Herstellung von Metallfedern

Metallfedern: viel Kraft und Elastizität von der wir, meist unbemerkt, profitieren.
In unterschiedlichen Vorrichtungen und Maschinen, oft ganz versteckt und ohne dass man sie sehen kann, halten, klemmen, arretieren und steuern Federelemente ganz spezielle Anwendungen. Und wie werden solche aus Metall gefertigten Federn hergestellt?

Inhaltsverzeichnis

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Wie werden Metallfedern hergestellt?

Metallfedern können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Material und Werkstoff haben Einfluss auf die Funktionalität und Qualität einer Metallfeder. Abhängig von den jeweiligen Anforderungen an das Endprodukt, beeinflusst aber auch die Herstellmethode die Eigenschaften der Federlösung.

Die Metallbe- und -verarbeitung

STANZ- UND UMFORMTECHNIK FÜR METALLFEDERN

Eine Methode, die bei der Herstellung von Metallfedern häufig zum Einsatz kommt, ist das Stanzen. Dabei wird ein Metallstück auf einer Stanzmaschine in Form geschnitten. Große Metallplatten werden in moderne Produktionsanlagen eingelegt und mittels eines Schnittwerkzeuges zu Stanzteilen geschnitten, bzw. gestanzt. Zusätzlich zum Stanzen kommen weitere Umformungen zum Einsatz, bei denen die Metallfedern in die gewünschte Form gebogen werden.

Für die Serienfertigung können auf CNC-gesteuerten Hochleistungsmaschinen die Stanztechnik und die Biegetechnik zu einem automatisierten Arbeitsablauf, der Stanzbiegetechnik, kombiniert werden.

DIE NACHBEHANDLUNG VON METALLFEDERN

Eine nachträgliche Oberflächenbehandlung der Metallfedern verleiht eine Reihe zusätzlich gewünschter Eigenschaften. In vielen Anwendungsfällen sollen die Federn härter und/oder beständiger gegen Rost oder Wärme sein oder es wird eine optische Veredelung gewünscht.

HANDWERKLICHE ARBEITEN BEI DER FEDERHERSTELLUNG

Gegebenenfalls kann es bei der Herstellung von Metallfedern auch notwendig sein, einzelne Produktionsschritte manuell zu verrichten. Insbesondere dann, wenn spezielle Designs, komplizierte Bauteile oder komplexe Baugruppen gewünscht werden. In diesen Fällen werden die Stanz- und Biegearbeiten manuell getätigt.

Welche Werkstoffe werden für Metallfedern verwendet?

Metallfedern werden häufig aus Stahl hergestellt. Federstahl und Federbandstahl besitzen eine gute Verarbeitungsfähigkeit, eine hohe Härte und ein gutes Verhältnis von Festigkeit und Elastizität. Jeder Stahl bringt seine ganz individuellen Eigenschaften mit sich, die Wahl des richtigen Werkstoffs ist damit abhängig von den Anforderungen des jeweiligen Endprodukts.

WERKSTOFFARTEN FÜR METALLFEDERN

1.1248 Federstahl (C75S+QT gehärtet)
1.1248 Federstahl ist ein Kohlenstoffstahl, der eine hohe Festigkeit sowie Verschleißfestigkeit liefert. Der Werkstoff 1.1248 ist nicht korrosionsbeständig, somit kann er nicht ohne zusätzliche Oberflächenveredelung in korrosiven oder extremen Medien verwendet werden.

1.4310 Edelstahl (X10CrNi188)
1.4310 Federstahl ist ein austenitischer Chrom-Nickel-Stahl. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch eine gute Umformbarkeit, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. 1.4310 eignet sich ideal zur Herstellung von korrosionsbeständigen und hochfesten Bauteilen und findet z.B. als Federn im Maschinenbau Anwendung.

1.4301 Edelstahl (X5CrNi1810)
1.4301 Federstahl ist ein relativ weicher, nicht ferromagnetischer Austenit-Stahl. Dieser Werkstoff ist dank seines niedrigen Kohlenstoffgehalts auch ohne Wärmebehandlung korrosionsbeständig. X5CrNi18-10 bietet gute Verarbeitungseigenschaften und eine attraktive Optik.

