HSS oder Hartmetall bei Bohrspitzenmatrizen: Was sollten Sie wählen?

Die Wahl zwischen HSS- und Hartmetall-Bohrspitzenmatrizen (im deutschen Schraubenbau auch als Kneifbacken geführt) ist nicht einfach die Frage, welches Material länger hält.

Für Hersteller selbstbohrender Schrauben hängt die bessere Wahl von der tatsächlichen Produktionssituation ab:

• Wird die Schraubengröße noch erprobt?
• Ändern sich die Spezifikationen häufig?
• Läuft das Produkt in kurzen Serien oder in Dauerproduktion?
• Welchen Draht bzw. welchen Schraubenrohling formen Sie?
• Wie oft werden Matrizen gewechselt?
• Ist die aktuelle Standzeit stabil und vorhersehbar?

HSS und Hartmetall eignen sich häufig für unterschiedliche Produktionsbedingungen. Die bessere Frage lautet:

Welches Material liefert für Ihre Produktion die bessere Werkzeugwirtschaftlichkeit?

Kurzantwort: HSS oder Hartmetall?

Produktionssituation	HSS	Hartmetall
Vorserie	Oft praktikabel	Meist erst nach der Validierung
Neue Schraubengrößen	Oft praktikabel	Abhängig vom Produktionsplan
Kleinserien	Oft praktikabel	Abhängig von der geforderten Standzeit
Häufige Spezifikationsänderungen	Oft praktikabel	Situationsabhängig
Kurze Produktionsläufe	Oft praktikabel	Situationsabhängig
Stabile Spezifikationen	Geeignet	Häufig bevorzugt
Lang laufende Produktion	Geeignet	Häufig bevorzugt
Großvolumige Produktion	Geeignet	Häufig bevorzugt
Häufige Werkzeugwechsel	Abhängig von der tatsächlichen Ursache	Prüfung lohnt sich
Höhere Standzeitanforderung	Abhängig vom Prozess	Prüfung lohnt sich

Das bedeutet weder, dass HSS nur für kleine Stückzahlen taugt, noch dass Hartmetall automatisch die richtige Wahl für jede großvolumige Linie ist. Die Stückzahl ist nur ein Faktor.

Draht bzw. Schraubenrohling, Maschinenzustand, Ausrichtung der Matrize, Produktionseinstellung und die tatsächliche Standzeit können die endgültige Empfehlung alle beeinflussen.

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Wann ist eine HSS-Bohrspitzenmatrize sinnvoll?

HSS kann eine praktikable Wahl sein, solange die Produktion noch flexibel ist oder die Spezifikation noch nicht vollständig validiert wurde.

1. Vorserie oder neue Schraubengrößen

Beim Erproben einer neuen Größe selbstbohrender Schrauben oder einer neuen Bohrspitzengeometrie kann sich die endgültige Produktionsanforderung noch ändern. In dieser Phase ist eine sofortige höhere Werkzeuginvestition nicht immer notwendig.

HSS bietet einen praktikablen Weg, um Folgendes zu validieren:

• Schraubengeometrie
• Maschineneinrichtung
• Produktionsstabilität
• tatsächlicher Werkzeugbedarf

bevor entschieden wird, ob sich eine Werkzeuglösung mit längerer Standzeit rechnet.

2. Kleinserien oder kurze Produktionsläufe

Bei relativ kurzen Produktionsläufen ist die maximale Standzeit möglicherweise nicht der wichtigste Faktor.

Wenn eine Matrize ohnehin nicht lange genug in Produktion bleibt, um den möglichen Standzeitvorteil von Hartmetall auszuschöpfen, bietet HSS unter Umständen die praktischere Balance zwischen Werkzeugkosten und Produktionsanforderung.

3. Häufige Spezifikationsänderungen

Manche Schraubenhersteller fertigen viele verschiedene Größen, statt nur wenige Spezifikationen durchgehend zu fahren.

In dieser Situation lautet die entscheidende Frage nicht einfach, wie oft die Maschine die Größe wechselt. Die nützlichere Frage ist:

Wie viel Produktion wird jede einzelne Matrize tatsächlich leisten, bevor sich die Spezifikation erneut ändert?

Wenn viele Spezifikationen nur in kurzen Kampagnen gefertigt werden, kann HSS weiterhin eine praktikable Option bleiben.

Wann ist eine Hartmetall-Bohrspitzenmatrize sinnvoll?

Hartmetall wird attraktiver, wenn die Produktion stabil und wiederholbar ist und voraussichtlich über einen längeren Zeitraum läuft.

1. Stabile, feste Spezifikationen

Sobald die Schraubenspezifikation validiert ist und voraussichtlich in Produktion bleibt, gewinnt die Standzeit an Bedeutung.

Die Matrize kann wiederholt eingesetzt werden, statt ersetzt zu werden, weil sich das Produkt selbst geändert hat. Das gibt Herstellern mehr Gelegenheit, von einer Werkzeuglösung mit längerer Standzeit zu profitieren.

