Die mit einem Durchmesser von mehr als 20 cm3 ist die wichtigste Ausrüstung im Kartenerstellungsprozess. Ihre Leistung und Stabilität beeinflusst direkt die endgültige Produktqualität. Von den Mitgliedskarten und Supermarkt-Treuekarten, die wir täglich nutzen, über intelligente Karten mit Informationsaustausch (wie z. B. Fahrkarten oder Campus-Karten) bis hin zu Kartenspielen und Sammelkarten mit komplexen Herstellverfahren – jede qualifizierte Karte muss durch eine Stanzmaschine perfekt geschnitten und geformt werden. Shenzhen ist das Zentrum der globalen Präzisionsfertigungsindustrie. Mit einer vollständigen Wertschöpfungskette und technologischen Forschungs- und Entwicklungsvorteilen hat Shenzhen mehrere wettbewerbsfähige Stanzmaschinenhersteller von globalem Rang hervorgebracht. Die von diesen Unternehmen produzierten und vertriebenen Geräte kommen in zahlreichen Kartenerzeugungslinien zum Einsatz. Zudem wurden sie erfolgreich in anderen Bereichen wie Buchbindung und Lochung, Formung von Filterpapier sowie Schneiden von Verpackungs-Farbkartons implementiert. Die Ausrüstung wird in wichtige Märkte weltweit verkauft, darunter Europa, die USA, Südostasien und den Nahen Osten. Mit einem vollständigen technischen System können die Maschinen entsprechend den Anforderungen verschiedener Märkte kundenspezifisch angepasst werden. Dieser Artikel untersucht systematisch die grundlegenden Faktoren, die die Qualität der mit Stanzmaschinen hergestellten Karten beeinflussen, sowohl aus technischer als auch praktischer Sicht, und bietet Kartenerzeugern weltweit professionelle technische Anleitung unter Berücksichtigung von Industriestandards und grundlegenden Geräteeigenschaften.
Schneidgrate sind die häufigsten Qualitätsprobleme bei der Kartenproduktion, wodurch die Produktqualifikationsrate sinkt. Die Hauptgründe liegen in drei Aspekten: der Präzisionssteuerung der Ausrüstung, der Abstimmung der Prozessparameter und der Anpassung an die Materialeigenschaften. Wenn der mechanische Positionierfehler des Zuführmechanismus 0,2 mm überschreitet, verändert sich die Schneidposition des Materials, und die Klinge kann das Material nicht mehr vollständig erfassen. Wenn der Spalt zwischen Stempel und Gegenstempel nicht entsprechend der Materialstärke eingestellt ist (z. B. erfordern PVC-Karten einen Spalt von 0,03 mm, ABS-Materialien einen Spalt von 0,05 mm), wird die Schneidkraft ungleichmäßig, wodurch sägezahnartige oder flockige Grate entstehen. Auf technologischer Ebene führt eine falsche Druckeinstellung (zu hoher Druck zerquetscht die Materialkante, zu geringer Druck ermöglicht kein eindeutiges Durchtrennen) oder eine ungeeignete Laufgeschwindigkeit im Verhältnis zur Zähigkeit des Materials (z. B. müssen Karten aus PET-Material mit unter 30 m/min laufen) dazu, dass die Klinge das Material nicht sofort durchtrennen kann, wodurch reißartige Grate entstehen. Die Schneidwirkung wird auch direkt durch die unterschiedlichen Eigenschaften des Materials selbst beeinflusst. Weiche PVC-Materialien erzeugen beispielsweise klebrige Grate aufgrund der Abnutzung des Schneidmessers, während harte ABS-Materialien Sprödgrate aufgrund von Spannungsabbau bilden. Diese Fehler beeinträchtigen nicht nur das Erscheinungsbild der Karte,
