TL;DR

Een malenset is een precisieproductiegereedschap dat plaatmetaal snijdt en vormt tot een specifieke vorm. De essentiële componenten werken samen om nauwkeurigheid en herhaalbaarheid te garanderen. De kernonderdelen omvatten de basis matrijzenplaten (of schoenen) die alles vasthouden, geleidingspennen en busjes voor precieze uitlijning, en de werkende elementen zoals ponsen en matrijzenblokken die de daadwerkelijke snij- en vormwerkzaamheden uitvoeren. Aanvullende onderdelen zoals veren en kussens regelen de materiaalstroom en zorgen voor de nodige kracht.

De basis: kernanatomie van het malenset

In het hart van elke stansoperatie bevindt zich de matrijzenopstelling, die dient als de robuuste basis voor alle andere werkende componenten. De belangrijkste elementen van deze basis zijn de matrijzenplaten, ook wel matrijzenschoenen genoemd. Een complete matrijzenset bestaat uit een bovenschoen (die de stansbehuizing vasthoudt) en een onderschoen (die het matrijsblok vasthoudt), die door geleidingcomponenten in perfecte uitlijning worden gebracht. Deze platen worden zorgvuldig bewerkt uit hoogwaardig staal of aluminium om perfect vlak en parallel te zijn, een cruciale eis voor het produceren van consistente, hoogwaardige onderdelen. De keuze van materiaal is afhankelijk van de toepassing; terwijl staal gebruikelijk is vanwege zijn duurzaamheid, wordt aluminium vaak verkozen vanwege zijn lichtere gewicht, snellere bewerking en uitstekende schokabsorptie, waardoor het ideaal is voor stansen met een hoge impact.

Het ontwerp en de dikte van de matrijzenzolen staan in direct verband met de hoeveelheid kracht die de matrijs moet weerstaan. Een matrijs voor munten, die metaal comprimeert onder enorme druk, vereist bijvoorbeeld aanzienlijk dikkere en robuustere zolen dan een eenvoudige matrijs die wordt gebruikt voor lichte buigbewerkingen. Deze fundamentele sterkte voorkomt doorbuiging en zorgt ervoor dat de kracht van de pers efficiënt op het werkstuk wordt overgebracht. De onderste matrijzenzool is doorgaans voorzien van strategisch geplaatste gaten. Deze openingen laten boutjes en afvalmateriaal dat tijdens het ponsen of uitstansen ontstaat, doorvallen en worden verwijderd uit de pers, waardoor beschadiging van de matrijs en bedrijfsstoringen worden voorkomen.

Bovendien is de matrijzenset de interface tussen het gereedschap en de persmachine. De boven- en onderschoenen hebben bevestigingsvoorzieningen, zoals stelen of boutgaten, die de gehele matrijzenopbouw vastzetten in de persslag en de steunplaat. Deze veilige bevestiging is essentieel voor zowel veiligheid als operationele precisie. Voor complexe toepassingen, met name in industrieën zoals de automobielproductie, is het ontwerp van de matrijzenset van doorslaggevend belang. Bedrijven zoals Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. specialiseren zich in het maken van op maat gemaakte stansmatrijzen waarvan de basiscomponenten zijn ontworpen om te voldoen aan de extreme eisen voor de productie van ingewikkelde auto-onderdelen met hoge precisie en levensduur.

Precisie in beweging: Geleidingspennen, lagers en heelpalen

Hoewel de malplaten de basis vormen, wordt de opmerkelijke precisie van een stansmal bereikt via het geleidingssysteem. De belangrijkste componenten hiervoor zijn richtpennen (ook wel pilaren of geleidingspalen genoemd) en richtbusjes. Deze elementen werken samen om te garanderen dat de boven- en onderdelen van de mal bij elke slag perfect uitgelijnd blijven, vaak met toleranties tot 0,0001 inch. Deze exacte uitlijning is cruciaal om de juiste speling tussen snijponsen en maldelen te behouden, wat direct invloed heeft op de kwaliteit van het onderdeel, slijtage van de tooling en de levensduur van de mal.

