Materialtest: Die strategische Grundlage für den ROI im Hochleistungs-Stanzbereich
Autor: Tino Thür, BERHALTER Swiss Die-Cutting
Geschwindigkeit ist das Ziel. Präzision ist die Voraussetzung. Der Materialtest ist der Ausgangspunkt.
In der heutigen Hochgeschwindigkeitsfertigung stehen Unternehmen unter zunehmendem Druck, die Ausbringung zu steigern, Ausschuss zu reduzieren und Kosten zu kontrollieren – ohne dabei Kompromisse bei der Qualität einzugehen. Die Investition in moderne Stanzanlagen, die bis zu 500+ Hübe pro Minute verarbeiten können, ist unentbehrlich, um wettbewerbsfähig zu bleiben.
Systeme wie der Swiss Die-Cutter™ B6 und B4 zeigen, was technologisch möglich ist: hoher Durchsatz, digitale Integration und flexible Materialhandhabung. Beide unterstützen Substrate im Bereich von 25–200 µm – und je nach Anwendung sogar darüber hinaus. Doch die wahre Performance jeder Maschine hängt entscheidend davon ab, wie sich das Material unter realen Produktionsbedingungen verhält.
Der limitierende Faktor ist oft nicht die Maschine, sondern das Material.
Ohne ein vorheriges Verständnis des Materialverhaltens riskieren Unternehmen, in Anlagen zu investieren, die ihre Erwartungen nicht erfüllen können. Genau deshalb ist der Materialtest nicht nur eine technische Vorsichtsmassnahme – er ist eine strategische Notwendigkeit. Er stellt sicher, dass Produktionsparameter, Maschinenfähigkeiten und Materialeigenschaften von Beginn an optimal aufeinander abgestimmt sind.
"Der limitierende Faktor ist oft nicht die Maschine, sondern das Material."
Warum Materialtests den strategischen ROI treiben
Materialtests zeigen, wie Materialien auf Geschwindigkeit, Druck sowie Zug- oder mechanische Belastung reagieren. So können Hersteller den Output genau prognostizieren, Ineffizienzen vermeiden und eine gleichbleibende Produktqualität sichern. All diese Faktoren wirken sich direkt auf die Profitabilität aus.
So funktioniert es:
1. Prädiktive Geschwindigkeitsoptimierung
Die Hochgeschwindigkeits-Performance hängt davon ab, wie zuverlässig ein Material bei maximaler Geschwindigkeit verarbeitet werden kann. Materialien, die bei niedrigen Geschwindigkeiten bis zu 300 Hüben pro Minute stabil laufen, können instabil werden oder sich verformen, wenn sie bei 300 bis 500+ Hüben pro Minute hoher mechanischer Belastung ausgesetzt sind.
- Materialtests identifizieren die Schwelle, ab der Qualität oder Stabilität nachlässt
- Sie machen klar, welche Performance mit einem bestimmten Substrat realistisch erreichbar ist
- Die Anordnung der Kavitäten im Stanzwerkzeug hat enormen Einfluss auf die Stanzgeschwindigkeit
- Ebenso wichtig ist es, die Stabilität des Gitters unter Spannung zu testen, die direkt von der Ausrichtung der Nutzen (Deckel, Etiketten usw.) beeinflusst wird
Strategischer Vorteil: Ermöglicht eine präzise ROI-Planung basierend auf getesteter Ausbringung statt unrealistischen Geschwindigkeitsangaben.
2. Kosteneffiziente Abfallreduzierung
Kleinste Unregelmässigkeiten in der Materialqualität, wie ungleichmässige Dicke oder Oberflächenvariationen, können gerade bei hohen Taktzahlen zu erheblichem Ausschuss führen.
