#3DDruckWissen #3DDruck #Umformtechnik
3D-Druck und Stanz- und Umformtechnik klingt erstmal nach einer unwahrscheinlichen Kombination. In dieser Folge zeige ich, warum es fünf konkrete Bereiche gibt, in denen 3D-Druck für Stanz- und Umformbetriebe echten Mehrwert liefert. Und warum die meisten dieser Betriebe das noch gar nicht wissen.
Takeaways
* Für die eigentlichen Stanz- und Schneidwerkzeuge ist 3D-Druck nicht geeignet. Scherkräfte, Schnittkräfte und Toleranzanforderungen übersteigen die Möglichkeiten der heute verfügbaren Materialien.
* Rund ums Werkzeug gibt es fünf Bereiche, in denen 3D-Druck konkret Zeit und Geld spart: Werkzeughalter, Messvorrichtungen, Biegeprozesse mit komplexen Konturen, Sicken und direkte Blechprototypen.
* Wer vor dem ersten Werkzeugeinlauf kein SLS-Teil zur Vorbereitung des Messprogramms nutzt, verschenkt mehrere Stunden Maschinenzeit bei jedem neuen Werkzeug.
Chapters
* 00:00 Intro
* 01:06 Ankündigung: AM Innovation Days 8.9.2026 in Attendorn
* 02:07 Thema: 3D-Druck in der Stanz- und Umformtechnik
* 03:02 Bereich 1: 3D-gedruckte Halter, Auswerfer und Sensorik im Werkzeug
* 04:12 Bereich 2: Messvorrichtungen fur taktile Messmaschinen
* 08:48 Messprogramme vorab schreiben mit dem SLS-Druckteil
* 11:03 Was ein 3D-Druckteil hier wirklich spart
* 13:26 Bereich 3: Prototypenwerkzeuge fur Biegeprozesse
* 17:03 Bereich 4: Sickenwerkzeuge und Versteifungsgeometrien
* 20:01 Bereich 5: Blechteile direkt drucken
* 21:35 Automobilbereich: Verbautests und Plattformvarianten
* 22:43 Fazit: Wo 3D-Druck wirklich Sinn macht
* 25:42 Outro
FAQ
* Kann man Stanzwerkzeuge aus dem 3D-Drucker herstellen? Nein, nicht fur den aktiven Stanz- und Schneidprozess. Scherkrafte und Toleranzanforderungen sind zu hoch. Sinnvoll sind hingegen Werkzeughalter, Sensoraufnahmen und Auswerfer innerhalb des Werkzeugs, die schwer zu fransen waren.
* Welches 3D-Druckverfahren eignet sich fur Messvorrichtungen im Stanz- und Umformbereich? SLS ist hier das Mittel der Wahl. Es liefert maasshaltige, formstabile Teile ohne Stutzstrukturen, die als Aufnahme und Positionierhilfe fur komplexe Umformteile auf taktilen Messmaschinen geeignet sind.
* Ab welcher Blechdicke funktionieren 3D-gedruckte Biegewerkzeuge? Erfahrungswerte liegen im dunnen Blechbereich bis etwa 1,5 bis 2 Millimeter, material- und geometrieabhangig. Bei einfachen Biegungen reichen Kunststoffwerkzeuge. Fur Sicken und hohere Stuckzahlen empfehlen sich Metallwerkzeuge, die bis auf 54 HRC gehartet werden konnen.
* Was kostet ein 3D-gedrucktes Biegewerkzeug? Je nach Grosse und Komplexitat liegen die Kosten fur einfache Werkzeuge im Bereich von 100 bis 300 Euro. Im Vergleich zu den Stillstandskosten einer Stanzmaschine fallt das kaum ins Gewicht.
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3D-Druck in der Stanz- und Umformtechnik: 5 Einsatzfelder, die kaum jemand kennt
Wenn du in einem Stanz- oder Umformbetrieb arbeitest und jemand das Thema 3D-Druck anspricht, landet der Gedanke meistens sofort beim Stanzwerkzeug. Kann der 3D-Drucker eine Matrize herstellen? Einen Stempel? Eine Schneidplatte? Die Antwort ist nein, und die meisten Betriebe hören da auf.