1.4401 Edelstahl (X5CrNiMo171-12-2)
1.4401 ist ein molybdänhaltiger austenitischer Stahl für die Federntechnik. Seine Korrosionsbeständigkeit ist höher als beim Werkstoff 1.4301. Der Stahl ist unmagnetisch und bietet eine gute Relaxation.

1.4568 Edelstahl (X7CrNiAI17-7)
1.4568 ist ein ausscheidungshärtbarer (Wärmebehandlung zur Steigerung der Festigkeit von Legierungen) Edelstahl mit exzellenten Langzeiteigenschaften, einer guten Korrosionsbeständigkeit sowie einer geringen Relaxation.

CW101C Kupfer-Beryllium-Federstahl (CuBe2)
CW101C ist ein Stahl mit guter Wärmeleitfähigkeit und besonders hoher Härte, Korrosionsbeständig, antimagnetisch und funkenfrei.

2.4669 Inconel (NiCr15Fe7TiAI)
2.4669 Inconel ist ein Federstahl auf Nickelbasis. Dieser Stahl ist sehr beständig gegen Korrosion und Oxidation und weist zudem eine hohe Warmfestigkeit auf. Deshalb können Metallfedern aus diesem Stahl in extremen Bedingungen eingesetzt werden.

2.4632 Nimonic 90 (NiCr20CO18Ti)
Der Werkstoff 2.4632 Nimonic 90 ist eine Nickel-Chrom-Kobalt-Legierung und zeichnet sich sogar bei Temperaturen bis ca. 920°C durch eine hohe Zeitstandfestigkeit aus. Dieser Stahl wird für Federn verwendet, die hohen Temperaturen und starker mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind.

Federstahl im Vergleich zu anderen Stählen

Federstahl hat in Bezug auf andere Stähle eine höhere Festigkeit, Zähigkeit und Härte. Je nach Sorte des Stahls ist er auch weniger anfällig für Korrosion und Oxidation und verspricht gerade beim Gebrauch der Feder eine längere Lebensdauer. Darüber hinaus ist Federstahl oft auch leichter als andere Stähle, weshalb er z.B. bei Federn in der Feinmechanik und der Feinwerktechnik eingesetzt wird – ein Anwendungsbereich, in dem Gewicht und Größe der Federelemente eine wesentliche Rolle spielen.

Welche Metallfeder-Typen gibt es?

Wo werden Metallfedern verwendet?

Aus Metall hergestellte Federn kommen in Maschinen und Anlagen aber auch in Apparaten und Geräten jedweder Größe vor. Maschinenteile werden mit den “versteckten“ Helfern beweglich und funktionell gemacht, Schaltkontakte können geschlossen oder geöffnet, Verbindungen hergestellt oder Energie gespeichert werden – deshalb werden Metallfedern in unterschiedlichen Branchen verwendet:

Elektronikindustrie
Elektrotechnikindustrie
Medizinischen Industrie
Luft- und Raumfahrtindustrie
Maschinenbau-Industrie
Möbelindustrie
Automotiv
Sportartikel Industrie
Haushaltsgeräteindustrie

Wie lange hält eine Metallfeder?

Die Haltbarkeit von technischen Federn wird von ihrem Nutzen bestimmt: Belastungsart und Krafteinwirkung, Einsatztemperatur, Umgebungsmedium und Einbausituation nehmen nicht nur auf die Auswahl des passenden Werkstoffs, sondern auch auf die Lebensdauer einer Metallfeder Einfluss. Mit weit entwickelten Tests können die Belastbarkeit bezüglich Ermüdung und/oder Brüchen genau eingeschätzt werden. Deshalb ist die Qualitätssicherung bei der Federnherstellung ein permanenter Prozess innerhalb der laufenden Produktion und Herstellung von Metallfedern.

Metallfedern vom Spezialisten

Die unterschiedlichen Kriterien machen deutlich, dass eine Federnlösung immer eine Sache von Kompetenz und Erfahrung ist. Know-how ist gefragt. Es ist ratsam, auf Spezialisten wie der Mario Schaaf GmbH & Co. KG zu vertrauen, vor allem dann, wenn man die Spitzenleistung technischer Federn benötigt. Unsere hohen Qualitätsstandards erreichen wir durch modernste Fertigungsanlagen und Technologien, eine große Produktionstiefe, Nutzung neuster Entwicklungstechnik und zertifizierte Standards.