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Mit kluger Anwendungskompetenz zur vierfachen Standzeit ta‑C‑Beschichtung im Folgeverbundstanzen optimiert den Verschleißschutz bei hochfestem Edelstahl
Wenn hochfeste Edelstahlbleche bearbeitet werden, kapitulieren unbeschichtete Stanz- und Biegewerkzeuge schnell. Der Einsatz eines Verschleißschutzes muss jedoch wirtschaftlich sein – das fordern die Stanz- und Umformexperten von SAXONIA-FRANKE ebenso wie ihre Kunden. Als überraschend starker Trumpf für noch höhere Stückzahlen und sichtbare Einsparungen stach die Kohlenstoffbeschichtung BALINIT® MAYURA von Oerlikon Balzers alle anderen Lösungsansätze aus.
Die maschinelle Fertigung hochpräziser Stanz-Biegeteile ist eine Paradedisziplin von SAXONIA-FRANKE. Das Familienunternehmen mit Stammsitz in Göppingen zeigt sein profundes Know-how auch in der Umform- und Spritzgusstechnik und bedient internationale Kunden insbesondere in der Automobil-, Bau- und Elektroindustrie. Von der ersten Anfrage bis zur Serienfertigung nehmen die Spezialisten dabei die Bauteilqualität als auch effiziente Produktionsprozesse ins Visier.
Maximale Werkzeugbelastung beim Umformen hochfester Edelstahlbleche
Auf der richtigen Spur (v. links): Lucas Höer und Andreas Ziller von SAXONIA-FRANKE und Kundenberater Alexander Sulz von Oerlikon Balzers wählten BALINIT® MAYURA für das Stanzbiegen von hochfestem Edelstahlblech. / Foto: Oerlikon Balzers
So wurden zur Herstellung äußerst belastbarer Komponenten Bleche aus hochfestem, legiertem Edelstahl im Stanzbiegeverfahren mittels Stempel und Matrize in einem Arbeitsschritt gestanzt und umgeformt. In diesem Stanz- und Umformprozess werden die Werkzeuge abrasiv und adhäsiv extrem beansprucht, da sie gegen die Zugfestigkeit von 1000 Megapascal (MPa) arbeiten müssen.
„Unbeschichtete Werkzeuge sind hier nach kurzer Zeit nicht mehr zu gebrauchen“, verdeutlicht Lucas Höer von SAXONIA-FRANKE. Der Assistent der Geschäftsleitung war an der Suche nach Lösungen unter Federführung des Werkzeugbauleiters Andreas Ziller – inzwischen in Rente – beteiligt. Dieser diskutierte die Problematik nach ersten Umsetzungsversuchen auch mit Kundenberater Alexander Sulz vom Beschichtungspartner Oerlikon Balzers. Daraus resultierte die Konstruktion eines Werkzeugs aus Schnellarbeitsstahl mit AlCrN-Oberflächenbeschichtung. Ergebnis des Einsatztests: gut 140 000 gefertigte Teile. Das war ökonomisch solide, aber noch zu wenig Performance angesichts der hohen beauftragten Stückzahlen des Kunden und der starken Maschinenauslastung. „Das muss besser gehen!“, dachte sich Lucas Höer. Die Forderung lautete: So wenig Stillstand und Ausschuss durch die Instandhaltung und das Wiedereinlaufen der Werkzeuge wie möglich.
BALINIT® MAYURA macht den Unterschied
Hohe Anforderungen, die Alexander Sulz zu einem Lösungsvorschlag mit einer besonders leistungsstarken Beschichtung führten: BALINIT® MAYURA. Die wasserstofffreie Kohlenstoffschicht (ta-C) bringt eine noch höhere Härte (> 65 Gigapascal/GPa) und ist damit ideal für den extrem abrasiven Einsatz beim Stanzen und Umformen hochfester Edelstahlbleche geeignet. Außerdem neigt dieser Werkstoff zum Aufschmieren – und genau dafür bietet diese Oberflächenbeschichtung beste antiadhäsive Eigenschaften dank ihrer herausragenden Glätte. Zugleich bleibt die Schärfe der Schneidkanten durch die extrem dünne Schicht, in diesem Fall nur 0,8 Mikrometer (µm), lange erhalten.
Die ta-C Kohlenstoffschicht BALINIT® MAYURA auf diesem Schnittstempel vervielfacht die Standzeit bei der Serienfertigung hochbelastbarer Stanz-Biegeteile. / Foto: Oerlikon Balzers
Vierfache Standzeit schafft Planungssicherheit und senkt Kosten
Der Kundenberater traf damit ins Schwarze: Das neu konstruierte Werkzeug, nun aus Hartmetall, wurde von Oerlikon Balzers mit einem speziellen Verfahren oberflächenbehandelt und mit BALINIT® MAYURA beschichtet. Ergebnis: 600 000 gefertigte Teile, also mehr als die vierfache Werkzeugstandzeit im Vergleich zur vorherigen Lösung. Für mehr Fertigungssicherheit wechselt SAXONIA-FRANKE die Werkzeuge schon nach 400 000 Hüben. Dieser Leistungssprung bedeutete auch deutlich weniger Instandhaltungs- und Rüstzeiten sowie Maschinenstillstände. Für die zwei Stempel, die in einem einzelnen Werkzeugmodul verbaut sind, wird nur noch ein Drittel an Ersatzteilen gebraucht.
Lucas Höer schätzt die gesamten Einsparungen im Vergleich zur vorherigen Lösung, gerechnet über alle Anwendungen und deren Einsatz hinweg, auf rund 13 000 Euro pro Jahr. Das unterstreicht, dass die passende Beratungs- und Anwendungskompetenz in der Oberflächentechnik zur Standzeiterhöhung und damit zur Wirtschaftlichkeit beigetragen hat.
Werkzeugvergleich: Das neue Hartmetall-Werkzeug mit BALINIT® MAYURA steigerte die Standzeit um das Vierfache (+430 %) im Vergleich zu AlCrN-beschichtetem PM-Stahl – bei 600.000 produzierten Teilen. / Foto: Oerlikon Balzers
SAXONIA-FRANKE GmbH & Co. KG
1981 von Jörg Franke in Göppingen gegründet, umfasst SAXONIA-FRANKE als Firmengruppe heute vier Werke in Deutschland, Schweiz, Slowenien und USA. Mit rund 170 Mitarbeitenden am deutschen Standort fertigt der Spezialist hochpräzise Produkte mittels Stanz- und Umformtechnik sowie Kunststoffspritzguss und bedient internationale Kunden insbesondere in der Automobil-, Bau- und Elektroindustrie. Ein eigener Werkzeugbau sowie ein moderner Maschinenpark sind die technische Basis für Komplettlösungen von der Mitentwicklung anspruchsvoller Teile bis hin zur Montage komplexer Baugruppen.
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Technischer Artikel: Mit kluger Anwendungskompetenz zur vierfachen Standzeit
