Metalldrücken

Präzision ohne Naht und Tadel

Wenn nahtlose Hohlkörper mit geringen Wandstärken verlangt werden, rückt das Metalldrücken als Verfahren der Kaltum- formung in die engere Wahl. Gerade bei kleinen und mittleren Stückzahlen erweist es sich als besonders wirtschaftlich.

Moderne CNC gesteuerte Drückautomaten kommen für größere Serien zum Einsatz.

Hochwertige Blechformteile aus Stahlblech, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Messing, Zinn und Zink sind die Spezialität von Zulieferer Helmut Rübsamen. Dabei gehört das Unternehmen zu den wenigen, die das Umform-Verfahren des Metalldrückens beherrschen, das sich sehr gut zur kostengünstigen Produktion rotationssymmetrischer Hohlkörper eignet. Gedrückte Formteile sind nahtlos und verfügen über hohe Festigkeitswerte. Sie lassen sich sehr dünnwandig und daher auch sehr leicht ausführen. Und wegen der eher niedrigen Werkzeugkosten bleibt das Verfahren selbst bei Kleinserien wirtschaftlich.

Eigentlich ist das ursprüngliche Metalldrücken ein einfaches Verfahren. Zunächst spannt man eine Blechronde vor ein Formwerkzeug und gibt etwas Fett dazu. Anschließend wird die Drückschere mit der Rolle in die Auflage eingerastet und die Ronde angedrückt. Dann wird die Oberfläche mit dem Drückstahl geglättet. Dabei kann der Beobachter die Fließfähigkeit des Metalls so klar erkennen wie bei keinem anderen Verfahren der Umformtechnik. Leider sagt das Thema Metalldrücken jungen Konstrukteuren aber heute nicht mehr viel, da sie auf der Uni davon meist nichts gehört haben. Und wer nicht durch Zufall darauf stößt, muss sich mit der überaus spärlichen Verfahrensdarstellung des Dubbel zufrieden geben: „Eine Blechscheibe wird mit Drückwerkzeugen an ein umlaufendes Drückfutter gepresst. Die Ronde wird vom Reitstock mit Ansetzer gehalten, während die Auflage mit Führungsstiften das Werkzeug abstützt. Bei schweren Arbeiten wird statt des Stabwerkzeugs eine Druckrolle benutzt. Dünne Bleche kann der Drücker frei drücken, dickere Bleche werden auf Planierbänken mit Support gedrückt.“

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„Dass viele Jungingenieure von diesem althergebrachten Verfahren der Kaltumformung nichts ahnen, kann die Unternehmen unter Umständen viel Geld kosten. Dann nämlich, wenn mit einseitigem Blick auf andere Verfahren aufwändige Entwicklungs- und Konstruktionsarbeit betrieben wird für Bauteile, die sich mit viel weniger Aufwand im Metalldrücken realisieren ließen“, erklärt Geschäftsführer Thomas Röttger. Mitunter vermag das Metalldrücken sogar komplizierte (und teure) Schweiß- oder Gusskonstruktionen zu substituieren. Hinzu kommen dann noch zahlreiche Vorteile von Materialreduzierung und Zeitersparnis über niedrige Werkzeugkosten, freie Wahl der Hohlkörpergeometrie und hohe Festigkeit.

In erheblichem Umfang nutzen heute die Anlagen- und Maschinenbauer aus den Bereichen Energie- und Klimatechnik sowie die Hersteller von Druckbehältern oder auch Hochtemperatur-Anlagenbauer die Pluspunkte des Metalldrückens. Bei Rübsamen lassen sie beispielsweise in großen und kleinen Serien Gehäuse, Abschirmungen, Wechselausgüsse oder Spüler und Zylinder fertigen. Immer häufiger ist der nach DIN ISO 9001 zertifizierte Zulieferer auch in die Entwicklungsarbeit seiner Kunden eingebunden. „Eigener Werkzeugbau, moderne CAD-Ausstattung und viele Jahrzehnte Erfahrung in Sachen spanlose Metallbearbeitung versetzen uns in die Lage, im Sinne der Bauteiloptimierung spürbare Geometrie- oder Kostenvorteile zu realisieren“, erläutert Thomas Röttger. Darüber hinaus bietet das Haus Rübsamen als verfahrenstechnische Alternative das Tiefziehen. Dadurch lässt sich mitunter durch die prozessorientierte Kombination beider Umformverfahren die bestmögliche Lösung umsetzen. Die Frage, ob ein Bauteil besser gedrückt oder tiefgezogen werden soll, entscheidet sich stets anhand mehrerer Faktoren. Wichtige Punkte sind etwa die Komplexität der Geometrie oder die Losgröße. Beim Tiefziehen ist der Aufwand aufgrund der erforderlichen Werkzeuge grundsätzlich höher als beim Drücken, bei dem nur einfache Werkzeuge benötigt werden. Bei rotationssymmetrischen Bauteilen kleiner Losgrößen empfiehlt sich das Drücken. Ob dann manuell oder automatisch gearbeitet wird, entscheidet sich anhand von Wirtschaftlichkeit und Materialdicke. Per Hand drücken lassen sich (je nach Kontur) Aluminium bis drei Millimeter, Stahl bis 2,0 Millimetern, Messing bis 1,5 Millimetern und Edelstahl bis höchstens 2,0 Millimeter Blechdicke. CNC gesteuerte Drückautomaten kommen für größere Serien zum Einsatz. Hier sind die Maschinenstundensätze höher, das Werkzeug muss gehärtet sein und es fallen Programmieraufwand und Umrüstarbeiten an.

Prinzipiell bietet die Technologie des Metalldrückens erstaunliche Möglichkeiten. Oft mag man beim Anblick der einbaufertigen Formteile kaum glauben, dass der Ausgangspunkt lediglich eine Metallblechronde war, weil sich beim Metalldrücken trotz der Verwendung relativ simpler Werkzeuge sehr komplexe Geometrien mit Hinterschneidungen oder Kugelabschnitten verwirklichen lassen. Oft liegt die Lösung auch im Teilen. Das heißt, entweder verwendet man zusammen gesteckte Werkzeuge oder bei Kugelformen aus einzelnen Kugelsegmenten zusammengestellte Formgebungskörper. Bei extremer Umformung sind dabei mehrere Prozessschritte erforderlich. Daher setzt Rübsamen mitunter erst das Tiefziehen ein und dann das Drücken – oder umgekehrt. „Immer geht es dabei um den wirtschaftlichsten Weg zum Bauteil. Wichtig ist es für uns Metalldrücker daher, dass uns die Konstrukteure frühzeitig in ihre Arbeit mit einbinden“, betont Geschäftsführer Röttger.

In den letzten Monaten hat das Unternehmen massiv in neue Produktionsanlagen und Informationstechnik investiert. In den kommenden Wochen wird – erstmals in der Geschichte von Rübsamen – ein neues Zentrallager eingeweiht, das die logistische Schlagkraft des Unternehmens erheblich stärken wird.

Michael Stöcker / stoecker@hoppenstedt.de

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