Genau das ist das Problem. Denn rund ums Werkzeug gibt es fünf konkrete Bereiche, in denen 3D-Druck für Stanz- und Umformbetriebe echtes Geld spart. Bereiche, die in der Branche kaum bekannt sind, obwohl die Logik dahinter eigentlich offensichtlich ist, sobald man sie einmal gesehen hat.
Was 3D-Druck in der Stanz- und Umformtechnik nicht kann
Ich fange mit der klaren Grenze an, damit das keine Missverständnisse gibt. Für die eigentlichen Stanz- und Schneidwerkzeuge sind 3D-Druck-Materialien heute nicht geeignet. Scherkräfte, Schnittkräfte und die geforderten Toleranzen übersteigen das, was Kunststoff oder auch Metalldruckteile dort leisten können. Das ist keine Frage des richtigen Verfahrens. Es ist eine physikalische Grenze, und wer dir etwas anderes erzählt, übertreibt.
Trotzdem ist das nicht das Ende der Geschichte. Es ist der Anfang des interessanten Teils.
Bereich 1: Werkzeughalter, Sensoraufnahmen und Auswerfer im Werkzeug
Moderne Stanz- und Umformwerkzeuge sind nicht mehr nur Stempel und Matrize. Sie enthalten Sensorik zur Werkzeugüberwachung, Auswerfer mit spezifischen Geometrien, Gleitflächen und Führungselemente, die alle irgendwie im Werkzeug untergebracht werden müssen. Klassisch werden diese Bauteile gefräst oder gedreht. Das ist aufwendig und teuer, besonders wenn die Geometrie komplex ist.
Sensorhalter, die tief im Werkzeug sitzen und einen Prozesssensor in einer ganz bestimmten Position halten müssen, Auswerfer mit Hinterschnitten, Positionierhilfen für Gleitelemente: all das lässt sich mit 3D-Druck direkt aus der CAD-Datei herstellen. Keine mehrstufigen Spannoperationen, kein CNC-Programm für ein Einzelteil, das ein paarmal gebraucht wird.
Bereich 2: Messvorrichtungen für taktile Messmaschinen
Das ist der Bereich, der meiner Einschätzung nach das größte versteckte Einsparpotenzial hat und gleichzeitig am wenigsten bekannt ist.
Komplexe Umformteile, die mehrfache Biegungen in verschiedenen Ebenen haben, können nicht einfach mit dem Messschieber geprüft werden. Die landen auf taktilen Messmaschinen. Und dort müssen sie immer in exakt derselben Position aufgelegt werden, damit der Nullpunkt stimmt und das Messprogramm reproduzierbar abläuft. Wer schon mal dabei zugeschaut hat, wie Messtechniker mit improvisierten Unterlagen und Hilfsmitteln versuchen, ein geometrisch anspruchsvolles Teil irgendwie sauber zu positionieren, weiß wie viel Zeit dabei draufgeht.
Mit einer 3D-gedruckten Messvorrichtung, genau auf das jeweilige Bauteil abgestimmt, geht das in Minuten. Die Vorrichtung kann direkt mit der Teilenummer, Orientierungshinweisen, dem Nullpunkt und sogar Montageanweisungen versehen werden. Einmal eingelegt, läuft das Messprogramm durch.
Messprogramme vorab schreiben, bevor das Werkzeug fertig ist
Das ist der Teil, den die meisten nicht kennen, und der den größten Unterschied macht. Du bestellst das SLS-Druckteil nicht nach dem ersten Werkzeugeinlauf. Du bestellst es parallel zum Werkzeugbau, sobald die Konstruktionsdaten stehen. Das Druckteil kommt in wenigen Tagen. Die Messtechniker schreiben das Messprogramm daran. Wenn dann das erste echte Teil von der Presse fällt, ist die Vorrichtung fertig, das Programm ist fertig, und das Ergebnis liegt nach fünf bis zehn Minuten vor.
