Metallstanzen und 3D-Druck werden heute beide für die Herstellung individueller Metallteile eingesetzt. Trotzdem unterscheiden sich die beiden Verfahren grundlegend. Während der 3D-Druck Bauteile Schicht für Schicht aufbaut, formt das Metallstanzen Blech durch Druck und Werkzeuge in die gewünschte Geometrie.
Welche Technologie besser geeignet ist, hängt deshalb nicht nur von der Form des Bauteils ab. Entscheidend sind unter anderem Stückzahl, Material, Toleranzen, Bauteilgeometrie, Werkzeugkosten und die Anforderungen an die spätere Serienfertigung.
Was ist der Unterschied zwischen Metallstanzen und 3D-Druck?
Beim Metallstanzen wird ein Blech oder Metallstreifen mit einem speziell entwickelten Werkzeug bearbeitet. Je nach Bauteil können dabei Prozesse wie Stanzen, Biegen, Prägen oder Tiefziehen kombiniert werden. Das Verfahren eignet sich besonders für wiederholbare Fertigungsprozesse und mittlere bis große Stückzahlen.
Beim 3D-Druck von Metall wird das Bauteil dagegen direkt aus einem digitalen CAD-Modell aufgebaut. Das Material wird dabei schichtweise verarbeitet. Dadurch lassen sich auch komplexe Geometrien herstellen, die mit klassischen Fertigungsverfahren nur schwer oder gar nicht realisierbar wären.
Der grundlegende Unterschied lässt sich einfach zusammenfassen:
Metallstanzen formt vorhandenes Blech mit einem Werkzeug, während der 3D-Druck das Bauteil schichtweise aufbaut.
Metallstanzen oder 3D-Druck: Die wichtigsten Unterschiede
| Kriterium | Metallstanzen | Metall-3D-Druck |
|---|---|---|
| Fertigungsprinzip | Umformen und Trennen von Blech | Schichtweiser Aufbau |
| Werkzeug | Stanz- bzw. Umformwerkzeug erforderlich | Kein klassisches Stanzwerkzeug |
| Stückzahl | Besonders geeignet für Serien | Besonders geeignet für Prototypen und kleine Serien |
| Stückkosten bei hoher Stückzahl | Sehr niedrig | Vergleichsweise hoch |
| Werkzeugkosten | Höher zu Beginn | Gering bzw. keine klassischen Werkzeugkosten |
| Fertigungsgeschwindigkeit | Sehr hoch bei Serienfertigung | Abhängig von Bauteilgröße und Technologie |
| Materialauswahl | Große Auswahl an Blechen und Metallwerkstoffen | Abhängig von der Drucktechnologie |
| Geometrie | Sehr gut für Blechgeometrien | Sehr hohe geometrische Freiheit |
| Wiederholbarkeit | Sehr hoch | Hoch, abhängig vom Verfahren |
| Prototypen | Möglich, aber Werkzeugkosten beachten | Sehr gut geeignet |
| Serienfertigung | Sehr gut geeignet | Je nach Bauteil begrenzt |
Wann ist Metallstanzen die bessere Lösung?
Für klassische Blechbauteile ist Metallstanzen häufig die wirtschaftlichere Lösung – insbesondere dann, wenn ein Bauteil in größeren Mengen benötigt wird.
Typische Beispiele sind:
- Halterungen
- Metallclips
- Abdeckungen
- Befestigungsteile
- Gehäusekomponenten
- Kontaktteile
- strukturelle Metallteile
Ein großer Vorteil liegt in der hohen Wiederholgenauigkeit. Sobald das Werkzeug fertig entwickelt und abgestimmt ist, können identische Bauteile mit kurzen Zykluszeiten produziert werden.
Auch bei größeren Stückzahlen spielt das Stanzen seine Stärken aus. Die anfänglichen Kosten für Werkzeugentwicklung und Werkzeugbau verteilen sich auf viele Bauteile. Dadurch sinken die Stückkosten mit steigender Produktionsmenge deutlich.
