Ziehharmonika-Rasierklingenform und Rasiermesserdraht-Stanzform

Das Kernprinzip des Heißprägens liegt in der Hochtemperaturumformung in Kombination mit der Härtungsverfestigung. Hochfeste Stahlbleche werden zunächst auf den Austenitisierungstemperaturbereich erhitzt. Sobald das Material die optimale Plastizität erreicht hat, wird es unter gleichzeitigem Abschrecken schnell zum Prägen in die Matrize überführt. Dieser Prozess erzeugt Bauteile mit ultrahoher Festigkeit und Härte und einer Zugfestigkeit von über 1500 MPa -, einem Leistungsniveau, das weit über dem liegt, das mit herkömmlichen Metallumformverfahren erreicht wird.

Im Gegensatz dazu erfolgt die Kaltprägung vollständig bei Raumtemperatur. Bei dem Verfahren werden Matrizen eingesetzt, um mechanischen Druck auf Metallbleche auszuüben und so eine direkte plastische Verformung oder Materialtrennung ohne Erwärmung herbeizuführen. Durch die Nutzung der Fähigkeit metallischer Werkstoffe zur plastischen Kaltverformung ermöglicht das Kaltprägen eine extrem hohe Umformeffizienz. Dennoch weisen Werkstoffe bei Raumtemperatur eine hohe Verformungsbeständigkeit auf, was hohe Anforderungen an die Härte und Verschleißfestigkeit von Prägestempeln stellt.

Beim Hydroforming wird Hochdruckflüssigkeit als Antriebsmedium verwendet. Der Druck wird gleichmäßig auf die Flüssigkeit in einem versiegelten Formhohlraum übertragen, wodurch der Metallrohling gezwungen wird, sich allmählich der Formkontur anzupassen und die Formgebung abzuschließen. Unabhängig davon, ob es sich um Blech- oder Rohrmaterialien handelt, erreicht das Hydroforming eine gleichmäßige Materialverformung durch Flüssigkeitsdruck und vermeidet so effektiv lokale Spannungskonzentrationen, die bei herkömmlichen Stanzverfahren häufig auftreten. Dies ermöglicht die Herstellung komplexer und unregelmäßig geformter Komponenten, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu formen sind.

Im Hinblick auf die mechanische Leistung bietet das Heißprägen unersetzliche Festigkeitsvorteile. Die Zug- und Streckgrenzen von warmgeprägten Teilen übertreffen die durch Kaltprägen und Innenhochdruckumformen erzeugten Teile deutlich. Darüber hinaus sorgt das Heißprägen für eine hohe Maßgenauigkeit und eine minimale Rückfederung, sodass keine sekundären Richtprozesse erforderlich sind. Allerdings stellt das Verfahren strenge Anforderungen an die Hitzebeständigkeit der Matrize unter Hochtemperaturbedingungen, was zu viel höheren Formkosten als beim Kaltprägen führt. Es zeichnet sich außerdem durch längere Produktionszyklen und einen höheren Energieverbrauch aus.

Kaltprägen hingegen zeichnet sich durch schnelle Umformgeschwindigkeit und hohe Produktionseffizienz aus. Eine einzelne Stanzmaschine kann Dutzende Umformzyklen pro Minute durchführen, wodurch sich das Verfahren hervorragend für die Massenproduktion eignet. Mittlerweile zeichnen sich Kaltprägewerkzeuge durch relativ einfache Strukturen und geringere Herstellungskosten aus und unterstützen problemlos grundlegende Umformvorgänge wie Stanzen, Stanzen und Biegen. Zu den Hauptnachteilen gehört die spürbare Rückfederung der geformten Teile, die eine Werkzeugkompensation oder ein Richten nach der Bearbeitung erforderlich macht, um die Maßhaltigkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus stößt das Kaltprägen auf Einschränkungen bei der Formung hochfester Materialien und ist anfällig für Materialrisse während der Verarbeitung.