- Tests zeigen Schwächen auf, die zu Stillständen, Fehleinzügen oder misslungenen Schnitten führen können
- Sie ermöglichen Anpassungen der Prozessparameter oder Investitionsentscheidungen, bevor die Produktion beginnt
- Wenn z. B. die Folienspannung nicht optimal auf das elastische Verhalten des Materials abgestimmt ist, können selbst kleine Vorschubabweichungen zu Passerverlust führen
- Dünne Substrate (z. B. 30 µm Kunststofffolie) neigen bei hoher mechanischer Belastung besonders zum Aufrollen oder Einreissen – was häufig Instabilitäten im Bahnverlauf, Stillstände oder erhöhten Ausschuss zur Folge hat
Strategischer Vorteil: Verringert Materialverluste und unplanmässige Ausfallzeiten, indem Risikofaktoren früh erkannt werden. Zudem sind Prozessvariablen wie Folienaufrollen, Spannungsschiebungen oder Passerverzug oft direkt mit dem Materialverhalten unter dynamischer Belastung verbunden. Zu verstehen, wie ein Material reagiert – und wie konsistent diese Reaktionen sind – erleichtert die Sicherung eines stabilen Betriebs, insbesondere bei leichten, flexiblen Substraten.
3. Werkzeuglebensdauer und reduzierte Stillstandzeiten
Unterschiedliche Materialien wirken sich unterschiedlich auf Werkzeuge aus. Substrate mit Füllstoffen oder abrasiven Oberflächen können z. B. den Verschleiss beschleunigen und die Wartungsfrequenz erhöhen.
- Materialtests helfen, die Werkzeuglebensdauer unter spezifischen Produktionsbedingungen vorherzusagen
- Sie unterstützen auch die Auswahl von Werkzeuggeometrien oder Beschichtungen, die zu den erwarteten Belastungsprofilen passen
- Stark gefüllte oder beschichtete Materialien reduzieren die Haltbarkeit bzw. Nutzungsdauer des Stanzwerkzeugs
- Tests können aufzeigen, ob bestimmte Folien weniger Schneidspalt oder eine andere Werkzeughärte erfordern, um die Schnittqualität langfristig zu sichern
Strategischer Vorteil: Unterstützt die präventive Wartungsplanung und schützt langfristig die Werkzeuginvestition.
4. Qualitätssicherung und Kundenvertrauen
Mit steigender Produktionsgeschwindigkeit schrumpfen die Toleranzgrenzen. Schon kleine Materialschwankungen können Schnittqualität und Massgenauigkeit beeinträchtigen.
- Tests stellen sicher, dass ausgewählte Substrate die Qualitätsanforderungen nicht nur unter kontrollierten Bedingungen, sondern auch bei Produktionsgeschwindigkeit erfüllen
- Sie bieten einen Referenzpunkt, um Konsistenz zwischen Chargen oder unterschiedlichen Lieferanten zu bewerten
- Beispielsweise kann Dickenvariation in einer Papierrolle zu ungleichmässigem Prägedruck oder Kantenrissen führen
- Mehrschichtfolien mit schwachen inneren Bindungen können sich unter Spannung delaminieren oder verformen, was bei Hochgeschwindigkeitszyklen Qualitätsabweichungen verursacht
Strategischer Vorteil: Hilft, stabile Qualität über Schichten, Aufträge und Materialquellen hinweg zu sichern – und trägt so zur Markenbeständigkeit bei.
Warum Materialtests den strategischen ROI treiben.
Praxisnaher ROI: Zwei Unternehmen, zwei Ergebnisse
Um den Unterschied zu verdeutlichen, den Materialtests bewirken können, betrachten wir zwei Beispiele von Unternehmen, die sich auf eine Produktionsskalierung vorbereiten.
Unternehmen A: Erst die Maschine, dann die Tests
Dieser Hersteller investiert in ein Hochgeschwindigkeits-System mit dem Ziel, die Kapazität um 40 Prozent zu erhöhen. Das Team geht davon aus, dass das vorhandene Material weiterhin kompatibel bleibt.
Doch es kommt anders:
- Die Produktionsgeschwindigkeit liegt bei maximal 280 Hüben pro Minute aufgrund von Einrissen
- Werkzeugwechsel häufen sich durch unerwarteten Verschleiss
- Fehlausrichtungen und Aufrollen reduzieren die Ausbeute
- Der ROI verzögert sich um mehrere Quartale
Unternehmen B: Testen vor der Investition
Dieses Team startet mit einer Materialanalyse, gefolgt von Simulationen und Pilotversuchen.
