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Die richtige Presse wählen: Mechanisch vs. Servo für das moderne Metallstanzen
Die Stanzindustrie ist dank des technologischen Fortschritts der letzten Jahrzehnte so gut wie nie zuvor auf die globalen Fertigungsanforderungen vorbereitet. Exzentergetriebe, Kniehebel- bzw. Gelenkantriebe (Link-Motion) und heute Servomotoren haben die Ausbringung, Qualität und letztendlich die Rentabilität moderner Stanzereien grundlegend verändert.
Die traditionelle mechanische Presse ist nach wie vor das Hauptarbeitspferd der Industrie, aber die Servopresse entwickelt sich rasant von einer Nischentechnologie zu einer absoluten Notwendigkeit. Viele Hersteller, die früher mechanische Stanzpressen einsetzten, ersetzen ihre Produktionslinien heute ausschließlich durch mechanische Servopressen.
Dennoch haben sowohl die Servopresse als auch die traditionelle mechanische Presse jeweils ganz klare, eigene Vorteile. Es liegt am Käufer zu verstehen, wie diese Vorteile die eigene Produktion ergänzen, um die richtige Presse auszuwählen.
Diese Entscheidung erfordert Weitsicht. Deshalb möchte SEYI all jene informieren, die diese Entscheidung in Zukunft treffen werden.
Was ist eine mechanische Presse?
Eine mechanische Presse ist eine Stanzpresse, die Kraft erzeugt, indem sie ein Schwungrad mit hoher Geschwindigkeit rotieren lässt, um Metall in gebrauchsfertige Teile umzuformen.
Da sie gänzlich auf die kinetische Energie des Schwungrads angewiesen ist, bietet die mechanische Presse nur sehr wenig Kontrolle über die Bewegung ihres Stößels. Daher arbeitet der Stößel meistens mit fest vorgegebenen Geschwindigkeiten und Bewegungsabläufen. Trotz dieser geringeren Flexibilität hat sich die Technologie über die Zeit bewährt: Mechanische Pressen sind seit fast einem Jahrhundert die beliebtesten Maschinen in der Stanzindustrie.
Hier ist ein Überblick über die Eigenschaften einer mechanischen Presse:
- Feste Hublängen
- Feste oder variable Hubzahl (SPM - Strokes Per Minute) des Stößels
- Volle Presskraft (Tonnage) am Nennkraftpunkt
- Höchste Geschwindigkeiten
- Einfache Bedienung
- Günstige Anschaffungskosten
Produktionskriterien für die mechanische Presse
Bauteile
Mechanische Pressen überzeugen vor allem beim Stanzen einfacher Teile mit geringem Energiebedarf, also beim reinen Stanzen (Blanking) und Biegen. Hersteller, die relativ einfache Bauteile mit ähnlichen Fertigungsabläufen produzieren, sollten ihre Suche bei einer mechanischen Presse beginnen.
Materialien
Die mechanische Presse hat keinerlei Probleme mit der Umformung von Materialien mit geringerer Festigkeit. Schwierigkeiten entstehen jedoch bei der Arbeit mit hochfesten Materialien. Ohne die Möglichkeit, die Geschwindigkeit zu verringern oder eine Haltezeit (Dwell-Time) einzulegen, erzeugt das Stanzen harter Materialien extrem hohe, schädliche Rückschlagkräfte (reverse tonnage), was zu vorzeitigem Maschinenversagen führt. Darüber hinaus erfordern diese Materialien mehr Stanzkraft, was die Lebensdauer Ihrer Werkzeuge verkürzt.
Im Allgemeinen verarbeitet die mechanische Presse weichen Stahl hervorragend. Wenn Sie warmgewalzten, gebeizten und geölten Stahl (HRPO), kohlenstoffarmen Stahl oder Stähle mit einer Festigkeit von bis zu 620 MPa verwenden, ist die mechanische Presse oft die beste Wahl.
Ausbringung (Output)
Mechanische Pressen erreichen die höchsten Geschwindigkeiten bei einer festen Hublänge. Wenn Sie die maximal mögliche Stückzahl für ein einfaches Bauteil benötigen, ist die mechanische Presse die Antwort. Eine Servopresse kann die Produktionsgeschwindigkeit unter diesen Bedingungen zwar ebenfalls erreichen, bietet in diesem Fall jedoch keine zusätzlichen Vorteile in Bezug auf den ROI (Return on Investment).