Er zijn twee hoofdtypen gidsstelsels, elk geschikt voor verschillende operationele eisen. De traditionele keuze zijn frictiestaven, dit zijn geharde, precisiegeslepen stalen pinnen die glijden binnen aluminium-bronsbussen. Deze bussen zijn vaak voorzien van grafietpluggen voor zelfsmering om wrijving en slijtage te minimaliseren. Het alternatief is een systeem in balhoogstijl, waarbij de pinnen op een reeks kogellagers rijden die in een kooi worden vastgehouden. Dit ontwerp vermindert wrijving aanzienlijk, waardoor hogere perssnelheden mogelijk zijn zonder overmatige warmteontwikkeling, en het vergemakelijkt voor technici om de matrijshelften te scheiden voor onderhoud.

Bij bewerkingen waarbij aanzienlijke zijdelingse krachten worden opgewekt—bijvoorbeeld bij vorm- of nok-aangedreven matrijzen—zijn geleidingspelden misschien niet voldoende om buiging te voorkomen. In dergelijke gevallen worden hielblokken toegevoegd. Dit zijn robuuste, precisiegeslepen stalen blokken die aan beide matrijzenschoenen zijn bevestigd en in elkaar grijpen om laterale krachten op te nemen. Ze maken doorgaans gebruik van slijtplateaus van ongelijke metalen, zoals staal tegen aluminium-brons, om kleving te voorkomen en een soepele werking te garanderen. Het is een cruciaal principe in het matrijzontwerp dat geleidingcomponenten bedoeld zijn om een goed functionerende matrijs uit te lijnen, en niet om te compenseren voor een slecht onderhouden of verkeerd uitgelijnde perszuiger.

Het werkende uiteinde: ponsen, matrijzblocks en vastklemmen

De componenten die het eigenlijke werk van knipsen en vormgeven van de plaatstaal uitvoeren, zijn de stans en de matrijsblok. De stans is het mannelijke component, meestal bevestigd aan de bovenste matrijsschoen, die in het materiaal duwt. Het matrijsblok, of de matrijsholte, is het vrouwelijke component, gemonteerd op de onderste schoen, dat de uiteindelijke vorm van het onderdeel bepaalt. De nauwkeurige relatie en speling tussen de stans en het matrijsblok bepalen de kwaliteit van de snede of vorm.

Stansen en matrijsblokken worden gebruikt voor diverse bewerkingen, en hun terminologie weerspiegelt hun functie. Bijvoorbeeld: een 'blanking'-bewerking is wanneer het uit de plaat gestanste deel het gewenste onderdeel is, bekend als de blank. Omgekeerd is een 'piercing'-bewerking wanneer de stans een gat in het onderdeel maakt, en het uitgestanste materiaal, genaamd een slug, wordt als afval weggegooid. Deze werkende componenten zijn verantwoordelijk voor talrijke processen, waaronder:

• Blanken: Het knippen van het buitenprofiel van een onderdeel uit de plaat.
• Ponsen: Interne gaten of kenmerken in het onderdeel aanbrengen.
• Muntvormen: Hoge druk toepassen om een gedetailleerde afdruk in het metaal te stampen.
• Tekening: Plaatmateriaal uitrekken en vormen tot diepe, kopvormige vormen.
• Buigen: Het materiaal langs een rechte as vormgeven.

Om onderhoud en snelle wissels te vergemakkelijken, worden stansen vaak vastgehouden door houders. Een van de meest voorkomende typen is de kogelvergrendelingshouder. Dit systeem gebruikt een veerbelaste kogellager die in een traandrupvormige groef op de steel van de stans klikt. Deze opzet stelt een malonderhoudstechnicus in staat om snel een versleten of gebroken stans te verwijderen en een nieuwe te installeren zonder de gehele mal te hoeven demonteren, wat de stilstand aanzienlijk vermindert. Deze modulariteit is een belangrijk kenmerk van moderne, efficiënte maldesigns.