2. Lang laufende oder großvolumige Produktion

In der Dauerproduktion ist der Anschaffungspreis einer Matrize nur ein Teil der Werkzeugkosten. Andere Faktoren gewinnen zunehmend an Gewicht:

• tatsächliche Standzeit
• Gesamtausbringung an Gutteilen pro Matrize
• Wechselhäufigkeit
• Werkzeugwechselzeit
• Produktionsunterbrechungen

Unter diesen Bedingungen lohnt sich die Prüfung von Hartmetall häufig auch dann, wenn die anfänglichen Werkzeugkosten höher sind.

3. Häufige Werkzeugwechsel beeinträchtigen die Produktion

Ein Werkzeugwechsel verursacht mehr als die Kosten für ein weiteres Werkzeug. Er kann außerdem umfassen:

• Maschinenstillstand
• Bedienerzeit
• Einrichten und Justieren
• Produktionsunterbrechung
• zusätzliche Prozessstreuung nach dem Wechsel

Wenn der Werkzeugwechsel zu einem spürbaren Teil der Produktionskosten wird, kann Hartmetall die insgesamt bessere Werkzeugwirtschaftlichkeit liefern.

Vergleichen Sie nicht nur den Matrizenpreis

Ein verbreiteter Einkaufsfehler ist, ausschließlich den HSS-Matrizenpreis mit dem Hartmetall-Matrizenpreis zu vergleichen.

Eine günstigere Matrize ist nicht automatisch die kostengünstigere Option. Für stabile Produktion ist dieser Vergleich aussagekräftiger:

Werkzeugkosten pro Schraube = gesamte werkzeugbezogene Kosten ÷ Gesamtzahl produzierter Gutteile

Je nach Werk können zu den werkzeugbezogenen Kosten gehören:

• Anschaffungskosten der Matrize
• Wechselhäufigkeit
• Stillstand durch Werkzeugwechsel
• Aufarbeitung oder Nachschleifen, sofern zutreffend
• Logistik- oder Rücksendekosten, sofern zutreffend

Betrachten Sie zwei Matrizen:

Matrize A

• niedrigerer Anschaffungspreis
• kürzere Standzeit
• häufigerer Wechsel

Matrize B

• höherer Anschaffungspreis
• längere Standzeit
• weniger Werkzeugwechsel

Vergleicht man nur den Anschaffungspreis, wirkt Matrize A günstiger. Produziert Matrize B jedoch deutlich mehr Gutteile bis zum Wechsel und reduziert Produktionsunterbrechungen, können ihre Werkzeugkosten pro Schraube niedriger ausfallen.

Der Break-even-Punkt ist für jedes Werk unterschiedlich. Deshalb zählen die tatsächliche Stückzahl und die tatsächliche Werkzeugleistung mehr als der Preis einer einzelnen Matrize.

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Kurze Standzeit? Wechseln Sie nicht zuerst das Material

Wenn Ihre aktuelle Bohrspitzenmatrize deutlich früher verschleißt als erwartet, löst ein Wechsel von HSS auf Hartmetall das Problem nicht automatisch.

Eine unerwartet kurze Standzeit kann auch durch den Produktionsprozess verursacht sein. Prüfen Sie vor einem Materialwechsel die folgenden Punkte.

Maschinenzustand

Maschinenverschleiß, Spiel, Rundlaufabweichung oder unruhiger Lauf können die auf die Matrize wirkende Last verändern.

Ausrichtung der Matrize

Falscher Einbau oder schlechte Ausrichtung können zu ungleichmäßiger Belastung und abnormalem Verschleiß führen.

Draht bzw. Schraubenrohling

Werkstoffgüte, Härte, Oberflächenzustand und Chargenkonstanz können Werkzeugbelastung und Matrizenleistung beeinflussen.

Produktionseinstellung

Umformgeschwindigkeit, Schmierung, Maschineneinstellungen und die allgemeine Prozessstabilität wirken sich ebenfalls auf die Standzeit aus.

Wenn eine Matrize also deutlich früher ausfällt als erwartet, sollte die erste Frage nicht immer lauten: „Sollen wir auf Hartmetall wechseln?"

Die bessere Frage lautet: „Warum ist die aktuelle Standzeit kürzer als erwartet?"

Klären Sie zuerst die Ursache und entscheiden Sie dann, ob ein Materialwechsel die richtige Lösung ist.

Ein praxisnaher Auswahlrahmen: HSS oder Hartmetall

Stellen Sie vor der Materialwahl sicher, dass die Matrizenkonstruktion zu Schraubenspezifikation, Maschine und Produktionsanforderung passt.

Schritt 1 — Ist die Schraubenspezifikation stabil?

• Nein — Vorserie, neue Spezifikationen oder häufige Änderungen → HSS ist oft praktikabel
• Ja — weiter zu Schritt 2

Schritt 2 — Handelt es sich um ein lang laufendes oder großvolumiges Produkt?