Preise
Die mechanische Presse ist im Vergleich zur Servopresse deutlich günstiger. Wer also nach den niedrigsten Einstiegskosten sucht, sollte sich zuerst mit der mechanischen Presse befassen.
Wann ist eine mechanische Presse besser?
Produktion ähnlicher Teile bei hoher Geschwindigkeit
Die mechanische Presse ist eine hervorragende Option für Hersteller, die einfache Teile in sehr hohen Stückzahlen produzieren. Diese Produktionen lassen sich leicht optimieren, da der Hub weder verlangsamt noch angehalten werden muss. Ein typisches Beispiel hierfür sind langfristige Lieferverträge für ein bestimmtes Bauteil.
Zulieferer erhalten oft langfristige Verträge, bei denen sie ein bestimmtes Teil über sieben Jahre hinweg fertigen müssen. Bei diesen Projekten ist eine hohe Ausbringung extrem wertvoll, da Millionen von Teilen produziert werden. Wenn die Teile einfach strukturiert sind, ist die mechanische Presse eine großartige Lösung für solche Verträge.
Bedarf an niedrigen Einstiegskosten
Für manche Stanzereien ist der Anschaffungspreis der wichtigste Faktor. Die mechanische Presse eignet sich am besten für diejenigen, die nach dem niedrigsten kurzfristigen Preis suchen.
Was ist eine Servopresse?
Die mechanische Servopresse ist eine Metallstanzpresse, die einen Servomotor nutzt, um die nötige Energie für die Umformung von Metallen bereitzustellen.
Das entscheidende Merkmal einer elektrischen Servopresse ist die Fähigkeit, die Bewegung des Stößels an jeder beliebigen Position während des Hubs präzise zu steuern. Das sorgt für eine unerreichte Flexibilität bei Ausbringung und Genauigkeit.
Obwohl die mechanische Presse immer noch weit verbreitet ist, verschiebt sich der Industriestandard. Immer mehr Hersteller schaffen sich eine mechanische Servopresse an, da sie erkennen, dass ihre Produktion die Flexibilität benötigt, um moderne Leichtbaumaterialien in komplexe Geometrien umzuformen. SEYI ist davon überzeugt, dass die Servostanzpresse die Branche innerhalb des nächsten Jahrzehnts dominieren wird.
Hier ist ein Überblick über die Eigenschaften einer Servopresse:
- Volle Variabilität von Hublänge, Stößelgeschwindigkeit und Stößelbewegung – auf einen Tausendstel Zoll (0,0025 cm) genau
- Umformung bei niedriger Geschwindigkeit
- Volle Presskraft am unteren Totpunkt (BDC)
- Volles Drehmoment über den gesamten Hubverlauf
- Spezialisierte Schulung des Bedienpersonals erforderlich
- Hohe Geschwindigkeiten
- Höchste Präzision
- Teuer in der Anschaffung
Produktionskriterien für die Servopresse
Bauteile
Auf einer mechanischen Servopresse ist nahezu jedes Bauteil machbar. Egal, ob Sie ein einfaches Scharnier oder ein komplexes Motorgehäuse benötigen: Die Servo fertigt die Komponente und optimiert dabei den Produktionsprozess. Die Flexibilität der Servopresse ist ein riesiger Vorteil für alle, die viele verschiedene Teile für unterschiedliche Anwendungen stanzen. Wenn Sie anspruchsvolle Geometrien oder eine große Vielfalt an Teilen herstellen, ist die Servopresse Ihre beste Option.
Material
UDie elektrische Servopresse kennt kaum Einschränkungen hinsichtlich schwankender Materialstärken. Durch das gezielte Verlangsamen des Stößels kann die Presse stanzen und lochen, ohne dass man sich große Sorgen um schädliche Rückschlagkräfte machen muss.Mit dem Vormarsch von Elektrofahrzeugen und Initiativen zur CO2-Reduzierung setzen Hersteller immer mehr auf hochfeste Stähle (AHSS) und Aluminium, um die Sicherheit zu erhöhen und das Fahrzeuggewicht zu senken. Nur eine Servopresse kann die Anforderungen dieser Kunden nach hoher Produktivität bei gleichzeitig hoher Umformbarkeit erfüllen. Diese Fähigkeit unterstreicht den Wert der Servo im aktuellen Markttrend des Leichtbaus im modernen Automobilbau.
