Zusammenfassung

Die Schmierung beim Metallstanzen fällt im Allgemeinen in vier Hauptkategorien: Vollöle (für anspruchsvolle Anwendungen mit hohem Schmierbedarf), Lösliche Öle (vielseitige Emulsionen zur Kühlung und allgemeinen Verwendung), Synthetik (für maximale Sauberkeit und Kühlung), und Verschwindende Öle (verdunstende Flüssigkeiten für leichte, rückstandsfreie Anwendungen). Die Auswahl hängt stark von der Beanspruchung des Verfahrens ab (z. B. Tiefziehen vs. Stanzen), dem Metalltyp und den Anforderungen nach dem Stanzen wie Schweißen oder Lackieren. Die richtige Wahl stellt einen Kompromiss zwischen Werkzeugschutz (Schmierwirkung) und Bauteilqualitätssicherung (Kühlung und Waschbarkeit) dar.

Kritische Auswahlmerkmale: So wählen Sie das richtige Produkt aus

Die Auswahl der optimalen Schmierart ist nicht einfach nur der Kauf eines Ölfasses; es ist eine ingenieurtechnische Entscheidung, die Auswirkungen auf die Werkzeuglebensdauer, die Bauteilqualität und die nachgelagerten Kosten hat. Die Entscheidungsmatrix dreht sich typischerweise um drei zentrale Variablen: die Schwere der Verformung, das zu stanzenende Material und die Anforderungen nach dem Prozess.

Zunächst analysieren Sie die schwere des Eingriffs . Einfache Vorgänge wie Stanzen oder Lochung erzeugen Wärme, benötigen aber weniger hydrodynamische Polsterung, weshalb wasserbasierte Synthetika oder lösliche Öle ideal sind. Im Gegensatz dazu erzeugen Tiefziehen oder das Stanzen mit dickem Material extremen Druck, der das Bauteil mit dem Werkzeug verbinden kann (Aufschweißen). Diese Anwendungen erfordern die hohe Viskosität und die Extreme-Druck-(EP)-Additive, die in Rapsölen enthalten sind. Für Hersteller, die den Übergang vom schnellen Prototyping zur Massenproduktion schaffen, ist die Zusammenarbeit mit Spezialisten, die diese tribologischen Feinheiten verstehen, unerlässlich. Beispielsweise bietet Shaoyi Metal Technology umfassende Stanzlösungen die präzise Schmierstrategien nutzen, um kritische Automobilkomponenten wie Querlenker und Subrahmen bereitzustellen und Konsistenz von den ersten 50 Prototypen bis hin zu Millionen von Serienprodukten sicherzustellen.

Zweitens, berücksichtigen Sie die materielle Vereinbarkeit ferrometalle (Stähle) benötigen oft Korrosionsinhibitoren und vertragen aktive Schwefel- oder Chloradditive für extreme Leistung. Nicht-ferrometalle wie Aluminium oder Kupfer hingegen sind anfällig für Verfärbungen durch dieselben Additive. Für diese weicheren Metalle wird häufig ein polymerverstärktes Syntheseöl oder ein spezielles Löslichöl bevorzugt, um chemische Verfärbungen zu vermeiden.

Schließlich ist die Bewertung der nachfolgenden Prozessanforderungen entscheidend zur Kostenkontrolle. Wenn ein Bauteil unmittelbar nach dem Stanzprozess geschweißt, lackiert oder beschichtet werden muss, erfordert ein dickflüssiges Vollölschmiermittel einen kostenintensiven, mehrstufigen Reinigungsprozess. In solchen Fällen kann ein „verschwindendes“ Öl oder ein sauber laufendes Syntheseöl die Reinigungsstufe vollständig überflüssig machen und die Gesamtkosten pro Bauteil erheblich senken.

Typ 1: Gerade Öle (Schwerlast- & Tiefzieh-Anwendungen)

Gerade Öle, oft als „reine“ Öle bezeichnet, sind undilutierte petrochemische oder mineralische Flüssigkeiten, die kein Wasser enthalten. Sie gelten als traditionelle Arbeitstiere der Metallstanzbranche und zeichnen sich durch ihre hervorragende Schmierfähigkeit und hydrodynamische Polsterungseigenschaften aus. Da sie nicht auf Wasser basieren, bieten sie einen hervorragenden Rostschutz für die Maschine und die fertigen Bauteile.

Der primäre Wirkmechanismus von Röstölen ist ihre hohe Viskosität, die eine dicke, physikalische Barriere zwischen Werkzeug und Werkstück bildet. Um die Leistung zu verbessern, werden diese Öle oft mit Zusätzen für extremen Druck (EP-Zusätze) wie Chlor, Schwefel oder Fett versehen. Diese Additive reagieren unter Hitze und Druck mit der Metalloberfläche und bilden einen opferbereiten chemischen Film, der metallischen Kontakt verhindert, selbst wenn der Ölfilm durch extremen Druck abgedünnt wird. Dadurch sind Röstöle der Goldstandard für schwierige Bearbeitungen wie das Tiefziehen von Edelstahl oder das Formen von dickwandigen hochfesten Legierungen.

