Voor productiebedrijven die afhankelijk zijn van stansen, is de vraag: hoeveel gebruikskeren heeft deze matrijs nog? Het is misschien geen miljoenen-vraag (niet letterlijk natuurlijk!), maar het maakt zeker een verschil. Tot nu toe is er helaas geen eenvoudig antwoord. De levensduur van een metaalstansmatrijs is niet voorspelbaar, in tegenstelling tot een gloeilamp die een redelijk voorspelbare levensduur heeft. Het is niet realistisch om één getal te verwachten, maar het kennen van de belangrijke variabelen is essentieel.
Waarom Er Geen Magisch Getal Is:
Beschouw een matrijs niet als een vast instrument, maar als een sportster op steroïden die onder extreme fysieke druk duizenden keren per minuut werkt. De levensverwachting hiervan wordt bepaald door:
1.Matrijsontwerp & Constructie:
Complexiteit: Blanke chippels bij eenvoudige blanke stempels hebben over het algemeen een veel langere levensduur dan progressieve stempelvormen met vele complexe kenmerken per slag. Hoe complexer, hoe meer plaatsen waar het kan slijten en waar er spanningsconcentraties kunnen ontstaan.
Materiaal: Van basiskwaliteit is de kwaliteit en hardheid van het gereedschapstaal (bijvoorbeeld D2, A2, carbide-inzetstukken). Hogere kwaliteiten die zijn gehard tot een specifieke tolerantie, kunnen veel beter bestand zijn tegen slijtage en impact dan zachtere/minder geharde staalsoorten.
Robuustheid: Het aanbrengen van voldoende ondersteuning, spelingen, zorgvuldige keuze van slijtageplaten en coatings (zoals TiN, TiCN, CrN) en effectieve geleidingsmechanismen dragen sterk bij aan het verminderen van spanningen en slijtage op belangrijke onderdelen.
2. Operationele factoren:
Persomstandigheden: Misalignering, te veel doorbuiging, verkeerde sluitafstand of een instabiele pers leveren extreme schadelijke energie toe aan de stempel, wat sterk bijdraagt aan slijtage en breuk.
Slagen Per Minuut (SPM): Hoge snelheid creëert meer warmte en belastingscycli in een kortere tijdsperiode, wat het slijtageproces zoals slijtage en vermoeiing verhoogt.
Smering: Dit is de levensader van de matrijs waarop van toepassing is en er moet een geschikte smering worden gebruikt met een regelmatige toevoer van smeermiddel naar de matrijs. Het vermindert ook wrijving, koelt af, voorkomt plakken en spoelt vuil weg. Slechte of onjuiste smering is een ernstig probleem dat leidt tot vroegtijdige slijtage van de matrijs.
Kracht: Produceren op een niveau dat dichtbij of boven de maximaal toegestane capaciteit ligt, slijt de matrijs vrij snel omdat deze overbelast wordt.
3.Te verwerken materiaal:
Sterkte & Hardheid: Het ponsen van hoogsterkte staal (HSS), geavanceerd hoogsterkte staal (AHSS) of gehard materiaal leidt tot aanzienlijk grotere slijtage van de matrijsvlakken (vergeleken met het ponsen van lichtere zachte metalen zoals aluminium of zacht staal).
Slijtage: materialen met een slijtage-index (bijvoorbeeld warmgewalst staal) of die harder partikels bevatten, hebben de neiging om snijranden en vormgevende oppervlakken snel bot te maken.
Dikte: Dikkere materialen vereisen meer perskracht, wat meer belasting legt op de stempelconstructie.
4.Onderhoud & Handeling:
Preventief onderhoud (PO): Preventief onderhoud omvat het correct schoonmaken, controleren, slijpen van snij- en afsnijdelen, vervangen van slijtagedelen (dempers, veren, voerstiften) en algemene onderhoudssmering uitvoeren om de maximale levensduur van de stempel te bereiken. Geen PO uitvoeren zorgt ervoor dat kleine problemen uitgroeien tot grote rampen.
