structuur te versterken.
Dit zijn basisstappen in veel gestempelde onderdelen, vooral beugels, frames en behuizingen.
Typen en mogelijkheden van stempelpersen
De pers is het hart van elke stansbewerking. Het type en de kracht ervan beïnvloeden de kwaliteit van het werkstuk, de snelheid en de totale kosten. Het kiezen van de juiste media hangt af van het materiaal, de onderdeelgrootte en de procesbehoeften.
Mechanische persen
Mechanische persen gebruiken een motor en vliegwiel om de ram aan te drijven. Ze leveren snelle, consistente slagen. Deze persen zijn ideaal voor blanking, ponsen en ondiep vormen.
Ze zijn het meest geschikt voor productie met hoge snelheden en grote volumes. Hun slagdiepte en kracht liggen echter vast, wat de flexibiliteit beperkt.
Hydraulische persen
Hydraulische persen gebruiken vloeistofdruk om de ram te bewegen. De snelheid en kracht kunnen worden aangepast. Hierdoor zijn ze veelzijdiger dan mechanische persen.
Ze zijn beter voor dieptrekken en het vormen van dikkere metalen. Deze persen zijn trager maar gecontroleerder, wat helpt om defecten in complexe vormen te verminderen.
Servopersen
Servopersen gebruiken elektromotoren in plaats van traditionele aandrijfsystemen. Ze bieden nauwkeurige controle over snelheid, positie en druk. De slag kan worden geprogrammeerd voor elke job.
Dit type biedt de meeste flexibiliteit. Het combineert snelheid met controle, waardoor het ideaal is voor onderdelen die een hoge nauwkeurigheid en variabele vormkrachten vereisen.
Overwegingen met betrekking tot perscapaciteit en -snelheid
Perskracht is de hoeveelheid kracht die de pers kan uitoefenen. Deze moet overeenkomen met het materiaaltype, de dikte en de onderdeelgrootte. Als de tonnage te laag is, wordt het metaal niet gevormd. Als het te hoog is, kan het gereedschap beschadigd raken.
Snelheid beïnvloedt uitvoer en productkwaliteit. Hogere snelheden betekenen meer werkstukken per uur. Maar een te hoge snelheid kan warmte, slijtage of vervorming van onderdelen veroorzaken. Balans tussen tonnage en snelheid is essentieel voor een stabiel stansproces van hoge kwaliteit.
Stempelen van plaatwerk
Het gereedschap vormt het metaal en definieert het onderdeel. De instelling van het gereedschap moet overeenkomen met het ontwerp, het materiaal en het volume van het onderdeel. Goed gereedschap betekent betere onderdelen, minder afval en snellere runs.
Soorten matrijzen: Enkelvoudig, samengesteld en progressief
- Eenvoudige stansmessen voeren één bewerking per persslag uit, zoals snijden of buigen. Ze worden gebruikt voor kleine aantallen of basisonderdelen.
- Samengestelde matrijzen kunnen meerdere zaagsneden in één beweging aan. Ze zijn handig voor onderdelen die meerdere gaten of kanten tegelijk moeten snijden.
- Progressief sterft combineren vele stappen in één matrijs. Het metaal beweegt door stations en vormt zo stap voor stap vormen. Het meest geschikt voor grote series complexe onderdelen.
Matrijsonderdelen: Pons, matrijzenblok, stripplaat
- Punch drukt het metaal in de matrijs. De vorm komt overeen met de vorm die het vormt of snijdt.
- Matrijs Blok houdt de vorm van het onderdeel vast. Het werkt samen met de pons om de plaat te vormen of te snijden.
- Stripplaat houdt de plaat op zijn plaats en verwijdert deze van de pons na het vormen.
Best practices voor gereedschapontwerp en -onderhoud
Gereedschap moet nauwkeurig, sterk en duurzaam zijn. Gebruik gehard gereedschapsstaal voor een lange levensduur - ontwerp met uitlijnpennen, speling en soepele overgangen om vastlopen en defecten te voorkomen.
