Strangpressen

Das Strangpressen ist ein spanloses Umformverfahren zum Herstellen von Stäben, Drähten, Rohren und unregelmäßig geformten prismatischen Profilen. In diesem Verfahren wird ein auf Umformtemperatur erwärmter Pressling (Block) mit einem Stempel durch eine Matrize gedrückt. Dabei wird der Block durch einen Rezipienten – ein sehr dickwandiges Rohr – umschlossen. Die äußere Form des Pressstrangs wird durch die Matrize bestimmt. Durch verschieden geformte Dorne können Hohlräume erzeugt werden. Strangpressprofile erreichen bis zu 60 m Länge; größere Längen sind zwar möglich, aber im Allgemeinen nicht wirtschaftlich.

aus stranggepressten Aluminiumprofilen geschnittene Kühlkörper (teilweise schwarz eloxiert)

In der Praxis wird das Strangpressen vor allem auf Aluminium und Aluminiumlegierungen (z.B. Kühlkörperprofile und Konstruktionsprofile), Kupfer und Kupferlegierungen, Stahl (nahtlose Rohre) sowie in geringerem Umfang Magnesium- und Titanlegierungen oder auch Lote angewendet.

Vorteile des Strangpressens sind beispielsweise die Möglichkeit, Profile auch in kompliziertesten Formen oder aus schwer umformbaren Werkstoffen herzustellen, der hohe, in einem Verfahrensschritt erreichbare Umformgrad und die geringen Werkzeugkosten, die das Strangpressen vor allem für die Fertigung relativ geringer Lose interessant machen.

Verfahrensvarianten

Als Verfahrensvarianten sind das direkte, das indirekte und das hydrostatische Strangpressen zu unterscheiden.

Beim direkten Strangpressen schiebt der Stempel den Block entlang der Innenoberfläche des Rezipienten in Richtung der Matrize. Um diese Relativbewegung zwischen Block und Rezipient zu erzeugen, müssen hohe Reibungskräfte überwunden werden; die Reibung lässt sich allerdings auch nutzen, um Verunreinigungen aus der Blockrandschicht zurückzuhalten, so dass diese nicht ins Produkt gelangen. Die Bewegungsrichtungen von Stempel und austretendem Strang sind gleich, daher auch die Bezeichnung Vorwärts-Strangpressen.

Beim indirekten Strangpressen ist der Rezipient an einer Seite verschlossen, von der anderen Seite wird auf den Block die Matrize gepresst, die sich am Kopf eines Hohlstempels befindet. Der Strang tritt durch die Stempelbohrung hindurch. Deren Durchmesser begrenzt somit den Profilumriss. Dieses Verfahren wird in der Praxis realisiert, indem der einseitig verschlossene Rezipient mitsamt dem Block über den feststehenden Hohlstempel mit Matrize gepresst wird, die auch verwendete Bezeichnung „Rückwärts-Strangpressen“ kann daher irreführend sein. Der Vorteil des indirekten Preßverfahrens ist jedoch dass die Reibung zwischen Aufnehmerwand und Block entfällt und somit geringere Preßkräfte notwendig sind. Weiterhin lassen sich qualitativ bessere Produkte herstellen, da die entfallenden Reibkräfte zu einem homogeneren Gefüge führen.

Beim hydrostatischen Strangpressen wird die Presskraft vom Stempel nicht unmittelbar, sondern über ein Wirkmedium (Wasser oder Öl) auf den Block aufgebracht. In diesem Verfahren ist der sogenannte hydrostatische Spannunganteil – die allseitig auf das Werkstück wirkende Druckspannung – noch höher und es kann sogar Draht von einer Spule gepresst werden.

Eine Sonderform jüngeren Datums nutzt Reibungshitze zur Formbarmachung des Ausgangsmaterials, auch unter CONFORM-Verfahren bekannt. Dabei wird ein stetig zugeführter Draht mit üblicherweise 8 bis 20 mm Durchmesser durch ein Reibrad auf bis zu über 500 °C erhitzt und das dann teigige Material durch eine unmittelbar nach dem Reibrad angeordnete Matrize gepresst. Dieses kontinuierlich arbeitende Verfahren wird vornehmlich für Profile kleiner und mittelgroßer Abmessung aus Aluminium und Kupfer verwendet. Der über einen langen Zeitraum kontinuierlich mögliche Erzeugungsprozess und der Umstand, dass dafür nur eine einzige relativ kleine und einfach gebaute Maschine notwendig ist, ermöglicht eine Kosteneinsparung von 30 bis 50% gegenüber den herkömmlichen Strangpressverfahren.

Weblinks

• Institut für Umformtechnik und Leichtbau - TU Dortmund (Runden beim Strangpressen)
• TU Berlin-Forschungszentrum Strangpressen: Allgemeine Informationen zum Strangpressen inkl. Animationen
• Aluminium Laufen AG (Animation Strangpresse)
• Gegenüberstellung bisheriger DIN-Normen und neuer EN-Normen für Knetstoffe aus Aluminium