Um Gratbildung zu vermeiden, sind bessere Technologien, bessere Ausrüstung und ein umfassendes Qualitätskontrollsystem erforderlich. Der chinesische Branchenstandard CY/T 59—2024 „Anforderungen an die Prozesssteuerung beim Planstanzverfahren für papierbasierte Druckerzeugnisse“ legt fest, dass die Positionierungstoleranz der Stanzmaschinen nicht mehr als 0,15 mm betragen darf. Dies bedeutet, dass das Zuführsystem in der Lage sein muss, die Bewegung der Maschine äußerst präzise zu steuern. Die meisten in Shenzhen hergestellten Stanzmaschinen verwenden ein automatisches Servosystem mit 7,5 kW. Das System arbeitet mit einer geschlossenen Regelkreis-Kopplungssteuerung zwischen Fotoelektrischem Sensor und Servomotor, korrigiert den Zuführlauffehler in Echtzeit und hält so die Positionierungsgenauigkeit schließlich auf unter 0,1 mm – wodurch Grate durch Zuführversatz bereits an der Quelle vermieden werden. Die Maschine verfügt außerdem über ein mehrstufiges Druckanpassungsmodul, mit dem die Druckparameter für verschiedene Materialien über einen Touchscreen eingestellt werden können (beispielsweise PVC-Karte: 8–10 MPa, Papierkarte: 5–7 MPa). Die Einstellungen können während des Produktionsprozesses basierend auf Rückmeldedaten kontinuierlich in Echtzeit nachjustiert werden, um sicherzustellen, dass die Schneide gleichmäßig belastet wird. Der standardisierte Prozess „erst Probestanzung, dann Test, dann Serienproduktion“ wird angewandt: Bei Herstellung des ersten Teils wird die Kantenqualität mithilfe eines hochauflösenden Mikroskops geprüft, um optimale Parameter wie Laufgeschwindigkeit, Druck, Matrizenspalt usw. zu ermitteln. Während der Serienproduktion kombiniert das automatische Ausschussabführsystem der Maschine Unterdruck-Absaugung und mechanische Trennung, um das Schneidgut rechtzeitig zu entfernen und somit eine Ansammlung von Abfall zu verhindern, die den weiteren Schneidvorgang beeinträchtigen könnte. Letztendlich kann die Gratfehlerrate stabil unter 0,1 % gehalten werden, wodurch die hohen Qualitätsanforderungen an präzises stanz- und schneidfreies Stanzen vollständig erfüllt werden.
Die Glattheit der Kanten des Kartons beeinflusst direkt das Haptik-Erlebnis und die Lebensdauer des Produkts. Das Design und die Passgenauigkeit des Stanzmessers sind die wichtigsten Faktoren, die diesen Kernindikator beeinflussen. Die technische Grundlage für die Qualität der Kantenaufbereitung bilden der Schneidwinkel, die Präzisionstoleranz sowie der Installations- und Kalibrierungsprozess des Stanzmessers. Die Satzhöhe der Stanzmesserlinie muss streng innerhalb von 0,02 mm gehalten werden, und die Dicke darf 0,02 mm nicht überschreiten. Bei Überschreitung dieses Bereichs unterscheidet sich die Kontaktfläche zwischen Klinge und Material beim Stanzen. Der Druck in den dickeren Bereichen ist zu hoch, was zu einem Kanteneinbruch führt. In den dünneren Bereichen ist der Druck zu gering, wodurch Grat entsteht und die Kanten nicht glatt sind. Beispielsweise kann es bei der Herstellung von Smartcards, wenn die Kanten nicht glatt genug sind, dazu kommen, dass die Karte im Kartenleser hängen bleibt. Langfristig können sich dadurch die Kontakte im Kartenleser abnutzen. Außerdem ist auch die Montagemethode des Stanzmessers sehr wichtig. Um sicherzustellen, dass der Fehler 0,01 mm nicht übersteigt, muss mit einem Messuhrprüfer die Parallelität zwischen dem Stanzmesser und der Messerhalterung der Stanzmaschine überprüft werden. Sind sie nicht parallel, treten ungleichmäßige Fehler auf, bei denen eine Seite tiefer und die andere flacher ausfällt.