Regelmatig onderhoud is essentieel. Reinig en inspecteer het gereedschap vaak. Let op slijtage, scheuren of opbouw. Scherpe randen moeten scherp blijven. Een klein defect in de matrijs kan veel onderdelen ruïneren.
Voordelen van het Stempelen van Plaatwerk
Plaatstaal stansen onderscheidt zich door zijn snelheid, consistentie en kostenbesparingen. Deze sterke punten maken het een topkeuze voor veel productielijnen, vooral voor onderdelen in grote volumes.
Productie op hoge snelheid
Stempelen gaat snel. Elke persslag duurt slechts enkele seconden - of minder. Met progressieve matrijzen zijn meerdere acties in één slag mogelijk, waardoor alles nog sneller gaat.
Kostenefficiëntie voor grote volumes
Gereedschap kan vooraf duur zijn. Maar zodra de matrijzen klaar zijn, dalen de kosten per onderdeel snel. Hoe meer onderdelen je maakt, hoe lager de kosten per stuk.
Consistente kwaliteit en herhaalbaarheid
Elke perscyclus produceert dezelfde vorm, grootte en afwerking. Eenmaal ingesteld, behoudt het stansen een stabiele kwaliteit voor duizenden of miljoenen onderdelen.
Materiaalkeuze voor stempelen
Het juiste materiaal kiezen is een van de eerste stappen in het stempelen. Het beïnvloedt hoe het metaal wordt gevormd, hoe lang het gereedschap meegaat en hoe het onderdeel presteert.
Veelgebruikte metalen
- Staal is sterk en kosteneffectief. Het wordt gebruikt in auto's, apparaten en industriële apparatuur. Koolstofarm staal is gemakkelijk te vormen. Roestvrij staal voegt corrosiebestendigheid toe.
- Aluminium is lichtgewicht en corrosiebestendig. Het is geschikt voor onderdelen in de ruimtevaart, elektronica en consumentenproducten. Het is zachter dan staal en vervormt zich gemakkelijk, maar kan een strakkere procescontrole vereisen.
- Koper geleidt elektriciteit goed. Het wordt gebruikt in elektrische contacten, terminals en warmtewisselaars. Het is zacht, dus het stempelt goed, maar kan aan gereedschap blijven plakken.
- Messing is een koper-zinklegering. Het biedt een goede sterkte en corrosiebestendigheid met een uitstekende vervormbaarheid. Het wordt gebruikt voor decoratieve onderdelen, fittingen en elektrische componenten.
Hoe beïnvloeden materiaaleigenschappen het vervormen?
Elk metaal reageert anders onder druk. Zachtere metalen vormen zich gemakkelijk maar kunnen uitrekken of scheuren. Hardere metalen weerstaan het vormen en kunnen barsten bij overbelasting. De stempelopstelling - perskracht, vorm van de matrijs en slagdiepte - moet afgestemd zijn op het materiaal.
Vervormbaarheid, oppervlakteafwerking, springrugen het uitharden komen allemaal voort uit de eigenschappen van het metaal. Kennis hiervan helpt scheuren, rimpels of gereedschapsslijtage voorkomen.
Plaatdikte, hardheid en vervormbaarheidsfactoren
- Dikte heeft invloed op de perskracht. Dikkere vellen hebben een hogere tonnage en sterker gereedschap nodig.
- Hardheid beïnvloedt gereedschapsslijtage. Hardere metalen verkorten de levensduur van het gereedschap.
- Vervormbaarheid bepaalt hoe ver het metaal kan uitrekken zonder te scheuren. Meer taaie metalen kunnen diepere trekkingen en complexe vormen aan.
Ontwerpoverwegingen voor gestanste onderdelen
Een goed onderdeelontwerp maakt het stansen gemakkelijker, sneller en rendabeler. Een slecht ontwerp leidt tot gereedschapsslijtage, uitval of zelfs mislukte productie. Deze belangrijke punten helpen om betere beslissingen te nemen.
