Stanzverfahren im Überblick: Rotatives Stanzen vs. Flachbettstanzen

Beim Stanzen handelt es sich um ein Trennverfahren, das unter anderem bei der Herstellung von Etiketten oder Wellpappverpackungen zur Anwendung kommt. Unterschieden werden das rotative Stanzen und das Flachbettstanzen. Beide Varianten bieten Vor- und Nachteile und eignen sich zum Teil für unterschiedliche Einsatzfelder.

Definition: Was bedeutet Stanzen?

Der Begriff „Stanzen“ steht für Verfahren, bei denen Materialteile unter Druck aus dem umliegenden Material herausgetrennt werden. In der Etikettenproduktion kommt es beim Herauslösen einzelner Etiketten aus Rohmaterial-Rollen zur Anwendung, in der Karton- und Wellpapp-Branche zur Fertigung von Kartonzuschnitten oder Kartons nach Maß aus Rollen oder Bögen und zum Vorritzen von Falzen. Das mag sich im ersten Moment einfach anhören. Das Stanzen ist jedoch ein durchaus komplexer Vorgang, dessen Ergebnis sich durch verschiedene Faktoren beeinflussen lässt.

Beispielsweise kommt es darauf an, ob Sie das Ausgangsmaterial komplett durchstanzen oder nur anstanzen wollen. Ersteres bedeutet, dass das Material vollständig durchschnitten wird. Im Resultat erhalten Sie separate Flachteile (z. B. Etiketten oder Kartonausschnitte). Im Gegensatz dazu bleibt beim Anstanzen mindestens eine Schicht des Rohmaterials intakt. Ein Beispiel hierfür sind Etikettenbögen, bei denen das Trägermaterial eine Einheit bildet, während die darauf befindlichen Etiketten bereits ausgeschnitten und leicht abzulösen sind. Welches Stanzverfahren sich wofür am besten eignet, hängt letztlich vom gewünschten Resultat ab.

Aufbau der Rotationsstanze

Bei der rotativen Stanze befindet sich das Stanzwerkzeug auf einem rotierenden magnetischen Zylinder. Das Gegenstück ist der Gegendruckzylinder, der das zu stanzende Rohmaterial in geeigneter Geschwindigkeit am Magnetzylinder vorbeiführt und dabei den für den Stanzvorgang erforderlichen Druck erzeugt.

Die Stanzwerkzeuge für das rotative Etikettenstanzen sind meist dünne, biegbare Metallplatten, auf deren Oberfläche sich die gewünschte Stanzform als Erhebung abzeichnet. Die jeweilige Platte wird um den Magnetzylinder gewickelt und dort durch Magnetkräfte festgehalten. Daneben gibt es feste Stanzzylinder, die jedoch aufgrund ihrer hohen Herstellungskosten nur selten genutzt werden und sich auch nicht für jede Stanzmaschine eignen.

Beim Zuschnitt von Wellpappe finden vorwiegend Stanzformen aus Sperrholz Verwendung. Die Stanzkonturen werden mithilfe einer dünnen Säge oder eines Laserstrahls geschnitten und dann mit den benötigten Schneid- oder Rilllinien bestückt. Diese werden vorab per Kaltbiegeverfahren in die erforderliche Form gebracht.

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Funktionsweise und Vorteile der Rotationsstanze?

Das rollenförmige Rohmaterial wird so auf die Maschine gespannt und eingefädelt, dass der Gegendruckzylinder es am Magnetzylinder vorbeiziehen kann. Dessen Schneidkanten stanzen das Material in der gewünschten Tiefe an oder aus. Anschließend werden die fertig gestanzten Teile von den Abfällen getrennt.

Beim Durchstanzen von Etiketten wird das aus den Resten aller Schichten bestehende Abfallgitter aufgerollt, während die ausgestanzten Segmente anderweitig gesammelt werden. Wird das Rohmaterial nur angestanzt, werden sowohl das Trägermaterial mit den darauf befindlichen Etiketten als auch das nur aus dem Obermaterialresten bestehende Abfallgitter aufgerollt. Letzteres vereinfacht die Entsorgung. Die Vorteile des Rotationsstanzens liegen in:

der hohen Produktionsgeschwindigkeit,
dem höheren Maß an Präzision gegenüber Flachbettmaschinen,
der Möglichkeit, mehrere Funktionen gleichzeitig ausführen zu können (z. B. Perforieren, Drucken, Laminieren),
der Option des Kiss-Cutting, dem nur das Hauptmaterial durchtrennt wird, während das Trägerpapier intakt bleibt.

