Stanzwerkzeuge: Technik, Anwendungen und Marktübersicht

Definition und Funktionsweise

Ein Stanzwerkzeug ist eine Kombination aus einem Stempel und einer Matrize, die eine zentrale Rolle in Presswerkzeugen spielt. Stempel und Matrize werden paarweise verwendet und sind präzise aufeinander abgestimmt. Während der Stempel die aktive Bearbeitungsform trägt, dient die Matrize als Aufnahme für diese Form. Je nach Bearbeitungsart werden verschiedene Stempeltypen eingesetzt, darunter Präge-, Stanz-, Biege- und Ziehstempel.

Aufgrund der extrem hohen Belastung beim Stanzvorgang werden für diese Werkzeuge hochfeste Materialien verwendet, insbesondere Matrizenstahl, HAP (Hochleistungs-Arbeitsstahl), Pulver-HSS und gehärtetes SKD. Die Oberflächen werden durch Hochglanzpolieren (Läppen) oder spezielle Oberflächenbehandlungen veredelt, um die Lebensdauer der Matrize zu verlängern.

Das Spiel zwischen Stempel und Matrize

Eine kritische Kenngröße bei Stanzwerkzeugen ist das Spiel – der Spalt zwischen Stempel und Matrize. Dieses wird üblicherweise auf 0,01 mm genau eingestellt und beeinflusst maßgeblich die Oberflächenqualität des Werkstücks sowie die Standzeit des Werkzeugs. Die Bearbeitungsmaße der Matrize sind dabei eine Umdrehung größer als die Stempelgröße, wobei der Spalt frei und gleichmäßig über den gesamten Umfang sein muss.

Der Sollwert des Spaltes richtet sich nach dem zu bearbeitenden Material. Bei rostfreiem Stahl beispielsweise beträgt das Spiel üblicherweise 7–11 % der Blechdicke. Ein falsch eingestelltes Spiel führt zu großen Graten am Produkt oder beschädigt die Stanzwerkzeuge.

Arten von Stanzwerkzeugen

Für unterschiedliche Bearbeitungsformen werden spezialisierte Werkzeugtypen eingesetzt:

• Gravierstempel: Zum Einprägen von Buchstaben, Logos und Identifikationsnummern auf Metalloberflächen. Die gravierte Oberfläche ist spiegelbildlich ausgeführt, um während des Pressvorgangs eine präzise Übertragung zu ermöglichen.
• Stanzstempel: Verfügen über scharfe Klingen zum Durchtrennen von Blechen und dem Herstellen von Löchern sowie äußeren und innernen Formen.
• Biegestempel: Zeichnen sich durch spezifische Formen entlang des Biegewinkels aus und arbeiten mit entsprechenden Matrizen, die das Blech niederhalten, um reibungsloses Biegen zu ermöglichen.

Anwendungen und Verarbeitungsprozesse

Einfachwirkende Werkzeuge und Folgeverbundwerkzeuge

Presswerkzeuge mit Stanzwerkzeugen lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen. Einfachwirkende Werkzeuge werden bei relativ einfachen Verarbeitungen eingesetzt, bei denen das Material manuell zugeführt wird. Im Gegensatz dazu ermöglichen Folgeverbundwerkzeuge (Progressive Dies) mehrere Bearbeitungsvorgänge wie Bohren, Gravieren, Stanzen, Ziehen und Scheren in einem einzigen Werkzeug. Hier wird das Material automatisch zugeführt, was die effiziente Massenproduktion komplexer Präzisionsteile ermöglicht.

Branchen und Einsatzbereiche

Stanzwerkzeuge finden sich in diversen Industriezweigen. Sie werden für die Verarbeitung von Stahlblechen in der Elektroindustrie, Haustechnik und Industriefertigung eingesetzt. Spezialisierte Anbieter wie die WKK Kaltbrunn AG fertigen Präzisionsstanzteile für Medizinalprodukte, wobei hier besondere Anforderungen an Prozesssicherheit und Qualität bestehen. Auch im Freizeitbereich und für Elektroanwendungen werden hochpräzise Stanzteile hergestellt.

Die BERHALTER Swiss Die-Cutting setzt Stanztechnik für Verpackungsmaterialien ein – von Lebensmittelverpackungen über Tierfutter und Pharma bis hin zu Non-Food-Produkten. Das Unternehmen bietet hierfür massgeschneiderte Stanzlösungen mit Fokus auf Automatisierung und Prozessoptimierung.

Hersteller und Marktübersicht

Führende Hersteller von Stanzwerkzeugen

Der Markt für Stanzwerkzeuge umfasst spezialisierte Hersteller unterschiedlicher Größenordnungen. Eine Auswahl bedeutender Anbieter umfasst:

Nach Marktanteilen im deutschsprachigen Raum führen dabei Eisenacher elektroTECHNIK GmbH (17,8 %) und Ring Maschinenbau GmbH (17,2 %) das Ranking an, gefolgt von Wilson Tool International (13,5 %) und Hesse Stanzwerkzeuge (12,9 %).

Schweizer Präzision: BERHALTER und WKK

Die Schweiz hat sich als Hochlohnstandort durch Innovation und Präzision im Werkzeugbau positioniert. Die BERHALTER Swiss Die-Cutting, 1960 gegründet und mittlerweile in dritter Generation im Familienbesitz, ist ein bedeutender Hersteller von Hochleistungs-Stanzautomaten mit eigenem Werkzeugbau. Das Unternehmen produziert ausschließlich Made in Switzerland und unterstützt Kunden weltweit bei der Automatisierung ihrer Stanzsysteme.

Die WKK Kaltbrunn AG vereint seit 50 Jahren Werkzeugbau und Serienfertigung unter einem Dach. Mit Zertifizierungen nach ISO 9001, ISO 13485 (Medizinalprodukte) und ISO 14001 (Umweltmanagement) beliefert das Unternehmen Branchen von der Medizintechnik bis zur Industrie mit hochpräzisen Stanzteilen. Durch den Einsatz modernster Robotertechnik für das automatische Verpacken der Stanzteile garantiert WKK Effizienz und Qualität.

Digitalisierung und Servicelösungen

Moderne Stanztechnik verbindet mechanische Präzision mit digitaler Vernetzung. BERHALTER bietet mit CUTcontrol™ eine digitale Serviceplattform für das Industrial Internet of Things (IIoT). Diese ermöglicht die weltweite Überwachung von Produktionsmaschinen und deren Kennzahlen (KPI) aus Widnau. Durch Diagnostik-Tools zur Datenanalyse können Servicetechniker gezielt entsandt werden, was die maximale Maschinenbereitschaft erhöht und Ersatzteilmanagement optimiert.

Auch in der Logistik entstehen durch Partnerschaften wie die zwischen BERHALTER und der TISA Speditions AG massgeschneiderte Lösungen für den Transport von Maschinen, Rohstoffen und Revisionsteilen wie Walzen, die ins Werk gebracht und nach Aufbereitung wieder zum Endkunden geliefert werden.