In der Vergangenheit war die Fertigung sehr langsam und fehleranfällig. Die modernen Fertigungsverfahren haben jedoch ihre Geschwindigkeit und Präzision verbessert. Dies ist dem Werkzeug- und Formenbau zu verdanken, der die Qualität der Teile erheblich verbessert hat. Aber die Frage ist: "Was ist ein Werkzeug und eine Matrize?"
Interessanterweise ist der Werkzeug- und Formenbau inzwischen in fast allen Bereichen der Fertigung vertreten. Er zeichnet sich dadurch aus, dass er bei der Massenproduktion von Teilen und Komponenten hilft. Die Massenproduktion mit der gewünschten Spezifikation ist bei jedem Projekt erforderlich, oder? In diesem Artikel werden alle Aspekte des Werkzeug- und Formenbaus erläutert.
Was ist Tool and Die?
Werkzeug- und Formenbau ist ein Begriff, der in der Fertigungsindustrie weit verbreitet ist. Er umfasst die Herstellung von Lehren, Schneidwerkzeugen, Matrizen, Vorrichtungen und anderen verwandten Werkzeugen. All diese Werkzeuge werden für die Herstellung verschiedener Teile und Komponenten verwendet. Dieser Begriff ist in der verarbeitenden Industrie weit verbreitet.
Die Begriffe "Werkzeug" und "Matrize" werden oft synonym verwendet und bezeichnen fast das Gleiche. Es gibt jedoch einige funktionale Unterschiede zwischen den beiden Begriffen. Die Rolle von Matrizen unterscheidet sich geringfügig von der von Werkzeugen. Im Großen und Ganzen betrachten wir jedoch beide als das Gleiche. Ihre Hauptaufgabe ist fast dieselbe: die Herstellung, das Schneiden und die Formgebung von Materialien.
Matrizen sind eine Untergruppe der Werkzeuge; alle Matrizen werden als Werkzeuge kategorisiert. Sie sind die Werkzeuge, die die Form von Metallen funktionell verändern. Außerdem sind sie die weibliche Komponente größerer Werkzeuge. Da alle Matrizen als Werkzeuge angesehen werden, können Werkzeuge nicht als Matrizen betrachtet werden.
Ingenieure, die sich mit der Herstellung von Werkzeugen befassen, haben sowohl mit Werkzeugen als auch mit Matrizen zu tun. Das heißt, sie sind füreinander geschaffen und ergänzen sich gegenseitig.
Ein Werkzeug ist ein mechanisches Gerät, das Metalle schneidet, formt, stützt oder formt als Teil des Stempelns. So werden zum Beispiel Vorrichtungen, Bohrer und Schneidemesser als Werkzeuge eingestuft. Warum? Weil sie alle zum Schneiden und Formen von Materialien dienen.
Im Werkzeug- und Formenbau dient der Stempelblock als Matrize. Die Vorrichtungen und andere Konstruktionsteile werden jedoch weiterhin als Werkzeuge betrachtet. Es gibt verschiedene Arten von Werkzeugen und Matrizen, je nach ihrer Funktion. Der Einsatz von Werkzeugen und Matrizen ist in vielen Branchen üblich. Dazu gehören die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Elektronikindustrie und viele andere.
Arten von Tools
Werkzeuge scheinen ein einziges Gerät zu sein, das die Materialien schneidet. Es gibt jedoch verschiedene Arten von Werkzeugen, die sich in ihrer Funktionsweise unterscheiden. Lassen Sie uns jede Art von Werkzeug genauer besprechen:
- Schneidewerkzeuge: Wie der Name schon sagt, schneiden Schneidwerkzeuge Materialien. Die einfachsten Beispiele sind Sägen und Fräser. Ihre Aufgabe ist es, das Material zu schneiden, um ein beliebiges Teil herzustellen.
- Formgebende Werkzeuge: Diese Werkzeuge schneiden die Materialien nicht. Stattdessen üben sie Kraft aus und biegen sie, um verschiedene Formen zu erzeugen. Beispiele für Umformwerkzeuge sind Abkantpressen und Walzen.
- Scherwerkzeuge: Mit diesen Werkzeugen werden Bleche oder andere Materialien mit Kraft geschnitten. Was diese Werkzeuge auszeichnet, ist ihre Fähigkeit, große Bleche zu schneiden.
