Effiziente Werkstoffbehandlung in der Kaltumformung

Thema des Monats

Kaltumformung

Als Kaltumformung bezeichnet man einen Hochgeschwindigkeits-Umformprozess, bei dem Draht bei Umgebungstemperatur auf exakte Längen geschert wird, um anschließend durch eine Abfolge von Werkzeugen und Matrizen geführt zu werden, die das Arbeitsmaterial verformen.

So kann eine große Anzahl Werkstücke in kurzer Zeit durch Umformen gestaucht, verkürzt oder verlängert werden; weitere Formänderungen wie Abgraten oder Lochen sind ebenfalls möglich. In diesem Prozess wird das Metall über seine elastische Streckgrenze hinaus gedehnt und behält beim Entfernen aus der Matrize seine veränderte Form bei. Es sollte (außer beim Abgraten oder Lochen) jedoch nicht über seine Reißfestigkeit hinaus belastet werden, damit im Material keine Risse entstehen.

Bis vor wenigen Jahrzehnten noch basierte diese Materialbehandlung auf Erfahrungswerten: mittlerweile jedoch erleichtern computergestützte Analyseverfahren eine effiziente Werkstoffbehandlung erheblich.

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SMART Flachbacken-Gewindewalze vom Typ NG © National Machinery

Vorteile der Kaltumformung

Abgesehen von großen Stückzahlen bei hoher Geschwindigkeit ist eine Umformung direkt zur Endform oder in einen endformnahen Zustand möglich, was den Nachbearbeitungsaufwand gering hält. Mit qualitativ hochwertigen Maschinen lassen sich überdies hohe Volumengenauigkeiten erzielen, was wiederum Material einspart und Ausschuss minimiert. Auch aus der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, z.B. im Verhältnis Belastbarkeit zu Gewicht, ergibt sich ein positiver Effekt.

Kaltumformung ist somit eine durchaus interessante Alternative zu Warmumformung, Gießen, Sintern, Zerspanen, Schweißen oder Stanzen.

Bei der Kaltumformung werden üblicherweise Horizontalpressen eingesetzt. Es gibt sie in unterschiedlichen Ausführungen, wobei je nach dem zu formenden Teil unterschiedliche Kriterien maßgeblich sind. Mögliche Werkstoffe sind z.B. unlegierte und Legierungsstähle, Edelstähle, Messing, Kupfer, Bronze, Edelmetalle, Aluminium sowie Nickellegierungen.

Die jeweiligen Struktureigenschaften des kaltumzuformenden Materials bestimmen dabei das exakte Verfahren. Sie alle basieren auf drei grundlegenden Umformverfahren:

• Beim Vorwärtsfließpressen wird das Material offen oder geschlossen in eine Matrize mit geringerem Durchmesser gepresst

• Beim Rückwärtsfließpressen fließt das Material rückwärts über einen eindringenden Stempel – ein Verfahren, um Hohlräume zu formen

• Aufstauchen bezeichnet das Verfahren, mit dem durch Gegendruck an Befestigungselementen Köpfe aufgestaucht werden (z.B. Schrauben).

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Innovation und Stabilität – seit 140 Jahren

Es gibt nicht viele Unternehmen in der Branche, die auf eine ähnlich lange und bewegte Geschichte zurückblicken können wie National Machinery. In seinen mehr als 140 Jahren hat das Unternehmen einige turbulente Zeiten erlebt, aus denen es aber stets gestärkt hervorging.

In Cleveland, Ohio, wurde 1874 der Grundstein für die damalige National Machinery Company gelegt. Anfang des 20. Jahrhunderts zog das Unternehmen in den ca. 145 km südwestlich gelegenen Ort Tiffin um und wurde seinerzeit bereits vom ‚New York Daily‘ als „Mammutunternehmen“ geadelt, „das als weltweit einziges eine Fabrik für Schrauben- und Mutternherstellung mit der jeweils passenden Maschine beliefern kann“.

Zum Vergleich: 1902 verfügte man in Tiffin noch über ein ca. 6.300m² großes Werksgelände - das heutige hingegen hat eine Fläche von weit über 55.000m².

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Ein Schlüssel zum Erfolg des Maschinenherstellers war sein stets wachsamer Blick auf die Erfordernisse einer sich verändernden Wirtschaft. Zu Beginn des vergangenen Jahrhunderts hing der Himmel angesichts der boomenden US-Automobilindustrie noch voller Geigen. Henry Ford war begeistert von seiner 1925 bei National Machinery frisch erworbenen automatischen Schmiedepresse.

Kurz darauf, in der Wirtschaftskrise der Dreißiger, war jedoch Durchhaltevermögen gefragt. National Machinery hatte dieses und brachte trotz Depression Neuerfindung um Neuerfindung auf den Markt – Investitionen, die sich auszahlen sollten.

Ende der 40er Jahre konnte das Unternehmen dank seiner Innovationen (die berühmte Hochgeschwindigkeits-MaxiPresse, sowie eine Reihe von Boltmakern® und Kaltumformern, unter anderem auch für Langschaft-Teile, seine Größe verdreifachen, so dass nun 500 Angestellte bei National in Lohn und Brot standen.

Ende der 50er schließlich tat man den Schritt auf den europäischen Markt, indem es das deutsche Unternehmen J.G. Kayser übernahm, den damals größten Hersteller von Kaltumformmaschinen außerhalb der USA.