Die Leistung von reinen Ölen bringt jedoch erhebliche Nachteile mit sich. Sie sind schlechte Kühlmittel und können während Hochgeschwindigkeitsoperationen Wärme in der Presseform eingeschlossen halten. Sie hinterlassen zudem einen schweren, öligten Rückstand, der wie ein Magnet für Werkstattstaub wirkt und vor dem Lackieren oder Schweißen eine intensive Entfettung erforderlich macht. Umwelttechnisch verursachen sie höhere Entsorgungskosten und stellen aufgrund von Rutschgefahren ein Risiko auf der Werkstattfläche dar. Die Applikation erfolgt typischerweise über Rollenbeschichter oder Tropfsysteme anstelle von Sprühsystemen, bedingt durch ihre hohe Viskosität.

Typ 2: Wasserbasierte Lösungen (Kühlung & Vielseitigkeit)

Lösliche Öle, auch emulgierte Öle genannt, sind die am häufigsten verwendeten Universal-Schmierstoffe in modernen Stanzbetrieben. Diese Fluide bestehen aus Mineralöl, das mithilfe von Emulgatoren und Tensiden in Wasser dispergiert ist. Das Ergebnis ist eine milchig-weiße Flüssigkeit, die das Beste aus beiden Welten bieten soll: die Schmierfähigkeit von Öl und die hervorragenden Kühlungseigenschaften von Wasser.

Der hohe Wassergehalt (häufig verdünnt in Verhältnissen von 5:1 bis 20:1) ermöglicht es wasserlöslichen Ölen, Wärme schnell abzuleiten, wodurch sie ideal für Hochgeschwindigkeits-Stanzverfahren mit fortschreitender Formgebung sind, bei denen eine thermische Ausdehnung ansonsten enge Toleranzen beeinträchtigen könnte. Die Ölphase bietet Grenzschmierung, um die Werkzeuge vor Abnutzung zu schützen. Diese Vielseitigkeit erlaubt es einer einzelnen Produktionsstätte, ein und denselben Konzentrat in unterschiedlichen Verdünnungsverhältnissen für verschiedene Anwendungen einzusetzen – reichere Mischungen für Umformprozesse, dünnere Mischungen für leichte Schneidprozesse.

Obwohl vielseitig einsetzbar, erfordern wasserlösliche Öle eine sorgfältige Pflege. Da sie Wasser und organische Bestandteile enthalten, neigen sie zur Vermehrung von Bakterien, was zu unangenehmen Gerüchen (häufig als „Montagmorgengeruch“ bezeichnet) und Hautausschlägen bei Bedienern führen kann. Zudem sind sie auf Biozide und regelmäßige pH-Überwachung angewiesen, um Stabilität zu gewährleisten. Die Reinigung ist einfacher als bei reinen Ölen, jedoch ist in der Regel weiterhin eine Spülphase erforderlich, um den öligen Film vor nachfolgenden Bearbeitungsschritten zu entfernen.

Typ 3: Synthetische Flüssigkeiten (Sauberkeit & Kühlung)

Echte synthetische Schmierstoffe enthalten kein Mineralöl. Stattdessen bestehen sie aus chemischen Lösungen, die aus basischen organischen und anorganischen Verbindungen zusammengesetzt sind, oft unter Einbeziehung von Polymeren und Detergienten. Sie bilden eine transparente Lösung, wenn mit Wasser gemischt, wodurch während der Produktion eine hervorragende Sichtbarkeit des Werkstücks gewährleistet wird.

Synthetische Stoffe werden in erster Linie für Kühlung und Sauberkeit konzipiert. Sie sind die sauberste Laufvariante unter Flüssigkeiten, die dennoch eine gewisse Schmierfähigkeit bieten, und stoßen oft „Fremdöl“ (ausgetretenes Hydraulikfluid) an die Oberfläche, wo es leicht abgeschöpft werden kann. Dadurch bleibt das Bad sauber und verlängert die Lebensdauer der Flüssigkeit erheblich im Vergleich zu Emulsionen. Ihre schnelle Wärmeabfuhr macht sie ideal für sehr schnelles Stanzformen von dünnen Metallen, wie beispielsweise elektrische Bleche oder Getränkedosen.

Die Einschränkung von Synthetika war historisch gesehen die Gleitfähigkeit. Ohne den Ölgehalt sind sie auf chemische Barrieren angewiesen, die möglicherweise den extremen Druckverhältnissen beim Tiefziehen harter Metalle nicht standhalten. Moderne „semi-synthetische“ Hybrid- oder hochbelastbare Polymersynthetika schließen jedoch diese Lücke. Ein wesentlicher Vorteil ist die Waschbarkeit; viele Synthetika können ohne vorherige Reinigung überweldet werden oder lassen sich leicht mit klarem Wasser abwaschen, was die Produktionslinie optimiert.