• Nein — kurze Produktionsläufe oder gelegentliche Aufträge → HSS kann weiterhin praktikabel sein
• Ja — weiter zu Schritt 3

Schritt 3 — Beeinflussen Standzeit und Wechselhäufigkeit die Produktionskosten?

• Ja → Hartmetall prüfen
• Nein → Beide Materialien kommen infrage. Vergleichen Sie tatsächliche Standzeit, Stückzahl und Werkzeugwirtschaftlichkeit.

Eine zusätzliche Prüfung

Ist die Standzeit unerwartet kurz, prüfen Sie zuerst Maschinenzustand, Ausrichtung der Matrize, Draht bzw. Schraubenrohling, Schmierung und Produktionseinstellung, bevor Sie das Matrizenmaterial wechseln.

Dies ist ein vereinfachter Auswahlrahmen. Die tatsächlichen Produktionsbedingungen können die Empfehlung verändern.

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Welche Informationen sollten Sie Ihrem Matrizenlieferanten senden?

Wenn Sie unsicher sind, welches Material zu Ihrer Produktion passt, reicht die Angabe einer Schraubengröße allein meist nicht aus. Nützlicher sind unter anderem:

1. Schraubenspezifikation

Stellen Sie eines oder mehrere der folgenden Elemente bereit:

• Schraubennorm und Größe
• technische Zeichnung
• vorhandenes Schraubenmuster
• Bohrspitzengeometrie
• vorhandene Matrizenmaße oder Fotos

2. Draht bzw. Schraubenrohling

Sofern verfügbar:

• Werkstoffgüte
• Härte
• Oberflächenzustand
• weitere relevante Werkstoffangaben

3. Produktionsanforderung

Teilen Sie dem Lieferanten mit, ob es sich um Vorserie, Kleinserienfertigung, Wiederholfertigung oder großvolumige Dauerproduktion handelt. Auch eine ungefähre Stückzahl ist hilfreich.

4. Aktuelle Standzeit

Wenn die Schraube bereits in Produktion ist:

• aktuelles Matrizenmaterial
• ungefähre Gutteilausbringung pro Matrize
• Wechselhäufigkeit
• abnormaler Verschleiß oder Bruch
• jedes Produktionsproblem, das Sie lösen möchten

5. Maschinen- und Werkzeuginformationen

Sofern verfügbar:

• Maschinentyp
• vorhandene Matrizenmaße
• Maße der Matrizenaufnahme
• Fotos der vorhandenen Werkzeugeinrichtung

Das hilft dem Lieferanten, sowohl die Materialauswahl als auch die Kompatibilität der Matrize zu beurteilen.

HSS oder Hartmetall: die endgültige Entscheidung

Es gibt kein Material, das für jede Linie selbstbohrender Schrauben das beste ist.

HSS ist häufig sinnvoll, wenn:

• eine neue Schraubengröße erprobt wird
• sich Spezifikationen noch ändern
• Produktionsläufe relativ kurz sind
• viele Spezifikationen in kleinen Kampagnen gefertigt werden
• eine geringere anfängliche Werkzeugbindung wichtig ist

Hartmetall wird attraktiver, wenn:

• die Spezifikationen stabil sind
• Produktionsläufe lang sind
• die Stückzahl hoch ist
• Werkzeugwechsel die Produktionseffizienz beeinträchtigen
• eine längere Standzeit die Gesamtwerkzeugkosten senken kann

Entscheidend ist, die Matrize als Teil des gesamten Produktionsprozesses zu bewerten. Vergleichen Sie nicht nur den Matrizenpreis, sondern die Werkzeugkosten pro Schraube.

Wenn Sie die zugrunde liegenden Werkstoffdetails benötigen — Hartmetallsorten, Kobaltbinderanteile, HSS-Legierungen und PVD-Beschichtungsoptionen — siehe den Leitfaden zur Materialauswahl für Bohrspitzenmatrizen.

Brauchen Sie Unterstützung bei der Wahl zwischen HSS und Hartmetall?

Wenn Sie eine neue Bohrspitzenmatrize evaluieren, senden Sie uns:

Schraubengröße + Draht bzw. Schraubenrohling + Stückzahl + aktuelle Standzeit

Sofern verfügbar, können Sie auch eine Zeichnung, ein Schraubenmuster, Fotos vorhandener Matrizen oder Maschineninformationen senden.

ZLD Precision Mold fertigt HSS- und Hartmetall-Bohrspitzenmatrizen für die Produktion selbstbohrender Schrauben. Standard- und Sondermatrizen können nach Zeichnung, Muster oder Produktionsanforderung gefertigt werden.

Senden Sie Ihre Anfrage — oder nutzen Sie die WhatsApp-Schaltfläche auf dieser Seite, wenn Sie Fotos und Zeichnungen direkt übermitteln möchten.