Stanzen oder CNC-Fräsen: Welcher Produktionsprozess ist die richtige Wahl für Ihre Metallteile? Bei geringen Stückzahlen und komplexen Geometrien gewinnt das Fräsen oft. Sobald die Stückzahlen jedoch steigen, ändert sich die Kostenstruktur drastisch. In diesem Artikel vergleichen wir Stanzen und Prägen mit CNC-Fräsen in Bezug auf Kosten, Durchlaufzeit, Toleranzen und Anwendungsbereich.
Was Stanzen und Stampfen genau bedeuten
Beim Stanzen schneidet oder formt eine Presse ein Teil aus einem Metallblech in einem oder mehreren Hüben. Das Werkzeug, die Matrize, bestimmt die Form. Einmal hergestellt, produziert diese Matrize tausende identische Teile hintereinander. Briefmarkenarbeit arbeitet nach demselben Prinzip, konzentriert sich jedoch häufiger auf die dreidimensionale Umformung von Metall, wie Tiefziehen oder Biegen. Beide Prozesse sind für die Wiederholung ausgelegt.
Die Form ist das Herzstück der Produktion. Bei Eurotechniek arbeiten wir mit präzisionsgefertigten Formen, die für lange Produktionsserien ohne Qualitätsverlust geeignet sind.
Warum CNC-Fräsen für große Serien weniger geeignet ist
CNC-Fräsen ist ein Zerspanungsverfahren. Ein Fräser entfernt Material von einem Metallblock, bis die gewünschte Form übrig bleibt. Das ist präzise und flexibel, aber auch zeitaufwendig und materialverschwendend.
Bei einer Stückzahl von hundert Teilen ist das Fräsen völlig in Ordnung. Bei zehntausend Stück sieht die Sache schon ganz anders aus. Die Bearbeitungszeit pro Stück bleibt gleich, der Werkzeugverschleiß steigt und der Materialverlust summiert sich. Zudem erfordert das CNC-Fräsen eine feste Maschinenkapazität pro Teil. Diese Kapazität lässt sich beim Stanzen oft besser nutzen.
Der Kostenvorteil bei höheren Stückzahlen
Der Kostenunterschied wird sichtbar, sobald Sie die Fixkosten und variablen Kosten vergleichen. Beim Stanzen zahlen Sie einmalig für die Matrize. Diese Investition ist beträchtlich, verteilt sich aber über die gesamte Auflage.
Angenommen, eine Form kostet 15.000 Euro und Sie produzieren 100.000 Teile. Dann betragen die Formkosten 0,15 Euro pro Stück. Die variablen Kosten pro Zyklus sind gering: Ein Presshubzyklus dauert Bruchteile einer Sekunde.
Beim CNC-Fräsen fallen keine Werkzeugkosten an, sondern Sie bezahlen pro Stunde Maschinenbelegung. Bei großen Stückzahlen ist das schwerwiegender als die Werkzeuginvestition beim Stanzen. Eurotechniek berät Kunden regelmäßig über den Break-even-Punkt zwischen Fräsen und Stanzen. Dieser Punkt liegt für die meisten Metallblechteile bereits recht früh in der Auflage.
Maattoleranties und Wiederholbarkeit in der Praxis
Ein häufig genanntes Argument für das CNC-Fräsen ist die Maßgenauigkeit. Beim Fräsen lassen sich Toleranzen im Bereich von wenigen Mikrometern erreichen. Das stimmt zwar, aber auch das Stanzen ist präzise, insbesondere bei zweidimensionalen Formen. Eine gut konstruierte Stanzform produziert ein Bauteil nach dem anderen innerhalb der geforderten Toleranz.
Die Wiederholgenauigkeit ist sogar eine Stärke des Stanzens. Die Matrize ändert sich nicht. Jeder Schlag liefert dasselbe Ergebnis, vorausgesetzt der Prozess ist gut gesichert.
Beim Fräsen spielen mehr Variablen eine Rolle: Werkzeugverschleiß, Aufspannung, thermische Ausdehnung der Maschine. Diese Faktoren erfordern häufigere Qualitätskontrollen bei langen Serien. Beim Stanzen mit präzise kalibrierten Werkzeugen bleibt die Streuung über große Stückzahlen in der Regel geringer.