- Zugfestigkeit, Reisswiderstand und gleichmässige Materialdicke werden bei mehreren Lieferanten geprüft
- Das Verhalten wird digital unter den erwarteten Belastungsbedingungen modelliert
- Kurzläufe bestätigen die wichtigsten Annahmen unter realen Bedingungen
Das Ergebnis:
- Die Produktion erreicht innerhalb von zwei Wochen die volle Geschwindigkeit
- Ausschuss wird um 30 Prozent reduziert
- Werkzeugverschleiss entspricht den prognostizierten Intervallen
- Das ROI-Ziel wird früher als geplant erreicht
Strategische Schritte für materialgetriebenen ROI
Damit Ihre Stanzinvestition wie erwartet performt, sollten Materialanalysen früh in den Entscheidungsprozess integriert werden.
✅ Datengetriebene Materialauswahl
Kennwerte wie Zugfestigkeit, Reisswiderstand und gleichmässige Dicke liefern entscheidende Hinweise auf die Eignung eines Materials für Hochgeschwindigkeitsprozesse.
- Substrate ausserhalb der Standardbereiche – z. B. unter 25 µm oder über 200 µm – können zwar einsetzbar sein, sollten aber durch kontrollierte Tests validiert werden
Strategischer Vorteil: Erhöht die Sicherheit bei der Bewertung alternativer Materialien oder neuer Verpackungsformate.
✅ Simulationsgestützte Investitionsentscheidungen
Sampling-Tools oder Qualifikationsläufe machen sichtbar, wie sich ein Material unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen verhält, bevor die Serienproduktion beginnt.
- Wichtige Variablen wie Verformung, Bahnspannung und Schneidkraft lassen sich mit spezialisierten Labortools analysieren
- Plattformen wie CUTcontrol™, verfügbar mit den Systemen B4 und B6, unterstützen Echtzeit-Prozessüberwachung, prädiktive Analysen und Werkzeugvalidierungen – und schaffen so eine verlässliche Datengrundlage für ROI-Prognosen
Strategischer Vorteil: Minimiert Inbetriebnahmerisiken und stellt sicher, dass Produktionsziele auf validierten Leistungsdaten basieren.
✅ Validierung durch Pilotversuche
Auch bei starker Datenbasis bleiben Pilotläufe unverzichtbar, um Annahmen zu bestätigen.
- Kleinserientests zeigen, wie sich Materialien in realen Produktionsumgebungen verhalten
- Sie helfen auch, Vorschubspannung, Geschwindigkeit und Schneidspalt an reale Schwankungen anzupassen
Strategischer Vorteil: Verkürzt die Hochlaufphase und sichert eine schnellere Wertschöpfung nach der Installation.
✅ Prozessstabilität und Wiederholbarkeit
Das Materialverhalten kann nicht nur zwischen Lieferanten variieren, sondern sogar innerhalb derselben Charge im Zeitverlauf. Tests zeigen, wie sich unterschiedliche Substrate unter konstanten Prozessbedingungen verhalten und liefern einen Benchmark für langfristige Wiederholbarkeit.
- Materialtests ermöglichen die Feinabstimmung von Parametern wie Vorschubgeschwindigkeit, Spannung und Hubprofil
- Sie helfen ausserdem, Qualitätsgrundlagen für die laufende Produktionsüberwachung festzulegen
Strategischer Vorteil: Verbessert die Prozesskontrolle und unterstützt die langfristige Produktionssicherheit über Schichten und Produktionsvolumina hinweg.
Fazit: Mit Wissen in die richtige Maschine investieren
Die Leistungsfähigkeit moderner Stanzsysteme wie des Swiss Die-Cutter™ B6 und B4 ist beeindruckend. Hohe Geschwindigkeit, Servosteuerung und flexible Werkzeuge ermöglichen die industrielle Produktion von Deckeln, Etiketten und Spezialformaten.
Die richtige Technologie kann Ihnen helfen, einen starken Return on Investment (ROI) zu erzielen.
Wahrer Erfolg entsteht jedoch durch die Abstimmung der richtigen Maschine mit dem richtigen Material – und diese Abstimmung beginnt mit strategischen Tests.
Materialtests liefern die Grundlage, um präzise zu planen, Überraschungen zu minimieren und mit Zuversicht zu skalieren. Sie verwandeln Entscheidungen von reaktiv zu proaktiv und machen aus Unbekannten messbare Faktoren.
👉 Planen Sie Ihre nächste Stanzinvestition?
Beginnen Sie mit dem Verständnis Ihres Materials – und stellen Sie sicher, dass Ihre Maschine die erwarteten Ergebnisse liefern kann.