Bauteile, die AHSS, Aluminium oder andere anspruchsvolle Materialien erfordern, sollten auf einer elektrischen Servopresse gefertigt werden. Die Rückschlagkraft, die diese Materialien auf einer mechanischen Presse erzeugen, schadet der Maschine mehr, als sie nutzt.
Ausbringung (Output)
Wenn Sie eine hohe Stückzahl bei komplexen Produkten anstreben, ist die Servopresse die einzige Option. Die programmierbare Stößelbewegung erlaubt nicht nur die Fertigung von Spezialprodukten, sondern maximiert auch die Geschwindigkeit während des Leerhubs (der nicht-arbeitende Teil der Bewegung), um die höchstmögliche Ausbringung aufrechterhalten zu können.
Kosten
Man kann es nicht schönreden: Die Anschaffungskosten einer Servostanzpresse sind enorm – oft doppelt so hoch wie die einer konventionellen Presse.Trotz des höheren Preises macht die Servo diese Kosten durch Einsparungen und gesteigerte Ausbringung schnell wieder wett. Dank des geringen Stromverbrauchs benötigt die Servopresse 40 % weniger Energie als eine traditionelle mechanische Presse und sogar 70 % weniger als eine hydraulische Presse.
Zudem verzeichnen die meisten Hersteller eine erhebliche Produktionssteigerung, da sie den Hub für jedes Bauteil perfekt optimieren können. Diese zusätzliche Ausbringung fließt direkt in den Gewinn des Unternehmens ein.Betrachtet man die Summe aus Energieeinsparung, höherem Output, Flexibilität und reduziertem Wartungsaufwand, ist der Gesamt-ROI für viele Stanzereien deutlich besser. Innerhalb kurzer Zeit spielen viele Betriebe die Kosten einer mechanischen Servopresse durch gespartes oder zusätzlich verdientes Geld wieder ein.
Wann ist eine Servopresse besser?
Komplizierte Bauteile
LDurch die präzise Steuerung des Hubs kann die Servopresse komplizierte Teile auf dem Qualitätsniveau einer hydraulischen Presse herstellen. Produkte, die anspruchsvolle Tiefzieharbeiten oder Vibrationszyklen erfordern, gelingen auf einer Servo am besten.
Diese Teile sind nicht nur machbar, sondern werden auf einer Servopresse in einem einzigen Hub optimiert. Komplexe Produkte müssen auf einer mechanischen Presse oft über mehrere Hübe hinweg schrittweise geformt werden (z. B. jeweils einen Zoll pro Hub). Ein Bauteil, das eine Vertiefung von 10 Zoll benötigt, erfordert dort mindestens zehn Hübe. Wenn Sie vorhaben, komplizierte Teile zu fertigen, sollte die Servopresse Ihre erste Wahl sein.
Niedrige Umformgeschwindigkeit
Mit ihrem vollen Drehmoment über den gesamten Hub glänzt die Servopresse besonders bei niedrigen Umformgeschwindigkeiten. Wenn Sie regelmäßig Teile herstellen, die eine Haltezeit (Dwell) oder Tiefziehen erfordern, ist die Servopresse der mechanischen weit überlegen. Aus physikalischen Gründen hat eine mechanische Presse (ohne speziellen Gelenkantrieb) keine Optionen für niedrige Umformgeschwindigkeiten. Um die nötige Presskraft aufzubauen, muss das Schwungrad schnell rotieren. Ist diese Rotation zu langsam, reicht die Energie nicht aus, um das Teil umzuformen. Eine hydraulische Presse bietet zwar niedrige Geschwindigkeiten, wird jedoch von der Servopresse mit ihren programmierbaren Bewegungsabläufen in der Ausbringung deutlich abgehängt.
Fertigung für OEMs (Originalausrüster / Automobilhersteller)
Wenn ein OEM Teile von einem Zulieferer abnimmt, müssen diese Teile die strengen OEM-Standards exakt erfüllen oder übertreffen. Im Grunde muss der Stanzbetrieb in der Lage sein, eine höhere Qualität zu liefern als der OEM selbst in der eigenen Fertigung. Die Flexibilität und Präzision der Servo deklassiert die mechanische Presse in diesen Situationen.