Zykluszeiten und Liefergeschwindigkeit bei Serienproduktion
Geschwindigkeit ist ein entscheidender Faktor bei jeder Einkaufsentscheidung. Eine moderne Exzenterpresse macht Hunderte von Hüben pro Minute. Ein einzelnes Stanzteil kann in weniger als einer Sekunde produziert werden. Bei einer CNC-Maschine dauert die Bearbeitung Minuten pro Teil, abhängig von der Geometrie.
Der Unterschied in der Durchlaufzeit bei einer Bestellung von 50.000 Stück ist daher enorm. Beim Stanzen wird die Charge innerhalb weniger Tage geliefert. Das Fräsen erfordert wochenlange Maschinenkapazität. Für die Produktionsplanung und die Lagerverwaltung macht das einen wesentlichen Unterschied. Kunden von Eurotechniek entscheiden sich unter anderem für das Stanzen, um ihren eigenen Abnehmern kürzere Lieferzeiten garantieren zu können.
Materialauswahl und Anwendungen in der Fertigungsindustrie
Stanz- und Prägeverfahren eignen sich für eine Vielzahl von Metallen. Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Messing sind allesamt geeignet. Die Materialstärke bestimmt jedoch mit, welches Verfahren und welche Werkzeuge erforderlich sind.
Für dünnwandige Teile wie Schalterkomponenten, Halterungen, Kontaktplatten und Gehäuseteile eignet sich das Stanzen hervorragend. Das Stanzen wird auch für Tiefziehteile wie Becherformen, Halterungen und Schutzkappen eingesetzt.
CNC-Fräsen bietet mehr Freiheit bei komplexen dreidimensionalen Formen, aber diese Freiheit hat einen Preis, der bei Massenproduktion selten zu rechtfertigen ist. In der Automobil-, Elektrotechnik- und Gerätebauindustrie sieht man Stanzen daher dominieren, sobald die Volumina steigen.
Häufig gestellte Fragen zum Stanzen und Prägen im Vergleich zum CNC-Fräsen
Ab welcher Stückzahl ist das Stanzen kostengünstiger als das CNC-Fräsen?
Das hängt von der Komplexität der Teile, dem Material und den Werkzeugkosten ab. Als Faustregel gilt: Ab einigen Tausend Stück pro Jahr wird das Stanzen interessant. Bei einfachen Blechteilen kann die Rentabilitätsschwelle bereits bei 500 Stück liegen. Eurotechniek berechnet dies gerne für Ihre spezifische Situation auf der Grundlage der Zeichnung und der gewünschten Stückzahl.
Kann Stanzen auch präzise Teile für Präzisionsanwendungen liefern?
Ja. Mit moderner Stanztechnik lassen sich bei flachen Formen Toleranzen erzielen, die mit denen des Fräsens vergleichbar sind. Die Genauigkeit wird durch die Qualität der Stanzwerkzeuge und die Einstellung der Stanzpresse bestimmt. Bei Bauteilen mit strengen Maßanforderungen arbeiten wir mit kalibrierten Stanzwerkzeugen und führen während der Produktion Stichprobenkontrollen durch.
Was sind die Nachteile des Stanzens im Vergleich zum Fräsen?
Der größte Nachteil ist die eingeschränkte Flexibilität nach der Herstellung der Form. Anpassungen an die Form erfordern eine Änderung oder den Austausch der Form, was mit Kosten verbunden ist. Auch für Einzelstücke oder kleine Prototypenserien ist das Fräsen schneller und kostengünstiger. Das Stanzen ist ein Verfahren, das sich für Stabilität und große Stückzahlen eignet, nicht jedoch für Variationen und individuelle Anpassungen pro Stück.
Die richtige Entscheidung beginnt mit den richtigen Informationen
Stanzen und Pressen sind keine universelle Lösung für jeden Fertigungsbedarf. Bei der Serienfertigung von Metallteilen sind sie jedoch in den meisten Fällen effizienter, schneller und kostengünstiger als das CNC-Fräsen. Die Investition in eine Stanzform macht sich bereits bei steigenden Stückzahlen bezahlt. Die Wiederholbarkeit des Prozesses gewährleistet Qualität über die gesamte Serie hinweg. Und die Zykluszeiten ermöglichen eine schnelle Lieferung, auch bei Großaufträgen.
Möchten Sie wissen, ob das Stanzen oder Pressen für Ihre Bauteile geeignet ist? Wenden Sie sich an Eurotechniek. Wir sehen uns Ihre Zeichnung gemeinsam mit Ihnen an und beraten Sie ehrlich über das am besten geeignete Fertigungsverfahren.