Wer diesen Schritt weglässt, zahlt bei jedem neuen Werkzeug mit Stillstandszeit, bis Messprogramm und Vorrichtung nachträglich aufgebaut wurden. Je nach Bauteilkomplexität sind das zwei bis sechs Stunden, die sich über die Lebensdauer eines Werkzeugs summieren.
| Situation | Ohne 3D-Druckvorrichtung | Mit 3D-Druckvorrichtung |
|---|---|---|
| Messprogramm schreiben | Nach erstem Werkzeugeinlauf, Aufbau dauert 2 bis 6 Stunden | Vorab am SLS-Teil, bereit beim ersten Einlauf |
| Positionierung auf Messmaschine | Manuell, fehleranfällig, jedes Mal neu | Reproduzierbar, 5 bis 10 Minuten |
| Kosten Vorrichtung | Oft improvisierten, keine echten Kosten, aber hoher Zeitaufwand | SLS-Teil, je nach Größe niedrig dreistellig |
Bereich 3: Prototypenwerkzeuge für Biegeprozesse mit komplexen Konturen
Standard-Biegemaschinen sind gut darin, gerade Kantungen zu fertigen. Sobald eine Biegekante aber einen Radius bekommt oder in einer Kontur verläuft und nicht mehr geradlinig ist, stoßen die meisten Maschinen an ihre Grenzen. Für solche Geometrien bräuchte man spezielle Werkzeuge, und die zu fräsen kostet Zeit und Geld, auch wenn man das Teil nur zweimal braucht.
Für dünne Bleche bis etwa 1,5 bis 2 Millimeter können wir Biegewerkzeuge aus Kunststoff drucken, die genau diese Konturen abbilden. Ein gedrucktes Kunststoffwerkzeug liegt je nach Komplexität zwischen 100 und 300 Euro. Das Ergebnis ist ein Blechprototyp mit der richtigen Geometrie, der direkt verbaut und getestet werden kann.
Bereich 4: Sickenwerkzeuge und Versteifungsgeometrien
Sicken sind ein eigenes Thema. Sie sind kein Biegeprozess im klassischen Sinne, sondern tiefgezogene Konturen, die Blechteile versteifen. Sie können geradlinig verlaufen, aber auch schräg, gebogen, über mehrere Ebenen. Für Sicken braucht man spezifische Werkzeuge, die genau diese Kontur abbilden.
Mit 3D-Druck lassen sich diese Sickenwerkzeuge direkt aus dem CAD herstellen. Bei kleinen Stückzahlen und dünnen Blechen reichen Kunststoffwerkzeuge aus. Bei höheren Anforderungen drucken wir in einem Werkzeugstahl, der auf 54 HRC gehärtet werden kann. Der hohe Nickelgehalt sorgt für ausreichende Zähigkeit, die Oberfläche wird nach dem Druck geschliffen. Damit sind mehrere tausend Teile möglich. Das gedruckte Werkzeugsegment wird an vorhandene Standardstempel adaptiert, die Maschine fährt zusammen, die Sicke wird eingepresst.
| Anwendungsfall | Material | Stückzahlbereich | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| Einfaches Sickenwerkzeug | Kunststoff (SLS oder FDM) | Einzel- bis zweistellig | Schnell, günstig, direkt aus CAD |
| Sickenwerkzeug höhere Stückzahl | Metalldruckteil, gehärtet bis 54 HRC | Mehrere Tausend | Oberfläche schleifen, an Standardstempel adaptieren |
| Biegewerkzeug Kontur | Kunststoff oder Metall | 1 bis ca. 50 | Bis 2 mm Blechdicke, nicht kantbare Geometrien |
Bereich 5: Blechteile direkt drucken
Der letzte Bereich ist der direkteste. Statt ein Blechprototyp über Laserschneiden, Kanten und mehrere Werkzeugoperationen herzustellen, drucken wir das Teil komplett. Das macht vor allem dann Sinn, wenn nur zwei oder drei Teile einer bestimmten Variante gebraucht werden und die Geometrie zu komplex für eine wirtschaftliche konventionelle Fertigung ist.
