Je nach Anwendung kann eine Metallbeschichtung zahlreiche Leistungsvorteile bieten.
Im Endbearbeitungsprozess für kundenspezifische Metallstanzteile , die eine Metallbeschichtung erfordern, können verschiedene Materialien und Techniken eingesetzt werden. Die Bandbreite reicht von winzigen elektronischen Komponenten bis hin zu großen Automobilteilen, medizinischen Geräten, Spritzgussteilen und anderen Anwendungen.
Um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen und elektronische Verbindungen zu verstärken, ist häufig eine Metallbeschichtung von Präzisionsstanzteilen erforderlich.
Eine Metallbeschichtung dient typischerweise der Korrosionsbeständigkeit, kann aber auch rein dekorativen Zwecken dienen.
Beispielsweise schützt die galvanische Beschichtung mit Zink oder Zink-Nickel nicht nur die Oberfläche und verhindert Korrosion, was die Lebensdauer eines Teils verlängert, sondern verbessert auch sein Aussehen.
Kosteneffiziente Konstruktion von Metallstanzteilen
Beim Entwurf von Metallstanzteilen müssen das Material und die Art der Metallbeschichtung berücksichtigt werden, die zur Verbesserung der Funktionalität, des Verschleißes und des Erscheinungsbilds des Teils erforderlich sind.
Beispielsweise spielen die Kosten für das Beschichtungsmaterial, insbesondere bei Edelmetallen, eine erhebliche Rolle bei den Gesamtproduktionskosten.
Metallstanzingenieure in Metallstanzunternehmen können OEM-Ingenieuren dabei helfen, sicherzustellen, dass das Metallstanzen so konzipiert wird, dass die Leistung maximiert und gleichzeitig der Materialabfall minimiert wird.
Viele Metallstanzunternehmen bieten im Vorfeld Anleitungen zum DFM sowie Empfehlungen zum besten Beschichtungsverfahren für ein Teil an.
Sie können beispielsweise empfehlen, dass aus optischen Gründen nur der sichtbare Teil des Metalls beschichtet werden muss, wenn der Endbenutzer nur einen kleinen Teil der Prägung sieht.
Verschiedene Arten der Metallbeschichtung für gestanzte Teile
• Vorbeschichtung
Bei der Vorbeschichtung wird Rohmaterial mit einem durchgehenden Metallstreifen beschichtet, bevor der Fertigungsprozess zur Herstellung einzelner Teile beginnt.
Da es kostengünstiger ist, das Rohmaterial in einem großen Stück zu beschichten, als jedes fertige Teil einzeln zu galvanisieren, sind erhebliche Kosteneinsparungen bei Material und Arbeitsaufwand möglich.
Da die gestanzten Kanten oder Seiten des fertigen Teils jedoch unbeschichtet sind, wird vorbeschichtetes Material höchstwahrscheinlich durch den Stanzvorgang beeinträchtigt und erfordert möglicherweise weitere Arbeitsschritte, um die Spezifikationen zu erfüllen.
• Punktbeschichtung
Die Punktgalvanisierung wird typischerweise bei Anwendungen eingesetzt, bei denen Edelmetalle für die elektrische Leitfähigkeit benötigt werden, um den Einsatz teurer Materialien zu minimieren.
• Nachbeschichtung
Wenn eine vollständige Beschichtung eines Teils erforderlich ist, ist eine nachträgliche Beschichtung die einzige Option. Sie ist teurer als die Vorbeschichtung, da sie eine weitere Bearbeitung erfordert, die das Teil der Gefahr von Maßproblemen aussetzt.
Die nachträgliche Beschichtung ist Teil des Metallstanzprozesses und wird häufig bei Anwendungen in rauen Umgebungen oder für eine nahtlose Oberfläche verwendet, bei der das Teil für den Endbenutzer sichtbar ist.
Teile, die auf einem Reel-to-Reel-Träger plattiert werden, weisen blanke Bereiche auf, die dadurch entstehen, dass der Träger vom Teil weggeschnitten wird. Dies sollte im Designprozess berücksichtigt werden.
Bei manchen gestanzten Komponenten kann vor der Beschichtung ein erstes Stanzen und anschließend ein weiterer Stanzvorgang erforderlich sein.
Mit diesem Verfahren lassen sich die Kosten für Edelmetalle senken oder das Risiko verbogener Anschlüsse bei der Trommelgalvanisierung verringern.
Hersteller profitieren außerdem davon, wenn sie Teile in ihren Anlagen formen und cingulieren möchten, bevor sie diese in ihren Automatisierungsprozess einspeisen.
Beschichtung mit Edelmetallen
Laut dem Leiter für technischen Vertrieb bei der Precision Plating Company in Chicago verlangen Hersteller für elektrische Verbindungen mitunter Metallbeschichtungen, die mikroskopische Stärken von 50 bis 100 Millionstel Zoll erfordern.
Gold, Silber und Palladium, das „Edelmetall“ aus der Gruppe der Platinmetalle, sind die beliebtesten Edelmetalle zur punktuellen Beschichtung, die aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit zum Einsatz kommen.
Experten zufolge sind Edelmetalle wie Palladium gute elektrische Leiter und oxidationsbeständig.
