So rechnet sich Präzision schon bei kleinen Stückzahlen

Präzise abgeformte Halbschalen oder dünnwandige Abdeckungen sind typische Blechformteile für die Medizintechnik, die sich mit dem Metalldrücken fertigen lassen. Dieses Verfahren bringt Vorteile mit sich: Die Oberfläche der Bauteile ist nahtlos und die Oberflächengüte hoch, so dass sie sich schnell und einfach reinigen und sterilisieren lassen. Wegen ihrer dünnen Wände sind die Teile leicht. Da sie auf dem Weg der Kaltverformung entstehen, bleibt dem Standardblech ein Höchstmaß an Festigkeit erhalten. All diese Eigenschaften der fertigen Teile machen das Metalldrücken für die Medizintechnik interessant, wie die Experten der Helmut Rübsamen GmbH betonen. Auf dieses Verfahren hat sich der Bad Marienbader Zulieferbetrieb spezialisiert.

Das Metalldrücken ist eine traditionelle Methode der Kaltumformung, bei der nahezu keine Werkzeugkosten anfallen. Daher lassen sich selbst kleine bis mittlere Stückzahlen preisgünstig produzieren. Das gilt nicht nur für Halbschalen und ähnliche Bauteile, sondern ebenso für kleine Führungs- elemente aus Edelstahl, Aluminium oder Titan.

Über dieses Verfahren haben junge Konstrukteure jedoch im klassischen Maschinenbau-Studium oft wenig erfahren. Diese Wissenslücke kann dazu führen, dass Konstruktionsbüros komplexe Geometrien entwerfen, die aufwendiges und teures Gießen oder Schweißen erfordern, obwohl in vielen Fällen das Drücken schneller zum Ziel führen würde – wobei sogar weniger Material erforderlich ist, das Fertigen schneller vonstatten geht und sich die Hohlkörpergeometrie frei wählen lässt.

Beim Metalldrücken wird das Teil aus einer Blechscheibe, der Ronde, hergestellt. Die Ronde spannt ein Mitarbeiter vor das formgebende Werkzeug und gibt etwas Fett zu. Dann rastet die Drückschere mit Rolle in eine Auflage ein, die die Blechscheibe andrückt und mit dem Drückstahl die Oberfläche glättet. Nach dem Abstechen des Randes ist das Bauteil fertig.

Wegen des einfachen Verfahrens kommen beim Drücken verhältnismäßig einfache Werkzeuge zum Einsatz. Beim Ziehen hingegen ist der Aufwand höher, da hier Werkzeuge mit Säulenführung eingesetzt werden müssen. Daher bietet sich das Drücken an, sobald rotationssymmetrisch aufgebaute Werkstücken hergestellt werden sollen.

Ob die Teile von Hand oder auf Automaten gefertigt werden, richtet sich nach der Materialdicke, und es ist auch eine Frage der Wirtschaftlichkeit, wobei die Komplexität der Formgebung, der Geometrie oder die Losgröße eine Rolle spielen.

Aber auch die Technik setzt Grenzen. Manuell lassen sich Bleche aus Aluminium bis 3 mm drücken. Bei Blechen aus Stahl liegt das Limit bei 1,2 mm, für Messing bei 1,5 mm, und für Edelstahl ist bei 1 mm Blechdicke Schluss. Automaten überwinden diese Grenzen mit gehärteten Werkzeugen, kommen wegen höherer Maschinenstundensätze aber nur für große Stückzahlen in Frage.

Bei Rübsamen entstehen die Drückteile heute in hoch automatisierten CNC-Anlagen, wobei als Ausgangsmaterial Ronden mit Durchmessern von bis zu 2000 mm und Blechdicken von maximal 6,0 mm verwendet werden. Der Bad Marienbader Zulieferer ist nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Neben dem Metalldrücken bietet das Unternehmen auch das Stanzen und Ziehen von Teilen an, die in Pressen mit bis zu 300 t zu ihrer Gestalt finden. Bei vielen Aufträgen aus der Medizintechnik bringen die Bad Marienbader ihre Kompetenz schon in der Entwicklungsphase ein. Dabei setzen sich Metalldrückteile nicht selten auch gegen Kunststoffteile durch.

Steffen Herzog Fachjournalist in Darmstadt

Hoch belastbare Komponenten für die Medizintechnik und andere Branchen erfordern den Einsatz leistungsfähiger Werkstoffe. Um Bauteile wie Laborzentrifugen, Einströmdüsen oder Felgenringe ohne sicherheitskritische Schweißnähte aus einem Stück herzustellen, wird das Metalldrücken eingesetzt. Bei sprödharten Werkstoffen wie Stahl, Titan- und Nickelbasislegierungen stößt es jedoch an seine Grenzen. Mit Hilfe des Laserstrahls hingegen lässt sich ein Werkstück gezielt und reproduzierbar erwärmen, was den Umformgrad verbessert. Damit werden Drückanlagen flexibler, und ihre Leistung lässt sich steigern. Experten vom Aachener Fraunhofer IPT haben ein entsprechendes Verfahren entwickelt und übertragen es derzeit mit Industriepartnern auf die industrielle Anwendung. Kontakt: tim.wehrmeister@ipt.fraunhofer.de

• Metalldrücken

• Nahtlose, leichte Bauteile

• Kostenvorteil gegenüber dem Ziehen

• Drücken als Dienstleistung