- Stanzwerkzeuge: Mit diesen Werkzeugen lassen sich Löcher erzeugen. Sie schneiden nicht, sondern werden in das Metallblech gestanzt. Diese Werkzeuge haben unterschiedliche Fähigkeiten und Stärken. Einige können nur Löcher auf Papier erzeugen. Hochwertige Stanzwerkzeuge können dagegen auch dickere Bleche lochen.
Arten von Würfeln
Die Werkzeuge werden nach ihrer Funktion und den Hüben der Presse im Werkzeugprozess eingeteilt. Hier ist die Liste der Werkzeugtypen:
- Einfacher Würfel: Sie kann nur einen einzigen Schneid- und Formvorgang pro Hub durchführen. Die einfache Stanzmaschine ist kostengünstig. Bei Aufgaben, die mehrere Schritte erfordern, ist sie jedoch weniger effizient.
- Zusammengesetzte Matrize: Mit diesem Werkzeug können in einem Arbeitsgang mehrere Schneid- und Umformarbeiten durchgeführt werden. Daher ist es fortschrittlicher und wird in der Regel auf professionellen Skalen verwendet.
- Mehrere Stempel: Dieses Werkzeug ist etwas Besonderes, weil es mit jeder Presse mehrere Teile herstellt. Identische Werkzeuge müssen mit demselben Steuermechanismus synchronisiert werden, damit sie zusammenarbeiten können.
- Progressiver Würfel: Dies ist eine der effizientesten Methoden. Warum? Es hilft dabei, mehrere Arbeitsgänge auf einmal und nicht Stück für Stück auszuführen. Mit einem einzigen Hub werden mehrere Schneid- und Umformvorgänge durchgeführt.
- Würfel übertragen: Dies beginnt mit vorgeschnittenen Rohlingen, die mechanisch zwischen den Stationen bewegt werden. Der Transfer der Stanzform kann die Arbeitseffizienz steigern und größere, komplexere Teile bearbeiten.
Werkzeug- und Formenbau
Die Kunst der Herstellung von Werkzeugen und Matrizen ist ähnlich und nahe beieinander. Sowohl Werkzeuge als auch Matrizen werden in industriellem Maßstab hergestellt. Das Ergebnis sind hochwertige Werkzeuge, die die Herstellung einfacher und effizienter machen. Der folgende Abschnitt befasst sich mit den Grundlagen des Werkzeug- und Formenbaus.
1- Werkzeugbau
Der Werkzeugbau befasst sich mit der Herstellung von Werkzeugen, die bei der Produktion von Waren verwendet werden. Der typische Werkzeugbau in der verarbeitenden Industrie umfasst Vorrichtungen und Schneidwerkzeuge. Er umfasst auch Werkzeugmaschinen, d. h. Dreh- und Fräsmaschinen. Sie werden zum Prüfen, Halten oder Herstellen von Teilen und Komponenten verwendet. Darüber hinaus stellen Werkzeugmacher/innen auch kundenspezifische Werkzeuge her, die auf bestimmte Aufgaben und Bedürfnisse zugeschnitten sind. Fabrikation von Spezialwerkzeugen ist häufig erforderlich, um den Standard der Werkzeuge zu verbessern.
2- Formenbau
Der Formenbau ist ein Teilbereich des Werkzeugbaus. Er erfordert große Aufmerksamkeit, und kleine Fehler können zu einer falschen Matrize führen. Der Gesenkbau konzentriert sich auf die Wartung und Herstellung von Gesenken. Er umfasst die Herstellung eines Satzes von Matrizen, Stempeln und Bandstahlschnitten. Bei der Herstellung von Matrizen werden verschiedene Materialien verwendet, z. B. gehärteter Stahl. Jedes Material hat seine Vor- und Nachteile bei der Verwendung im Formenbau.
Bedeutung des Werkzeug- und Gesenkprozesses in der Metallverarbeitung
Bei der Herstellung von Metallprodukten geht es nicht nur um Schneiden und Biegen. Sie erfordert ein spezielles Verfahren und Werkzeuge, um perfekte Formen zu schaffen, darunter das Werkzeug- und Formenverfahren. Lassen Sie uns erkunden, warum dieses Verfahren so wichtig ist.