Opslag & Handeling: De opslag en het hanteren van de artikelen dient zorgvuldig te gebeuren om roestvorming te voorkomen en beschadigingen zoals kerven, deuken of zelfs vallen te vermijden. Het wissel- of transportproces kan erg kostbaar zijn wanneer de producten beschadigd raken.
Falen bepaalt het "Einde van Levensduur":
De levensduur van een matrijs is niet afgelopen wanneer deze volledig ophoudt met werken; vaak is deze economisch verouderd wanneer de onderhoudskosten prohibitief hoog zijn of wanneer de kwaliteit van de onderdelen versleten is. De typische faalomstandigheden zijn:
Slijtage: Zichtbare slijtage van snijranden en vormgevende oppervlakken, resulterend in aanslibbing, afmetingsonnauwkeurigheden of een slechte oppervlakteafwerking van het onderdeel.
Moeheidsbreuk: Moeheid ontstaat door spanningscycli en veroorzaakt barstvorming, die op den duur stukken doet afbreken.
Plastische vervorming: De vervorming van het matrijsstaal is permanent, veroorzaakt door zachte plekken of overbelasting.
Britse afsplintering: De brosse manier van falen, meestal bij scherpe randen of scherpe hoeken.
Galling: Dit is de overdracht en hechting van materialen tussen de matrijs en het werkstuk, wat leidt tot ernstige oppervladeschade.
Realistische verwachtingen en het ROI-perspectief:
⦁ Wat zijn dan normale bereiken? Hoewel dit grotendeels afhankelijk is van de invloed van de bovenstaande factoren:
⦁ Eenvoudige hoogproductieve snijgereedschappen onder gunstige omstandigheden kunnen 1 miljoen slagen of meer halen voordat een grondige renovatie nodig is.
⦁ Complexe progressieve snijgereedschappen die materialen stampen die moeilijk zijn (stampen van harder materiaal) kunnen 100.000 tot 500.000 slagen meegaan tussen grote onderhoudsbeurten.
⦁ Snijgereedschappen die zeer slijtende of ultra-hoge sterktematerialen vervaardigen, kunnen slechts 50.000 slagen of minder meegaan voordat onderhoud nodig is.
Maximaliseer uw investering:
Concentreer u niet op een onhaalbaar groot aantal jaren, maar richt u op het maximaal benutten van het leven dat u wél krijgt:
1.Investeren in kwaliteit: Investeer in kwaliteit; investeer bijvoorbeeld in kwalitatief goede ontwerpen en kwalitatief goede materialen/constructie.
2.Vereenvoudig het proces: Houd de pers in goede staat, gebruik juiste instellingen en ideale smering.
3.Strikte preventief onderhoud: Preventief onderhoud moet worden aangezwengeld en toegepast.
4. Opleiding van personeel: Het omgaan met snijgereedschappen, het instellen en bedienen ervan is zeer belangrijk.
5. Kwaliteit van onderdelen controleren: let op slijtage-indicatoren zoals de grootte van de aanslag of afwijkingen in afmetingen om onderhoud te voorspellen.
Conclusie:
De levensduur van een metalen stansgereedschap kan niet van tevoren worden bepaald. De levensduur is een direct gevolg van de beslissingen die zijn genomen bij de ontwerpfase, constructie, het gebruik en het onderhoud. Door het herkennen en effectief aanpakken van bepalende factoren voor slijtage en storingen, kunnen gereedschapmakers de productlevensduur aanzienlijk verlengen. De levensduur van het gereedschap kan aldus worden verlengd en kwalitatief hoogwaardige onderdelen kunnen tegen de laagst mogelijke kosten worden geproduceerd, wat de ROI van deze cruciale investering in de installatie optimaliseert. Het doel is niet zozeer onsterfelijkheid van het gereedschap, noch is het een kwestie van toeval en optimale levensduur, maar een voorspelbare levensduur die is geoptimaliseerd door zorgvuldig procesbeheer en onderhoud.