Materiaalbeheersing en krachtoverdracht: Drukblokken en veren

Het effectief beheren van het plaatstaal tijdens een snelle stansoperatie is net zo cruciaal als het zagen en vormgeven zelf. Dit is de taak van diverse platen en veren binnen de matrijs. Een plaat is een drukbelaste plaat die het metaal vasthoudt, beheerst of afvoert. Bijvoorbeeld: een afstansplaat is een veerbelaste plaat die de snijponsen omringt. Nadat een pons het materiaal heeft doorboord, zorgt de elasticiteit van het metaal ervoor dat het zich om de pons hecht; de afstansplaat houdt het materiaal omlaag, zodat de pons zich schoon kan terugtrekken.

Bij vormgevingsoperaties worden andere soorten platen gebruikt. Drukpads zijn essentieel bij afveerbuigen, waar ze het materiaal stevig tegen het onderste matrijsdeel houden om een scherpe, nauwkeurige buiging te garanderen. Bij dieptrekoperaties brengen trekpads (ook wel klemplaten genoemd) gecontroleerde druk aan op de omtrek van de grondplaat. Deze druk is cruciaal om de materiaalstroom naar de matrijsholte te reguleren. Te weinig druk zorgt voor plooien in het materiaal, terwijl te veel druk de stroom beperkt en kan leiden tot scheuren of breuken in het onderdeel. Deze pads zijn doorgaans bevestigd met onderdelen zoals spoelen of schouderbouten, waardoor ze op en neer kunnen bewegen terwijl ze een constante kracht uitoefenen.

De kracht voor deze pads wordt geleverd door veren. De keuze van de veer hangt af van de benodigde kracht, slaglengte en levensduur van de toepassing. De drie belangrijkste typen zijn:

• Spiraalveren: Gemaakt van veerstaal, zijn deze veelvoorkomend, kosteneffectief en geschikt voor toepassingen die een matige kracht vereisen.
• Urethaanveren: Deze bieden een goede strippingdruk en worden vaak gebruikt bij prototypen of korte productieloppen vanwege de lagere kosten.
• Stikstofveren: Dit zijn cilinders gevuld met stikstofgas die een uiterst hoge en constante kracht kunnen leveren gedurende de gehele persslag. Ze hebben een zeer lange levensduur en worden verkozen voor veeleisende toepassingen zoals dieptrekken.

Veelgestelde Vragen

1. Wat is een matrijsonderdeel?

Een matrijsonderdeel is elk individueel onderdeel dat een complete stansmatrijsassemblage vormt. Deze onderdelen werken samen om plaatstaal te snijden of vormgeven. Belangrijke voorbeelden zijn matrijzenplaten (de basis), geleidingspennen en busjes (voor uitlijning), ponsen en matrijsblokken (de snij-/vormgevingselementen), veren (voor kracht) en stripperplaten (voor materiaalbeheersing). Elk onderdeel heeft een specifieke functie die cruciaal is voor de algehele prestatie en precisie van de matrijs.

2. Wat zijn de componenten van spuitgieten?

Hoewel het vergelijkbaar klinkt, is spuitgieten een ander productieproces dan stansen. Bij spuitgieten wordt gesmolten metaal onder hoge druk in een matrijsholte, ook wel mal of vorm genoemd, geperst. De belangrijkste onderdelen zijn de twee delen van de mal (de afdekmal en de uitwerpmal), een uitschuifpinstelsel om het gestolde onderdeel eruit te duwen, en geleiders of gaten die het gesmolten metaal naar de holte leiden. De materialen die worden gebruikt, zijn meestal non-ferro legeringen zoals aluminium, zink en magnesium.

3. Wat zijn stansonderdelen?

Stansonderdelen zijn onderdelen die worden geproduceerd via een proces dat stansen wordt genoemd, en dat vaak wordt gebruikt voor zachtere materialen zoals papier, kunststof, stof of schuim, naast dunne metalen. De 'stans' in dit verband kan een scherp, op maat gemaakt mes zijn (een staalregelstans) dat in het materiaal wordt gedrukt om een specifieke vorm uit te snijden, vergelijkbaar met een koekjesvorm. De resulterende producten worden gebruikt in onder andere verpakkingen, pakkingen, elektrische isolatoren en medische apparatuur.