Typ 4: Verdunstende Öle (Verdunstungsschmierstoffe)

Verdunstende Öle, auch bekannt als verdunstende Schmierstoffe, sind spezialisierte Flüssigkeiten, die darauf ausgelegt sind, den Reinigungsprozess vollständig zu eliminieren. Sie enthalten einen hohen Anteil an schnellverdunstenden Lösungsmitteln (wie z. B. Terpentinöl) mit einem geringen Zusatz an Gleitfähigkeit verleihenden Additiven. Nach dem Stanzeinschlag verdunstet das Trägerlösungsmittel in die Luft, wodurch ein kaum wahrnehmbarer, trockener Film zurückbleibt, der in der Regel keine Beeinträchtigung beim Lackieren oder Verpacken verursacht.

Diese Schmierstoffe sind die bevorzugte Wahl für die Bearbeitung von Bauteilen mit geringer Beanspruchung, bei denen das Erscheinungsbild entscheidend ist, wie zum Beispiel Gehäusetafeln, architektonische Zierleisten oder elektrische Steckverbinder. Sie lösen das „Flaschenhals“-Problem von Waschanlagen, wodurch die Bauteile direkt von der Presse zur Montage oder zum Versand weitergeleitet werden können.

Der Kompromiss liegt in Leistung und Sicherheit. Verdunstende Öle bieten eine sehr geringe Schmierwirkung und eignen sich nicht für Anwendungen, die über leichte Umformungen oder das Ausstanzen hinausgehen. Außerdem setzt der Verdunstungsprozess flüchtige organische Verbindungen (VOCs) frei, wofür möglicherweise spezielle Lüftungssysteme erforderlich sind, um Umweltvorschriften einzuhalten und die Gesundheit der Mitarbeiter zu schützen. Auch die Entzündbarkeit stellt ein Risiko dar und erfordert strikte Sicherheitsmaßnahmen im Bereich der Presse.

Fazit

Die Optimierung Ihres Metallstanzprozesses erfordert, dass das Schmiermittel nicht nur auf die Presse, sondern auf den gesamten Produktionszyklus abgestimmt ist. Während Vollöle einen unübertroffenen Werkzeugschutz bei anspruchsvollen Umformungen bieten, können ihre Reinigungskosten die Rentabilität bei leichteren Aufträgen zunichtemachen. Umgekehrt ermöglichen Verdunstungsschmierstoffe eine hohe Prozessgeschwindigkeit, versagen jedoch unter hohem Druck. Die effizientesten Hersteller setzen häufig eine Kombination aus diesen vier Typen – Vollöl, Emulsionsöl, Synthetik und Verdunstungsschmierstoff – auf verschiedenen Linien ein, um sowohl die Werkzeuglebensdauer als auch den Prozessfluss zu maximieren. Testen Sie neue Schmierstoffe stets zunächst im kleinen Maßstab, um Waschbarkeit und Materialverträglichkeit vor der vollständigen Einführung zu überprüfen.

Häufig gestellte Fragen

1. Welche sind die vier Haupttypen von Stanzschmierstoffen?

Die vier primären Kategorien sind Vollöle (petrolchemisch basiert, ohne Wasser), Lösliche Öle (Emulsionen von Öl in Wasser), Synthetik (chemische Lösungen ohne Öl) und Verschwindende Öle (lösungsmittelbasierte, verdunstende Fluide). Jeder dieser Typen deckt einen spezifischen Anwendungsbereich ab, der von anspruchsvollem Tiefziehen bis hin zu leichten, nicht zu reinigenden Ausschneidearbeiten reicht.

2. Kann ich WD-40 für das Metallstanzen verwenden?

Obwohl WD-40 ein weit verbreitetes Durchdringungsmittel und leichtes Schmiermittel ist, eignet es sich im Allgemeinen nicht empfohlen nicht für industrielle Metallstanzprozesse. Es fehlt an den Additiven für extremen Druck (EP) und der Viskosität, die erforderlich sind, um Werkzeuge während der Umformung unter hohem Tonnendruck zu schützen. Die Verwendung kann in einer Produktionsumgebung zu vorzeitigem Verschleiß der Werkzeuge, Kaltverschweißung und inkonsistenter Bauteilqualität führen.

3. Was ist der Unterschied zwischen Zieh- und Stanzschmierstoffen?

„Stanzen“ ist ein allgemeiner Begriff, der Schneiden, Auspressen und Umformen umfasst, während „Ziehen“ speziell das Dehnen von Metall in eine Form beschreibt. Ziehschmierstoffe (oft reine Öle oder dicke Pasten) erfordern eine deutlich höhere Schmierwirkung und Barrierewirkung, um zu verhindern, dass das Metall beim Dehnen reißt oder mit der Form verschweißt. Allgemeine Stanzschmierstoffe legen möglicherweise mehr Wert auf Kühlung und Spanabfuhr als auf Leistung unter extremem Druck.