Im Automobilbereich ist das ein Prozess, den ich aus eigener Erfahrung kenne. Vor dem Serienanlauf müssen Lieferanten ihre Teile für Verbautests bereitstellen. Dort wird geprüft, ob alle Komponenten zusammenpassen, bevor in Serienwerke investiert wird. Für diese Tests werden oft nur zwei bis drei Teile pro Variante gebraucht. Den dafür nötigen Werkzeugapparat aufzubauen, rechnet sich nicht.
Hinzu kommt die Plattformproblematik. Gleiche Grundplattform, leicht abweichende Varianten für verschiedene Modelle. Was sich unterscheidet, wird gedruckt, beim Kunden angeschweißt, und der Verbautest findet statt, bevor ein einziges Serienwerkzeug gebaut wurde.
FAQ: 3D-Druck in der Stanz- und Umformtechnik
Kann man Stanzwerkzeuge aus dem 3D-Drucker herstellen?
Für den aktiven Stanz- und Schneidprozess sind die heute verfügbaren Materialien nicht geeignet. Scherkräfte und Toleranzanforderungen übersteigen die Möglichkeiten von Kunststoff- und Sinterwerkstoffen. Sinnvoll sind hingegen Werkzeughalter, Sensoraufnahmen und Auswerfer innerhalb des Werkzeugs, die schwer zu fräsen wären.
Welches 3D-Druckverfahren eignet sich für Messvorrichtungen im Stanz- und Umformbereich?
SLS ist hier das Mittel der Wahl. Es liefert formstabile Teile ohne Stützstrukturen, die als Aufnahme und Positionierhilfe für komplexe Umformteile auf taktilen Messmaschinen geeignet sind. Die Genauigkeit reicht für die Positionierung aus, weil der Nullpunkt taktil angefahren wird und nicht durch die Vorrichtung selbst definiert werden muss.
Wie funktioniert das Vorschreiben von Messprogrammen mit einem 3D-Druckteil?
Das SLS-Druckteil wird parallel zum Werkzeugbau bestellt, sobald die Konstruktionsdaten feststehen. Die Messtechniker schreiben das Messprogramm anhand des Druckteils, bevor das eigentliche Werkzeug fertig ist. Wenn das erste echte Blechteil von der Presse fällt, ist die Messvorrichtung einsatzbereit und das Ergebnis liegt nach fünf bis zehn Minuten vor.
Ab welcher Blechdicke funktionieren 3D-gedruckte Biegewerkzeuge?
Erfahrungswerte liegen im dünnen Blechbereich bis etwa 1,5 bis 2 Millimeter, abhängig von Material und Geometrie. Bei einfachen Biegungen mit geraden Konturen reichen Kunststoffwerkzeuge aus. Für Sicken oder höhere Stückzahlen empfehlen sich Metalldruckteile, die nach dem Schleifen auf 54 HRC gehärtet werden können.
Was kostet ein 3D-gedrucktes Biegewerkzeug?
Je nach Größe und Komplexität liegen die Kosten für einfache Biegewerkzeuge aus Kunststoff im Bereich von 100 bis 300 Euro. Im Vergleich zu den Stillstandskosten einer Stanzmaschine oder einem konventionell gefrästen Prototypwerkzeug ist das eine andere Größenordnung.
Wann lohnt sich das direkte Drucken von Blechteilen?
Das direkte Drucken von Blechteilen lohnt sich vor allem, wenn nur wenige Teile einer Variante gebraucht werden und der konventionelle Fertigungsweg über Laserschneiden und Kanten unverhältnismäßig aufwendig wäre. Typische Anwendungen sind Verbautests im Automobilbereich, bei denen zwei bis drei Teile pro Variante ausreichen, um die Baubarkeit zu prüfen, bevor Serienwerkzeuge gebaut werden.
Was jetzt zu tun ist
Wenn du in einem Stanz- oder Umformbetrieb arbeitest und einer dieser fünf Bereiche gerade aktuell ist, lohnt es sich, das konkret durchzurechnen. Nicht pauschal, sondern an deinem tatsächlichen Bauteil, deiner Stückzahl, deinem Prozess. Das ist ein Gespräch, das meistens schnell Klarheit bringt.
Schreib uns, oder ruf direkt an. Wir schauen uns das gemeinsam an und sagen dir ehrlich, ob und wo 3D-Druck bei dir Sinn macht.