Für Unternehmen, die regelmäßig mehrere tausend oder zehntausend identische Metallteile benötigen, kann Metallstanzen deshalb wesentlich wirtschaftlicher sein als ein additiver Fertigungsprozess.
Wann bietet der 3D-Druck Vorteile?
Der entscheidende Vorteil des 3D-Drucks liegt in der geometrischen Freiheit.
Da kein klassisches Stanzwerkzeug benötigt wird, können Änderungen am digitalen Modell vergleichsweise schnell umgesetzt werden. Das ist insbesondere bei Prototypen, Entwicklungsprojekten und kleinen Stückzahlen interessant.
Der 3D-Druck kann außerdem Geometrien ermöglichen, die sich aus einem flachen Blech nicht ohne Weiteres herstellen lassen. Dazu gehören beispielsweise komplexe innere Strukturen, bestimmte organische Formen oder Bauteile mit sehr individuellen Geometrien.
Für die Produktentwicklung kann dies ein wichtiger Vorteil sein. Ein neues Bauteil lässt sich zunächst digital entwickeln und anschließend als Prototyp fertigen, ohne zuerst ein Serienwerkzeug herstellen zu müssen.
Kosten: Was ist günstiger?
Eine pauschale Antwort gibt es nicht.
Bei kleinen Stückzahlen kann der 3D-Druck wirtschaftlich interessant sein, weil keine klassischen Werkzeugkosten anfallen. Bei größeren Stückzahlen verändert sich die Kalkulation jedoch.
Beim Metallstanzen entstehen zunächst Kosten für Konstruktion, Werkzeugbau und Einrichtung. Danach können die Bauteile jedoch sehr schnell und mit vergleichsweise niedrigen Stückkosten gefertigt werden.
Deshalb gilt in vielen Fällen:
Kleine Stückzahl und häufige Designänderungen → 3D-Druck kann Vorteile bieten.
Mittlere bis große Stückzahl und wiederholbare Geometrie → Metallstanzen ist häufig wirtschaftlicher.
Die tatsächliche Wirtschaftlichkeit sollte jedoch immer anhand des konkreten Bauteils, Materials, der Stückzahl und der geforderten Toleranzen berechnet werden.
Präzision und Wiederholbarkeit
Bei industriellen Metallteilen spielt nicht nur die theoretisch erreichbare Genauigkeit eine Rolle. Ebenso wichtig sind Wiederholbarkeit und Prozessstabilität.
Beim Metallstanzen wird die Geometrie durch das Werkzeug definiert. Bei einer korrekt ausgelegten und abgestimmten Fertigung können dadurch große Stückzahlen mit konstanten Abmessungen hergestellt werden.
Beim 3D-Druck hängt die Maßhaltigkeit unter anderem von Drucktechnologie, Material, Bauteilorientierung und Nachbearbeitung ab.
Für einfache und wiederholbare Blechgeometrien bietet das Stanzen daher häufig einen sehr effizienten Produktionsprozess.
Materialauswahl
Metallstanzen eignet sich für eine große Auswahl industriell verwendeter Blechwerkstoffe. Dazu gehören beispielsweise Stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl, verzinkter Stahl, Aluminium, Kupfer und Messing.
Das ist insbesondere für industrielle Anwendungen relevant, bei denen neben der Geometrie auch mechanische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit oder Oberflächenanforderungen berücksichtigt werden müssen.
Beim Metall-3D-Druck hängt die Auswahl stärker von der jeweiligen Drucktechnologie und den verfügbaren Metallpulvern oder anderen Ausgangsmaterialien ab.
Was ist besser für Prototypen?
Hier hat der 3D-Druck einen klaren Vorteil.
Wenn ein Unternehmen zunächst nur wenige Muster benötigt, kann ein 3D-gedrucktes Bauteil eine schnelle Möglichkeit sein, Konstruktion, Einbausituation und Funktion zu überprüfen.