- Produziert genaue und konsistente Produkte: Bei der Herstellung vieler Metallteile muss jedes Teil die gleiche Größe und Form haben. Der Werkzeug- und Formenbau stellt sicher, dass das gleiche Design exakt wiederholt wird.
- Beschleunigt die Produktion: Der Werkzeug- und Formenbau kann eine große Anzahl von Produkten verarbeiten. Sobald die Matrize fertig ist, können Sie gleichzeitig Hunderte von identischen Produkten herstellen. Diese hohe Geschwindigkeit spart Zeit und Geld für mehrere Fabriken.
- Reduziert den Abfall: Wie bereits erwähnt, ist der Werkzeug- und Formenbau ein hochpräzises Verfahren. Deshalb gibt es nur sehr wenig Materialabfall. Dieser geringere Materialabfall senkt die Kosten für die Produktion von neuem Material. Außerdem wird dadurch die Umwelt geschont.
- Erzeugt komplexe Designs: Einige Produkte erfordern sehr detaillierte Formen. Diese komplizierten Formen können nicht von Hand oder mit normalen Maschinen hergestellt werden. Daher entscheiden sich die Hersteller für Werkzeuge und Gesenkverfahren, um diese komplexen Teile wie Zahnräder und Ziergegenstände herzustellen.
- Hilft, Kosten zu sparen: Werkzeuge und Formen erfordern hohe Anschaffungskosten. Sobald jedoch alles eingestellt ist, können Sie Tausende bis Millionen von Teilen herstellen. Das senkt die Gesamtkosten pro Teil und erweist sich langfristig als kosteneffizient.
Werkzeug- und Gesenkmarkierer und ihre Zuständigkeiten
Ein Werkzeug- und Formenbauer richtet verschiedene Werkzeugmaschinen ein und bedient sie. Diese Werkzeuge können computergesteuert oder mechanisch gesteuert sein. Er stellt in seinem Betrieb Präzisionswerkzeuge her und fertigt Metallteile und Instrumente.
Was machen Werkzeug- und Formenbauer?
Im Werkzeug- und Formenbau tätige Personen studieren Blaupausen, Skizzen, Spezifikationen oder computergestützte Entwürfe. Außerdem bearbeiten sie computergestützte Dateien zur Herstellung von Werkzeugen und Formen.
- Werkzeug- und Formenbauer prüfen und bestätigen Maße, Größen, Formen und Werkstücktoleranzen.
- Sie richten manuelle und maschinelle Werkzeuge, die von Computern gesteuert werden, ein, bedienen sie und nehmen sie ab.
- Werkzeug- und Formenbauer sorgen auch dafür, dass die Teile richtig zusammenpassen. Dies geschieht durch Feilen, Schleifen und Anpassen.
- Sie sehen die abschließende Prüfung der Werkzeuge und Matrizen auf Einhaltung der Spezifikationen.
- Werkzeug- und Formenbauer prüfen Maße und Fehler. Sie tun dies, um sicherzustellen, dass alles in gutem Zustand ist.
Zusätzlich zu den oben genannten Aufgaben stellen sie Präzisionswerkzeuge und Halterungen her. Diese werden zum Schneiden, Formen und Umformen von Metallen und anderen Werkstoffen verwendet. Ihre Funktion erstreckt sich auch auf die Herstellung von Vorrichtungen zum Halten von Metallen.
Wissenswertes vor dem Einstieg in den Werkzeug- und Formenbau
Der Werkzeug- und Formenbau ist ein Fachgebiet in den Unternehmen des Werkzeug- und Formenbaus. Er erfordert technisches Know-how sowohl im Umgang mit digitalen Werkzeugen und Formen als auch mit Maschinen. Es gibt einige Dinge, die du wissen solltest, um in diesem Bereich einzusteigen.
1- Zuständigkeiten verstehen
Bevor du in dieser Branche anfängst, solltest du wissen, welche Werkzeuge und Werkzeugeinrichtungen du benutzt, um dich auf deine Aufgaben vorzubereiten. Zu ihrem Berufsbild gehören die Reparatur und der Bau von Sondermaschinen. Für diese Aufgaben setzen sie Maschinen und Messgeräte ein. Außerdem erstellen oder ändern sie Werkzeuge, Matrizen, Vorrichtungen, Prototypen und Vorrichtungen von Grund auf. Sie berechnen u. a. die Maße und Toleranzen für das Einrichten von Maschinen.
