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STANZPRESSEN

Bereits im 16. Jahrhundert wurden Schmuck, Münzen und später mechanische Teile mit Hilfe von Stanzpressen geformt, gebildet und/oder ausgeschnitten.

Das Stanzen ermöglicht eine exakte Reproduzierbarkeit von komplexen Formen und Mustern bei geringeren und sinkenden Produktionskosten.

Stempel, Matrize und Stempelwerkzeug
Das Stanzen erfordert die Herstellung spezieller Schneidwerkzeuge für jede Komponentenskizze: Der Stempel.
Der Stempel besteht aus zwei Elementen: der Matrize und dem Stempelwerkzeug.
Die Matrize ist eine Platte aus hartem Metall (in der Regel Stahl), in der die Konturen des herzustellenden Bauteils ausgeschnitten und ausgehöhlt sind (negativ). Der Stempel wird aus dem gleichen Metall wie die Matrize hergestellt und ist positiv nach denselben Konturen geformt (bearbeitet). Das Material wird durch den Stempel in die Matrize gepresst (geschnitten), geprägt oder gebogen.

Qualität und Langlebigkeit bei sinkenden Kosten
Die Herstellung der Schneidwerkzeuge (Stempel und Matrize) erfordert großes Fachwissen und lange Stunden, oft handwerklicher Arbeit. Diese Technologie erfordert daher hohe Werkzeugkosten. Diese Kosten sinken jedoch schnell mit dem Fortschreiten der Produktion. Zumal Stempel eine Lebensdauer von vielen Jahrzehnten oder sogar Jahrhunderten haben können und nahezu unbegrenzte Produktionsmengen erreichen.
Im Vergleich zu anderen Produktionsmethoden (Drehautomaten, Bearbeitungszentren, Funkenerosionsmaschinen) erfordern die Maschinen wenig Einstellarbeiten, und die Produktionsumsetzung ist deutlich schneller. Zudem erfordern auch automatisierte Maschinen, die manchmal mehrere Dutzend Komponenten pro Minute produzieren können, keine digitale Programmierung.

Vielseitigkeit
Die meisten in der Uhrmacherei verwendeten Metalle können gestanzt werden (Gold, Platin, Stahl, Messing, Aluminium usw.). Das Stanzen wird verwendet, um sowohl Bewegungsbestandteile (Räderplatten, Federn, Anker usw.) als auch Gehäuseteile (Gehäuse, Zifferblätter, Armbänder usw.) herzustellen. Die beim Stanzen auf das Material ausgeübte Spannung erzeugt strukturelle Spannungen. Das Stanzen erfordert daher Wärmebehandlungen (Rekristallisation), um diese Spannungen zu beseitigen.

Eine uralte und zukunftsfähige Technologie
Bis 1980 stark entwickelt, erlebte die Herstellung von Uhrwerken durch Stanzen einen deutlichen Rückgang mit der Einführung der ersten Bearbeitungszentren und CNC-Maschinen. Paradoxerweise sind es gerade diese Maschinen, die heute die Herstellung komplexerer und kostengünstigerer Stempel ermöglichen und so die Stanzproduktion wiederbeleben.

Die Pendelpressen, die noch immer in vielen Uhrmacherwerkstätten zu finden sind, sind mechanische Schneid-, Prägestanz- oder Biegemaschinen, die manuell betätigt werden. Je nach Konstruktion und Größe können Pendelpressen auf dem Boden platziert oder an einem Arbeitstisch befestigt werden.

Elemente und Funktionsweise einer Pendelpressen
Der Maschinenkörper besteht in der Regel aus Gusseisen.
Eine horizontale, flache Tischplatte befindet sich in der Mitte des Maschinenkörpers. Auf diesem Tisch wird die Matrize positioniert und fixiert.
Der Tisch ist mit einem Bogen versehen, der vertikal von einer Schneckenwelle durchzogen ist.
Der Stempel wird an der unteren Enden der Schneckenwelle befestigt.
Er wird von vertikalen Schlitten geführt und positioniert.
Ein großer horizontaler Hebel ist mit seinem Mittelpunkt an der Spitze der Schneckenwelle befestigt und bewegt diese durch eine quadratische Anpassung.
Gewichte sind in der Regel an den Enden der beiden Hebelarme angebracht, um deren Trägheit zu erhöhen.
Das zu stanzende Material wird in der Mitte der vertikalen Achse positioniert. Der Handwerker dreht den Pendelmechanismus, der durch den Hebel und die Gewichte gebildet wird. Durch die Bewegung der Schneckenwelle sinkt der Stempel vertikal bis zur gewünschten Tiefe (durch das Material und die Matrize für den Schnitt). Je nach Steigung der Schneckenwelle, dem erforderlichen Winkel des Pendels, um einen Schlag auszuführen, und der Geschwindigkeit der Stempelbewegung kann die Presse an die jeweilige Betriebsart angepasst werden.

Druckkräfte
Der auf das Material ausgeübte Druck hängt hier von der Trägheit des Pendels und der vom Bediener (Handwerker) aufgebrachten Kraft ab.
Die meisten heute verwendeten Pendelpressen haben eine Leistung von einigen hundert Kilogramm bis hin zu mehreren Tonnen.

Das Funktionsprinzip einer Hydraulikpresse ist ähnlich wie das einer Pendelmaschine.

Elemente und Funktionsweise einer Hydraulikpresse
Anstelle der Schneckenwelle kommen Zylinder zum Einsatz, die den Stempel betätigen.
Die Hydraulikzylinder ermöglichen es, die der Maschine zugeführte Energie erheblich zu vervielfachen und enorme Kräfte zu erreichen.

Druckkräfte
Die in der Uhrmacherei eingesetzten Hydraulikpressen haben Druckkräfte, die zwischen 1 und 200 Tonnen liegen.

Manuelle, automatische Pressen und progressives Stanzen
Einige Pressen erfordern Handhabungen zwischen jedem Schlag (Entnahme des ausgeschnittenen Teils, Neupositionierung des Rohmaterials für den nächsten Schlag). Andere Maschinen sind automatisiert. In diesem Fall ermöglicht eine Animation (in der Regel hydraulisch) das Ausstoßen und Sammeln des ausgeschnittenen Bauteils und das Weiterführen des Rohmaterials oder eines Magazins (durch Perforationen, wie bei einem Filmstreifen), um den nächsten Schlag auszuführen. Dieses Prinzip ermöglicht es einigen Pressen, Stanzen zu erhalten, die mehrere aufeinanderfolgende Schlagoperationen sequenzieren. Man spricht dann von progressivem Stanzen.