In manchen Fällen kann für die Metallprägung selbst ein Nichteisenmetall wie Kupfer verwendet werden, während die Edelmetallbeschichtung nur an den Verbindungsstellen erfolgt.
Diese Metalle werden normalerweise nur in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Produktsicherheit und Zuverlässigkeit erfordern, wie z. B. in Autos mit hochentwickelter Elektronik zur Kollisionsminderung.
Im Gegensatz dazu können unedle Metalle wie Zinn, Nickel oder Kupfer für die Beschichtung in Anwendungen geeignet sein, bei denen die Übertragung von Signalen erforderlich ist, wie etwa Radioschalter, Blinker und Scheinwerfer.
Der Metallbeschichtungsprozess
Beim Metallbeschichtungsprozess wird einem vorhandenen Teil eine weitere Metallschicht hinzugefügt.
Die Wahl des optimalen Verfahrens richtet sich nach der Teileart, dem Material des gestanzten Metalls und dem Standort.
Bei komplexen Stanzteilen, insbesondere bei der Punktgalvanisierung, wird typischerweise ein Reel-to-Reel-Verfahren eingesetzt. Die Trommelgalvanisierung ermöglicht eine vollständige galvanische Beschichtung und ist ein kostengünstigerer Prozess.
• Bandgalvanisierung
Das Rolle-zu-Rolle-Verfahren wird typischerweise für feinere und komplexere Stanzteile verwendet, die der Metallstanzer auf einem speziell entwickelten Streifen an ein Beschichtungsunternehmen liefert.
Dieses Verfahren ist ideal für die Punkt- und Mikrobeschichtung von Edelmetallen, da es den Materialabfall minimiert. Es kann jedoch auch für Anwendungen verwendet werden, die eine vollständige Beschichtung erfordern.
• Trommelgalvanisierung
Große Mengen kleiner, langlebiger Teile können mit der Trommelbeschichtung schnell und wirtschaftlich bearbeitet werden.
Lose Stanzteile werden in eine rotierende Trommel mit elektrischem Strom gelegt, die eine elektrolytische Beschichtungslösung enthält.
Normalerweise Zink oder Zinknickel. Während sie in der Trommel wirbeln, werden die Teile in der Lösung poliert, wodurch Zunder und Grate entfernt werden.
Das Trommelgalvanisieren dient nicht nur der Vermeidung von Verschleiß und Korrosion, sondern auch ästhetischen Zwecken.
• Gestellbeschichtung
Beim Gestellgalvanisieren werden die Teile auf Gestellen montiert, die sich nicht bewegen, was einen besseren Schutz der Stanzteile gewährleistet.
Da das Gestellgalvanisierungsverfahren hocheffektiv ist und sich zum Galvanisieren komplexer Geometrien eignet, eignet es sich ideal für komplizierte und filigrane Stanzteile.
Darüber hinaus werden hochwertige Oberflächen hergestellt, die für medizinische Geräte, elektronische Waren und die Automobilindustrie von entscheidender Bedeutung sind.
Allerdings ist die Gestellgalvanisierung teurer als die Trommelgalvanisierung und kann je nach Art der Prägung spezielle Gestelle erfordern.
• Zink/Zink-Nickel-Galvanisierung
Beide Verfahren dienen dazu, Korrosion zu verhindern, die Lebensdauer der Teile zu verlängern und ihr Aussehen zu verbessern.
Es eignet sich für die Verwendung auf einer Vielzahl von Oberflächen wie Stahl, Messing, Kupfer, Gusseisen usw. Auf der Oberfläche des Teils wird eine dünne galvanische Schicht aufgebracht, die eine Barriere bildet, die vor Korrosion und Feuchtigkeit schützt.
Um Rost durch Korrosion der Zinkschicht zu verhindern, wird auf die Oberfläche der Beschichtung eine chromatische Konversionsbeschichtung aufgetragen.
Diese Beschichtung schützt die Oberfläche des Teils auch dann noch, wenn es während des Gebrauchs zerkratzt wird.
Die galvanische Zink-Nickel-Beschichtung weist eine höhere Korrosionsbeständigkeit auf als eine reine Verzinkung, ist im Außenbereich langlebig und umweltfreundlich.
Es hat normalerweise ein silber/blaues Aussehen, es sind jedoch auch andere Farben erhältlich.
• Aluminiumchromatierung
Hierbei handelt es sich um eine Konversionsbeschichtung, die in erster Linie dazu dient, die Oberfläche eines Aluminiumbauteils zu passivieren, indem sie durch eine chemische Reaktion in Chrom umgewandelt wird.
Es wird typischerweise auf Aluminiumteilen zum Korrosionsschutz und als Beschichtung bei Anwendungen mit elektrischer Leitfähigkeit verwendet.
Die Chromatierung dient als gute Basis für Haftzwecke wie z.B. Lackierung. Sie kann auch zur optischen Aufwertung von Aluminiumbauteilen eingesetzt werden.
Für die Metallbeschichtung geeignete Metallstanzteile
- – Gestanzte Metallkomponenten für Einlegeformteile
- – Kfz-Bremsteile und -halterungen
- – Befestigungselemente
- – Anschlussrahmen
- – Federn
- – Elektronische Steckverbinder
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