Warum beginnen die meisten Kaltfließpressteile mit einem runden Draht?
Beim Übergang vom Runddraht zum Profildraht ist nicht entscheidend, ob das Material rund ist oder nicht, sondern vielmehr, wie weit es noch von der Endform entfernt ist, bevor es in die Form gelangt.
Zum Mittherbstfest wird Wert auf „Rundheit“ gelegt. Zufälligerweise beginnen auch die meisten Kaltfließpressteile, mit denen wir täglich zu tun haben, mit einem runden Querschnitt.
Echte Beispiele für runde Querschnitte der Creation Group
Von Runddraht ausgehend
Rundheit ist zwar nicht unbedingt das Ziel, aber oft der geeignetste Ausgangspunkt
Der runde Querschnitt ist universell einsetzbar und richtungsunabhängig, daher eignet er sich hervorragend für zahlreiche Normziehvorgänge, die Zuführung, das Schneiden sowie das Kaltumformen.
Doch wenn das Endprodukt immer weniger rund aussieht, kann der Runddraht nicht mehr der effizienteste Ausgangspunkt sein. Dann kommt es nicht darauf an, welcher Draht „hochwertiger“ ist, sondern vielmehr darauf, wie groß der Abstand zwischen dem Rohmaterialquerschnitt und der Endform des Produkts ist.
01｜Ausgehend vom „Kreis“
Der Kreis ist eine Form, die sich sehr gut verändern lässt
Wenn man einen Teigklumpen in der Hand knetet und dieser zunächst rund ist, lässt er sich in verschiedene Richtungen gleichmäßig ausrollen. Ähnlich verhält es sich bei der plastischen Umformung von Metallen.
Ein runder Querschnitt hat keine ausgeprägten Kanten oder eine bestimmte Richtung; beim Ziehen, Fördern, Schneiden und vielen gängigen Kaltfließpressprozessen sind die Belastungs- und Verformungsbedingungen relativ leicht zu kontrollieren.
02｜Die Grenzen des Runddrahts
Je weniger das Produkt noch „rund“ ist, desto weiter muss das Material geführt werden
Ist das Endteil nahezu kreisförmig, ist Runddraht natürlich ideal. Doch wenn das Produkt quadratisch, sechseckig, flach, mehrzähnig oder sogar asymmetrisch und komplex im Querschnitt ist, bedeutet die Weiterverwendung von Runddraht, dass die Form zusätzliche Umformungen zur Neuanordnung des Materials leisten muss.
Das Material muss Ecken, Radien, dünne Wände und Nuten füllen. Wenn vor Ort Probleme auftreten, etwa „Diese Ecke lässt sich einfach nicht vollständig ausfüllen“, liegt das Problem nicht unbedingt am zu harten Material, sondern man sollte eher fragen: Ist der Ausgangsquerschnitt des Rohmaterials bereits zu weit vom Endprodukt entfernt?
03｜Der Nutzen von Profildraht
Das Material soll einen kürzeren Weg zurücklegen
Profildraht dient nicht dazu, den Draht besonders zu machen, sondern passt den Ausgangsquerschnitt des Materials bereits im Vorfeld an die Anforderungen der Endform an.
So wird das Material dort platziert, wo es benötigt wird, und schwierige Bereiche müssen nicht mehr über Umwege gefüllt werden. Dies kann die Materialströmung, die lokale Füllung, die Dimensionsstabilität und den Zustand der Werkzeuge verbessern.
Profildraht ist keine bessere Version von Runddraht. Ob sich seine Verwendung lohnt, hängt weiterhin von der Produktgeometrie, dem Umformgrad, dem Werkzeugkonzept und der Produktionsmenge ab.
04｜Praktische Beispiele überzeugen mehr als Theorie
„Rundheit“ ist nicht die einzige Lösung – einige echte Beispiele für Profildrahtquerschnitte der Creation Group
Bei den folgenden Abbildungen handelt es sich nicht um Skizzen, sondern um tatsächliche Querschnittsmuster. Von abgerundeten Quadraten, flachen Vierecken und abgerundeten Rechtecken bis hin zu konkaven, taillierten, mehrzähnigen und asymmetrischen Querschnitten – hinter jeder Form stecken unterschiedliche Produkte und Umformanforderungen.
05｜Technische EinschätzungWo Runddraht problemlos funktioniert, besteht kein Grund, nur um des „Profils“ willen auf Profildraht umzusteigen
Für viele Normbefestigungselemente ist die Verwendung von Runddraht bewährt, effizient und wirtschaftlich. Erst wenn die Produktgeometrie, die Materialströmung, die lokale Füllung oder nachfolgende Bearbeitungsschritte die Runddrahtlösung zunehmend erschweren, sollte man den Ausgangsquerschnitt des Materials neu überdenken.
Im Kern der Werkstofftechnik geht es nicht darum, das Material kompliziert zu gestalten, sondern die Probleme zu vereinfachen.
06｜Die Sicht der Creation Group
Uns interessiert nicht, welche Formen möglich sind, sondern warum sie überhaupt gewählt wurden
Vom Runddraht über Vierkant-, Sechskant-, Flach- und komplexe Profildrähte ist der Querschnitt nur die Oberfläche. Wesentlich ist vielmehr zu verstehen, welches Produkt der Kunde letztlich herstellen möchte, wie das Material in der Form fließt und ob eine Änderung des Ausgangsquerschnitts tatsächlich einen Mehrwert bringt.
Die konkrete Gestaltung des Querschnitts, die Umformverteilung und die Herstellparameter sollten jeweils anhand der Produktdokumentation, der Werkzeuge und der spezifischen Bedingungen vor Ort analysiert werden.
Zum Mittherbstfest – ein paar Gedanken am Rande
In all den Jahren unserer Unternehmensgeschichte begann unsere Zusammenarbeit mit vielen Kunden ebenfalls mit einer „Rolle Material“, die sich später zu einem Produkt, einem Prozess und schließlich zu gemeinsamen Gesprächen und Lösungsansätzen entwickelte.
Auf diesem Wege wünschen wir allen Kunden und Partnern, die die Creation Group stets unterstützen, sowie allen Kolleginnen und Kollegen, die täglich mit Material, Werkzeugen und Maschinen arbeiten: Mögen Ihre Projekte reibungslos gelingen, Ihre Mitstreiter Sie stets begleiten und Ihre Bemühungen Früchte tragen.
Frohes Mittherbstfest und alles Gute!
Der Vollmond steht für Einigkeit und Zusammenkunft; die „Rundheit“ des Materials jedoch ist nicht das Ziel. Für die Kaltumformung besteht die wahre Einheit darin, das Material in einem optimalen Zustand in die Form zu bringen, damit das Produkt am Ende stabil und zuverlässig hergestellt werden kann.
Dieser Artikel dient dem Austausch über Materialien und Kaltumformtechnologien. Die Auswahl konkreter Querschnitte und Prozesslösungen sollte jeweils unter Berücksichtigung der Produktdokumentation, des Materialzustands, der Werkzeuge und der örtlichen Gegebenheiten erfolgen.