2- Machen Sie sich mit dem richtigen Wissen vertraut, um Werkzeug- und Formenbauer zu werden
Als Werkzeug- und Formenbauer müssen Sie über gute Kenntnisse der Fertigkeiten verfügen, die in einem Werkzeug- und Formenbauunternehmen erforderlich sind. Denken Sie daran, dass ein Werkzeug- und Formenbauer verschiedene Szenarien und Prozesse durchläuft. Daher solltest du dir wertvolle Informationen über Maschinenabläufe und technische Zeichnungen aneignen. Denken Sie daran, dass es im Werkzeug- und Formenbau darauf ankommt, das richtige Maß zu treffen. Wenn du das Messen verstehst, wird es einfacher, Präzision zu erreichen.
3- Bereiten Sie sich auf die erforderlichen Fertigkeiten vor
Man braucht viele Fähigkeiten, um in diesem Bereich Erfolg zu haben und ein professioneller und kommerzieller Werkzeug- und Formenbauer zu sein. Einige der Fähigkeiten, die du im Vorrichtungsbau brauchst, sind die Verwendung von Sortiermaschinen beim Bau von Geräten in der Industrie. Schweißkenntnisse sind auch für das Schweißen von Werkzeugen und die Wärmebehandlung von Stahlwerkzeugen erforderlich. Außerdem brauchst du gute Kenntnisse in Mathematik und Informatik. Warum? Weil sie dir bei der CAD/CAM-Technologie und den computergesteuerten Maschinen helfen.
Häufig gestellte Fragen
Sind Werkzeuge und Matrizen dasselbe?
Nein, Werkzeuge und Matrizen sind nicht genau dasselbe. Werkzeuge helfen beim Schneiden, Formen und Gestalten von Material. Sie können einfach sein, wie ein Hammer, oder komplex, wie ein CNC-Teil. Eine Matrize ist jedoch ein Spezialwerkzeug zum Schneiden und Formen von Metallen. Mit einfachen Worten: Alle Matrizen sind Werkzeuge, aber nicht alle Werkzeuge sind Matrizen.
Ist der Werkzeug- und Formenbau ein Handwerksberuf?
Ja, Werkzeug- und Formenbau ist ein Handwerksberuf. Er erfordert besondere Kenntnisse im Umgang mit Maschinen und Materialien. Werkzeug- und Formenbauer sollten in der maschinellen Bearbeitung, im Lesen von Blaupausen sowie in CAD- und CAM-Software ausgebildet sein. Diese hohe Genauigkeit erfordert eine jahrelange Ausbildung, um ein Profi in diesem Bereich zu werden.
Können Werkzeuge und Formen automatisiert werden?
Werkzeuge und Matrizen können mit Hilfe fortschrittlicher Technologien wie CNC-Maschinen automatisiert werden. Diese Automatisierung ermöglicht es den Herstellern, komplexere und präzisere Teile herzustellen. Außerdem werden dadurch menschliche Fehler reduziert und die Genauigkeit gewährleistet.
Schlussfolgerung
Der Werkzeug- und Formenbau ist das Rückgrat der modernen metallverarbeitenden Industrie. Dieses Verfahren hat die Art und Weise, wie wir früher Produkte hergestellt haben, verändert. Heute ermöglicht es der Industrie, hochwertige Teile mit Präzision herzustellen. Das Besondere an diesem Verfahren ist seine Fähigkeit zur Massenproduktion. Sobald die Einrichtung fertig ist, können Millionen von Teilen gleichzeitig hergestellt werden.
Das ist ein Vorteil für viele Branchen, denn es spart Zeit und Geld. Ob Schneiden, Formen oder Umformen, es sind Werkzeuge und Matrizen, die dafür sorgen, dass jedes Teil der Präzision entspricht. In diesem Artikel habe ich alle Aspekte dieses Prozesses, einschließlich seiner Arten und Bedeutung, untersucht. Alles über diesen Prozess zu wissen, ist ein kluger Schritt in Richtung moderne Produktion.