Das bedeutet jedoch nicht, dass 3D-Druck und Metallstanzen miteinander konkurrieren müssen.
In vielen Entwicklungsprojekten können beide Verfahren sinnvoll miteinander kombiniert werden: Der 3D-Druck wird für frühe Prototypen eingesetzt, während nach Abschluss der Entwicklung auf ein wirtschaftlicheres Stanzverfahren für die Serienfertigung umgestellt wird.
Was ist besser für die Serienfertigung?
Bei wiederkehrenden Blechbauteilen mit stabiler Konstruktion ist Metallstanzen in vielen Fällen die bessere Wahl.
Der Fertigungsprozess ist auf hohe Wiederholbarkeit und kurze Zykluszeiten ausgelegt. Mit einem passenden Werkzeug können mehrere Arbeitsschritte effizient durchgeführt werden.
Zusätzlich können weitere Verfahren wie Biegen, Laserschneiden, Schweißen und Oberflächenbehandlungen integriert werden. Dadurch lässt sich nicht nur ein einzelnes Stanzteil, sondern eine komplette kundenspezifische Fertigungslösung realisieren.
Können Metallstanzen und 3D-Druck kombiniert werden?
Ja. In der industriellen Produktentwicklung muss die Entscheidung nicht zwangsläufig zwischen einer einzigen Technologie getroffen werden.
Ein typischer Ablauf kann beispielsweise so aussehen:
CAD-Entwicklung → 3D-gedruckter Prototyp → Funktionstest → Optimierung → Werkzeugentwicklung → Metallstanzen → Nachbearbeitung → Serienfertigung
Dieser Ansatz kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn zunächst die Konstruktion überprüft werden muss, bevor in ein Serienwerkzeug investiert wird.
Metallstanzen oder 3D-Druck – welche Technologie passt zu Ihrem Bauteil?
Die richtige Entscheidung hängt letztlich vom konkreten Anwendungsfall ab.
Metallstanzen ist besonders geeignet, wenn:
- das Bauteil aus Blech gefertigt werden soll
- größere Stückzahlen benötigt werden
- eine hohe Wiederholbarkeit erforderlich ist
- die Geometrie für Stanzen, Biegen oder Tiefziehen geeignet ist
- niedrige Stückkosten bei der Serienfertigung wichtig sind
3D-Druck ist besonders geeignet, wenn:
- nur wenige Bauteile benötigt werden
- sich die Konstruktion noch häufig ändert
- komplexe Geometrien erforderlich sind
- zunächst Prototypen getestet werden sollen
- die Herstellung eines Serienwerkzeugs noch nicht wirtschaftlich ist
Für viele industrielle Blechbauteile ist jedoch nicht die Frage „Stanzen oder 3D-Druck?“ entscheidend, sondern zu welchem Zeitpunkt welches Verfahren eingesetzt werden sollte.
Metallstanzteile für Prototypen und Serienfertigung
Für kundenspezifische Metallstanzteile kommt es auf mehr als die eigentliche Stanzmaschine an. Eine stabile Fertigung beginnt bereits bei der Konstruktion des Bauteils und der Auslegung des Werkzeugs.
Kailai verfügt über langjährige Erfahrung in der Herstellung kundenspezifischer Metallstanzteile und kombiniert Metallstanzen mit weiteren Fertigungsmöglichkeiten wie Laserschneiden, Biegen, Tiefziehen und Schweißen.
Dadurch können sowohl einzelne kundenspezifische Komponenten als auch wiederkehrende Serienbauteile entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Projekts gefertigt werden.
Sie haben bereits eine Zeichnung oder ein CAD-Modell? Senden Sie uns Ihre Anforderungen. Gemeinsam lässt sich prüfen, welches Fertigungsverfahren für Ihr Bauteil technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.