Deelgeometrie en complexiteit
Eenvoudige vormen zijn gemakkelijker te stempelen. Complexe vormen met diepe trekken, krappe bochten of vreemde hoeken vereisen meer gereedschap en instellingen. Ontwerp onderdelen met strakke lijnen en vloeiende overgangen. Vermijd scherpe hoeken of minimale radii, tenzij dat nodig is.
Als een onderdeel gaten, bochten en uitsparingen nodig heeft, gebruik dan een lay-out die een vloeiende stansvolgorde ondersteunt. Progressieve matrijzen werken het best wanneer de geometrie stapsgewijs vormen toelaat.
Toleranties en maatnauwkeurigheid
Stempelen kan nauwe toleranties aan, maar het is minder precies dan CNC-bewerking. Weet waar toleranties het belangrijkst zijn. Pas nauwere toleranties alleen toe op kritieke onderdelen om de kosten laag te houden.
Houd rekening met materiaalterugvering, vooral in bochten. Verschillende metalen gedragen zich anders na het vormen. Test en pas matrijzen aan op basis van praktijkresultaten, niet alleen op basis van CAD-gegevens.
Afval en materiaalgebruik minimaliseren
Ontwerp voor efficiënt materiaalgebruik. Nest onderdelen strak in de uitsparing. Vermijd grote uitsparingen of vreemde vormen die onbruikbare restjes achterlaten.
Gebruik waar mogelijk standaard velformaten. Ook moet rekening worden gehouden met de oriëntatie van de onderdelen om snijresten te beperken. Minder afval betekent lagere kosten en snellere runs.
Toepassingen in verschillende sectoren
Gestanste onderdelen zijn overal. Het proces ondersteunt veel industrieën die sterke, nauwkeurige en herhaalbare onderdelen nodig hebben die op schaal worden gemaakt.
Auto-onderdelen
Stempelen is een kernproces in de autofabricage. Het maakt beugels, framesCarrosseriepanelen, stoelrails, accudeksels en hitteschilden.
Structuren voor de ruimtevaart
De ruimtevaart gebruikt gestanste onderdelen voor sterkte en gewichtsbeheersing. Standaardonderdelen zijn onder andere clips, schilden, beugels en structurele panelen.
Behuizingen voor consumentenelektronica
Gestanste onderdelen vormen de buitenschalen en interne frames van apparaten zoals laptops, telefoons en huishoudelijke apparaten. Deze onderdelen moeten glad afgewerkt zijn en goed passen.
Behuizingen voor medische apparatuur
Medische producten hebben schone, betrouwbare onderdelen nodig. Gestempelde roestvrijstalen en aluminium onderdelen worden gebruikt in behuizingen, afschermingen en steunframes.
Panelen voor industriële apparatuur
Industriële machines maken vaak gebruik van gestanste panelen, deksels en beugels. Deze onderdelen moeten sterk, duurzaam en gemakkelijk te monteren zijn.
Conclusie
Plaatstansen is een snelle en betrouwbare methode om vlakke metalen platen om te zetten in functionele onderdelen. Het ondersteunt massaproductie, levert consistente resultaten en werkt met verschillende materialen. Stempelen biedt een schaalbare oplossing voor veel industrieën, van autoframes tot elektronicabehuizingen.
Op maat gemaakte metalen onderdelen nodig voor je project? Neem contact met ons op vandaag nog voor een snelle offerte en deskundig advies van ons ervaren engineeringteam.
Hey, ik ben Kevin Lee
De afgelopen 10 jaar heb ik me verdiept in verschillende vormen van plaatbewerking en ik deel hier de coole inzichten die ik heb opgedaan in verschillende werkplaatsen.
Neem contact op
Kevin Lee
Ik heb meer dan tien jaar professionele ervaring in plaatbewerking, gespecialiseerd in lasersnijden, buigen, lassen en oppervlaktebehandelingstechnieken. Als technisch directeur bij Shengen zet ik me in om complexe productie-uitdagingen op te lossen en innovatie en kwaliteit in elk project te stimuleren.