Aufbau, Funktionsweise und Vorteile von Flachbettstanzen

Flachbettstanzen kommen ohne den Rotationsvorgang aus. Stattdessen drücken sie ein flaches Stanzwerkzeug von oben her auf das Material auf. Die auch als Hubstanzen bezeichneten Maschinen bieten den Vorteil, dass Stanzplatten in gängigen Formaten günstig erhältlich sind. Zudem lässt sich das Werkzeug einfacher austauschen, wodurch sich das Verfahren besonders gut für oft wechselnde Chargen eignet.

Im Etikettenbereich findet diese Stanztechnik seltener Verwendung als das rotative Stanzen. Beim Zuschnitt von Wellpappe beginnt der Fertigungsablauf mit der Zuführung der Bögen über einen Bogenanleger. Der Einschub fährt das Rohmaterial unter ein Werkzeug, das die gewünschten Konturen (Schnitte und Rillungen) aufweist.

Nach dem Stanzen wird der ausgeschnittene Abfall in der Ausbrechstation von den Zuschnitten getrennt. Diese werden der Bogenablage zugeführt, wo sie für die weitere Verarbeitung bereitstehen. Vorteile des Flachbettstanzens sind:

die Möglichkeit, dickere und dichtere Materialien zu schneiden, da sich die Maschinen weit öffnen lassen,
die größere Vielfalt der zu bearbeitenden Materialien (dick, dünn, Platten, Rollen),
der geringere Kostenaufwand und
die Möglichkeit, Teile enger zu gruppieren (weniger Abfall).

Für jedes Einsatzgebiet die passende Stanze

Bei der Entscheidung zwischen Rotations- und Flachbettstanze sollten Sie sich insbesondere folgende Fragen stellen:

Wie dick ist Ihr Material?
Liegt Ihr Material in Rollen oder Bögen vor?
Welche Anforderungen stellen Sie an Geschwindigkeit und Volumen?

Mit dünnen Materialien kommen beide Stanzenvarianten zurecht. Für dickere und dichtere Materialien eignet sich hingegen das Flachbettstanzen besser. Zwar ist dieses dem rotativen Verfahren hinsichtlich der Präzision unterlegen, ermöglicht aber für die meisten Anwendungsfelder ausreichend saubere und genaue Schnitte. Für das Rotationsstanzen muss das Ausgangsmaterial auf einer Rolle laufen, damit die Maschine es einziehen kann.

Wollen Sie in Plattenform vorliegende Werkstoffe, beispielsweise Wellpappbögen, verarbeiten, ist die Flachbettstanze die richtige Wahl. Bei hohen Auftragsvolumina empfiehlt sich wiederum die Rotationsstanze, die deutlich schnellere Durchlaufzeiten und damit wesentlich höhere Produktionsraten zulässt. Gleiches gilt, wenn Sie in einem Arbeitsgang perforieren, drucken und laminieren wollen. Das Rotationsstanzen ist gegenüber dem Flachbettstanzen teurer, da die Bearbeitung der Stanzformen höhere Kosten verursacht.

Was ist beim Stanzvorgang zu beachten?

Ob Flachbettstanze oder Rotationsstanze: Optimale Ergebnisse erzielen Sie nur, wenn Sie den Stanzprozess exakt auf das jeweilige Ausgangsmaterial ausrichten. Die Materialstärke spielt dabei ebenso eine Rolle wie die Beschaffenheit des Rohmaterials. Zähe Materialien werden zum Beispiel in einem steilen Winkel gestanzt, damit sie sich nicht dehnen können, bevor sie sich lösen. Bei Papieretiketten oder Wellpappe ist das nicht erforderlich, da sich diese Materialien sehr leicht durchtrennen lassen. Allerdings unterliegt das Stanzwerkzeug hierbei einem größeren Verschleiß als beim Stanzen glatter Folienmaterialien und muss demzufolge häufiger gereinigt und geschärft werden.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist das Spaltmaß, das den Abstand von Stanzwerkzeug und Gegendruckzylinder definiert. Ist es zu klein, wird gegebenenfalls das komplette Ausgangsmaterial durchstanzt, obwohl nur das Anstanzen gewünscht war. Ist es hingegen zu groß, geht die Stanze nicht tief genug. Beim Etikettenstanzen würde das bedeuten, dass sich Obermaterial und Kleber nicht sauber lösen lassen. Bei Wellpappe wären Falze nicht ausreichend gerillt, was das Knicken erschweren würde.