Die 60er Jahre brachten eine wachsende Nachfrage für komplexer geformte Teile. Auch in Europa wuchs der Marktanteil von National Machinery, und so wurde 1972 der 1000. Hochgeschwindigkeits-Kaltumformer aus dem erweiterten Werk in Nürnberg versandt. Noch bis in die 80er Jahre hinein verzeichnete das Unternehmen Rekordauftragszahlen.

Kurze Zeit später jedoch bekam auch National Machinery die weltweite Rezession zu spüren. Eine gewaltige Steigerung der Verkaufszahlen war nötig, um das angesammelte Maschineninventar auf den Markt zu bringen; wiederum erwiesen sich Innovationen auf dem Gebiet der Kaltumformtechnik als einzige wirksame Lösung.

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Das Konzept FORMAX®

Auf der International Fastener Exposition (IFE) in Atlanta, Georgia, stellte National Machinery 1989 erstmals den FORMAX® Kaltumformer vor. Für Hersteller von Befestigungselementen und Bauteilen präsentierte sich FORMAX als einfach bedienbares System, das hohe Produktionsgeschwindigkeiten und einfache, schnelle Werkzeugwechsel ermöglichte.

FORMAX ist eine Konstruktion, die auf die Produktionsfähigkeiten von National Machinery zugeschnitten war, um die Produktion wirtschaftlicher und Bauteile standardisierter zu gestalten. Dies ermöglicht eine enge Toleranzkontrolle, wodurch die früher typische „manuelle“ Anpassung während der Montage wegfällt, so dass jede Maschine genau dieselbe Qualität aufweist.

FORMAX verfügt über eine Art Kernkonstruktion mit Standard-Optionen ‚on top‘ und ist eine ideale Plattform, auf der nun flexible Ausstattung montiert werden kann. Ändern sich die Anforderungen des Kunden, so kann nun auch seine FORMAX-Maschine einfach angepasst werden.

FORMAX® Maschinen können auch speziell für die Halbwarmumformung konstruiert werden. Der Halbwarmumformer der FORMAX®-Reihe verfügt über sämtliche Standardeinrichtungen, beispielsweise spielfreie Pressschlittenführung, Lineareinzug, abgeschlossene Pressschlittenführungsleisten sowie das FORMAPAK Schnellwechselsystem.

Ein Halbwarmumformer der FORMAX®-Reihe kann entweder - mit grundlegenden Sondereinrichtungen - für die Halbwarmumformung "vorbereitet", oder speziell auf die Anwendungs- und Materialanforderungen des Kunden zugeschnitten werden.

Für National Machinery bedeutete das FORMAX-Konzept größere Wirtschaftlichkeit in punkto Produktion, schnellere Durchsatzgeschwindigkeiten und eine bessere Ausnutzung von Maschinen- und Werkzeugressourcen. Für den Kunden verbesserten sich vor allem die Qualität und Produktionsgeschwindigkeit.

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Andrew Kalnow (l.), CEO von National Machinery, und Enrico Ghezzi (r.), Präsident von S.M.A.R.T. © National Machinery

Die Zukunft ist international

National Machinery hat über Jahrzehnte hinweg abertausende Teilepressen hergestellt, die heute in über 61 Ländern weltweit immer noch im Einsatz sind. Zuverlässigkeit und Strapazierfähigkeit sind nach wie vor die Kernkompetenzen des Unternehmens.

Von Nürnberg aus bietet die NME National Machinery Europe GmbH ihren Maschinenservice, Verkauf und technische Unterstützung für ihre Kunden in Europa, Afrika und im Nahen Osten an.

Doch die NM-Maschinen stehen - neben Kanada, den USA und Brasilien - aber auch in Fernost. 2007 baute National Machinery seine globale Präsenz durch die Eröffnung einer neuen Tochterfirma in China weiter aus. Die NM Group Technologies ist auf einem 4.000m² großen Werksgelände in Suzhou beheimatet. National Machinery verfügt gerade in Japan über eine große Maschinenbasis, was ihre Niederlassung in Nagoya, Japan, gerade für diesen wichtigen Kundenstamm unverzichtbar macht, wenn es um schnellen und kostengünstigen Service innerhalb Asiens geht.

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Im Dezember 2015 gab National Machinery LLC die Übernahme der Mehrheitsbeteiligung an SMART Machinery Srl bekannt. SMART Machinery ist eine Firmenneugründung zum Zwecke der Übernahme von Geschäftsanteilen und des Anlagevermögens von S.M.A.R.T. Srl. mit Sitz in Tortona/Italien, einem führenden Hersteller von Gewindewalzmachinen und technischer Vorreiter bei der Verwendung von Servoantrieben.

Mit seiner patentierten Technologie hat S.M.A.R.T. ein komplettes Produktspektrum an Flachbacken-Gewindewalzmaschinen für die Verbindungselementeindustrie neu entwickelt. Abgerundet wird dieses Portfolio von Rundsegment-Gewindewalzmaschinen, Scheibenmontageanlagen und Ankuppanlagen. Maschinen von SMART genießen eine hohe Akzeptanz in der Branche und sind in vielen Ländern im Einsatz. National Machinery übernimmt die weltweite Generalvertretung für den Verkauf und Service von SMART-Anlagen durch ausgewählte Untervertreter und Firmenangestellte.

Diese Erweiterung des Produktportfolios von National Machinery bietet den Kunden für Ihren Bedarf eine noch größere Auswahl an qualitativ hochwertigen Anlagen auf höchstem technischen Niveau und steht exemplarisch für Nationals Engagement in der Branche.

National Machinery auf der wire 2016: Halle 15 / A26

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