Die hohe Qualität mit einem Durchmesser von mehr als 20 cm3 übernimmt eine integrierte, kundenspezifische Gesamtlösung, wodurch die Form und die Ausrüstung perfekt zusammenpassen und optimal zusammenarbeiten. Je nach Anforderungen an die Kantenqualität verschiedener Kartentypen können kundenspezifische Formdesigns angeboten werden. Beispielsweise wird für dünne PVC-Smartcards (0,76 mm dick) ein Schneidmesser mit 45°-Spitzwinkel verwendet, um eine ebene und glatte Schnittfläche zu gewährleisten. Für dickere Spielkarten (1,2 mm dick) oder Karten mit geprägten Mustern kommt ein Schneidmesser mit 30°-Stumpfwinkel zum Einsatz, um den Schneidprozess stabiler zu gestalten und zu verhindern, dass die Musterbereiche ausbrechen. Die Ausrüstung verfügt über ein vollautomatisches Formkalibriersystem, das mittels Laserentfernungsmessung und mechanischem Tastkopf im Doppelmodus Parallelität und Rechtwinkligkeit der Form in Echtzeit erfasst. Alle 1.000 Zyklen erfolgt eine automatische Kalibrierung, um sicherzustellen, dass die Abweichung an derselben Position des wiederholten Einzelprodukts 0,1 mm nicht überschreitet. Hervorzuheben ist, dass die in Shenzhen hergestellte Stanzmaschine über eine Verknüpfungsfunktion des Heißprägeprozesses verfügt und gleichzeitig zwei Verfahren – „Stanzung“ und „Heißprägung“ – durchführen kann. Während der Präzisionsschnitt erfolgt, steuert das Servosystem synchron Druck und Temperatur des Heißprägekopfs, wodurch Muster mit metallischen Texturen wie Gold und Silber an der Kanten- oder Oberfläche der Karte aufgeprägt werden.
Die Flachheit der Karte ist ein entscheidender funktioneller Indikator zur Beurteilung ihrer Qualität. Die Flachheit von Smartcards, Magnetstreifenkarten und NFC-Karten beeinflusst direkt die Lesefähigkeit und Lebensdauer der Karten. Der internationale Standard ISO/IEC 7810, Identifikationskarten – Physikalische Eigenschaften, legt fest, dass die Verwölbung der gängigsten ID-1-Karte (Standardgröße einer Kreditkarte) streng auf maximal 0,5 mm begrenzt sein muss. Wenn die Karte stärker verformt ist, kann sie vom Kartenleser nicht mehr reibungslos gelesen werden oder bleibt wegen mangelhaftem Kontakt mit den Kontakten des Lesegeräts ganz unerkannt. Der Hauptgrund für Kartenverwölbungen liegt in einer fehlerhaften Drucksteuerung. Dies geschieht auf zwei Arten: Erstens führt eine ungleichmäßige Druckverteilung beim Stanzprozess – also unterschiedliche Pressdrücke in verschiedenen Materialbereichen – zu inneren Dauerspannungen. Nach dem Abkühlen und der Formgebung führt die Entspannung dieser Spannungen zu Verwölbungen. Zweitens entsteht durch übermäßigen Druck eine Kompression der Kartenecken, was nicht nur die Maßgenauigkeit beeinträchtigt, sondern auch die innere Molekularstruktur des Materials beschädigt und so lokale Verwölbungen verursacht. Ein Hersteller von Smartcards in Südostasien hatte einmal eine Charge mit einer Ausschussrate von 5 % aufgrund unkontrollierten Stanzdrucks, was zu einem direkten Schaden von über 100.000 führte.