Doch Qualitätsstandards sind bei der Arbeit mit OEMs nicht die einzige Sorge. Ein Zulieferer muss wettbewerbsfähige Preise bieten und ständige Verbesserungen nachweisen. Wenn eine Servopresse beispielsweise den Durchsatz um 15 % erhöht, sollte der Stanzbetrieb dies in einer günstigeren Preisgestaltung pro Teil widerspiegeln können. Zudem muss der anfallende Metallschrott genau dokumentiert werden. Dieser Ausschuss hat einen monetären Wert, der dem OEM als Gutschrift angerechnet wird, um die Kosten zu senken. Ob bei der Qualität oder beim Preis: Die Servopresse verschafft Zulieferern einen echten Wettbewerbsvorteil im Geschäft mit OEMs.
Vielfältige Folgeoperationen (Multiple Applications)
Prozesse direkt im Werkzeug (In-Die Operations) machen die Fertigung von Spezialteilen erst möglich. Wenn Sie In-Die-Schweißen, Gewindeschneiden oder das automatische Einbringen von Muttern benötigen, ist die Servopresse mit Abstand die beste Wahl. Die Programmierung des Hubs erlaubt es, jede sekundäre Operation perfekt auf Qualität und Ausbringung abzustimmen. Darüber hinaus bietet die Servo eine deutlich bessere Synchronisation mit Transfer- und Bandzuführsystemen.
Reduzierung der Rückschlagkraft (Schnittschlag)
SEYI verkauft viele Servopressen an Hersteller, die die Rückschlagkraft (Schnittschlag) auf ihre Maschinen drastisch senken müssen. Die Servo ist die beste Option, wenn harte Metalle und schwere Stanzoperationen aufeinandertreffen – ein klassisches Rezept für hohe Rückschlagbelastungen. Eine mechanische Presse, die eigentlich schweres Stanzen durchführt, könnte stattdessen für sicherere Umformarbeiten eingesetzt werden, während die Servo das schwere Stanzen übernimmt.
Langfristige Kalkulation
Bei der Entscheidung zwischen Servo und Mechanik müssen Sie sowohl die kurzfristigen als auch die langfristigen Kosten gründlich abwägen. Eine Servopresse mag in der Anschaffung doppelt so teuer sein. Wenn sie jedoch eine höhere Ausbringung, weniger Werkzeugverschleiß durch reduzierten Schnittschlag und massive Energieeinsparungen bietet, ist sie langfristig oft die wirtschaftlichere Wahl. Da es keine Pauschallösung gibt, muss jeder Stanzbetrieb diese Kalkulation individuell für sich durchführen.
Zusammenfassung
Allgemein gesagt bietet die mechanische Presse hohe Produktionsgeschwindigkeiten für einfache Teile. Die Servopresse hingegen ist ein echter Allrounder – sie vereint hohe Geschwindigkeiten, Bauteilkomplexität und maximale Flexibilität.
Die Flexibilität sollte Ihr entscheidender Kauffaktor sein. Wenn Sie sicher wissen, dass Ihre Fertigungsabläufe keine Variabilität erfordern, reicht die mechanische Presse völlig aus. Wenn Sie jedoch wissen, dass Sie viele verschiedene oder komplexe Teile herstellen werden, ist die Servo höchstwahrscheinlich Ihre beste Wahl.
SEYI ist fest davon überzeugt, dass die Servopresse die mechanische Presse in den nächsten zehn Jahren als beliebteste Option ablösen wird. Im Zweifelsfall gilt also: Wählen Sie die Servopresse!
Über SEYI
SEYI ist ein führender Hersteller von Servopressen und mechanischen Pressen mit 60 Jahren Erfahrung. Ein lückenloses Vertriebs-, Service- und Logistiknetzwerk ermöglicht es SEYI, ein umfassendes Produktsortiment und sofortigen technischen Support für Kunden auf der ganzen Welt bereitzustellen.
Die Produkte von SEYI wurden bereits in mehr als 40 Länder geliefert. Unsere Kunden kommen aus zahlreichen Branchen, darunter Automobilbau, Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik, Landmaschinen, Medizintechnik und Baustoffe. Mit wegweisenden Innovationen und fortschrittlichem technischen Know-how schafft SEYI einen überzeugenden Mehrwert für alle seine Kunden.
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