Die fortschrittliche Stanzmaschine kann den Druck genau verändern, da sie ein Servo-Druckregelungssystem verwendet. Die Anlage verfügt über einen 7,5-kW-Hochleistungsservomotor und kann über das SPS-Steuerungssystem die Druckabgabe in Echtzeit entsprechend der Form der Matrize (rund, quadratisch oder speziell geformt) und der Materialstärke (der häufigste Bereich liegt bei 0,5–2,0 mm) anpassen. Je nach Form der Matrize (rund, quadratisch oder unregelmäßig) und Materialdicke (üblicherweise 0,5–2,0 mm) steuert sie zudem Druckschwankungen innerhalb von ±0,5 MPa, um eine gleichmäßige Druckverteilung auf der Materialoberfläche sicherzustellen. Das langlebige Design der Anlage gewährleistet außerdem eine langfristige Planlauffähigkeit: Der Maschinenkörper besteht aus hochfestem Gusseisen in Kombination mit Aluminiumlegierung der Luftfahrtklasse. Dadurch wird nicht nur die Stabilität der Anlage sichergestellt, sondern auch die Auswirkungen mechanischer Vibrationen auf die Druckabgabe reduziert. Der präzise Führungsmechanismus verwendet eine importierte Kugelumlaufspindel und verfügt über eine Funktion zur automatischen Erinnerung an regelmäßige Schmierung. Auf diese Weise kann die Anlage auch bei täglicher 24-Stunden-Betriebszeit, 365 Tage im Jahr, mit einer jährlichen Betriebszeit von über 3.000 Stunden eine stabile Druckabgabe aufrechterhalten, wobei die Druckabweichung unter 0,3 MPa bleibt, um Druckschwankungen infolge von Verschleiß zu vermeiden.
Um hochwertige Karten herzustellen, müssen strenge internationale und nationale Industriestandards eingehalten werden. Das Stanzverfahren ist ein wichtiger Prozess, der Form und Präzision des Produkts bestimmt. Die Qualitätskontrollmaßnahmen müssen den endgültigen Annahmestandards entsprechen. In China gilt hauptsächlich die Norm CY/T 59—2024 „Anforderungen an die Prozesssteuerung beim planmäßigen Stanzen von papierbasierten Druckerzeugnissen“, die für ähnliche Produkte wie Spielkarten und Visitenkarten anwendbar ist. Darin ist ausdrücklich festgelegt, dass die Schnittkante des gestanzten Produkts glatt sein muss, ohne Grate, ohne Tintenabrieb an den Kanten und ohne Einpressungen. Die Maßtoleranz wird anhand der Länge des Liniensegments gesteuert. Beispielsweise beträgt die Toleranz eines 60 mm langen Liniensegments ±0,15 mm, die Toleranz eines 60–100 mm langen Liniensegments ±0,25 mm und die Toleranz eines länger als 100 mm langen Liniensegments ±0,50 mm. Die internationale Norm ISO/IEC 7810 „Identifikationskarten – Physikalische Eigenschaften“ ist ein weltweiter Standard für die Herstellung von Smartcards und Magnetstreifenkarten. Sie schreibt eine bestimmte Größe (85,60 × 53,98 mm), Dicke (0,76 mm ± 0,08 mm) und Verwölbung (≤ 0,5 mm) vor. Außerdem muss der Radius der abgerundeten Ecken im Bereich von 3,18 mm ± 0,38 mm liegen. Während der tatsächlichen Abnahmeprüfung sind professionelle Messgeräte erforderlich, um die Abmessungen (mit einem digitalen Messschieber mit einer Genauigkeit von 0,01 mm), die Flachheit (mit einem Flachheitsprüfgerät) und die Kantenoberflächengüte (mit einem 50-fach vergrößernden hochauflösenden Mikroskop) zu überprüfen. Die Gewährleistung, dass alle Kennwerte die Normanforderungen erfüllen, ist auch die Hauptgrundlage zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Stanzanlage.
Die Kernleistung der Stanzmaschine besteht darin, sicherzustellen, dass das Produkt die branchenüblichen Standards erfüllt. Nach mehr als 20 Jahren technologischer Entwicklung haben in Shenzhen hergestellte Stanzmaschinen bei zahlreichen wichtigen Kennzahlen die Norm übertroffen. Beispielsweise wird die Stanzgenauigkeit stabil innerhalb von ±0,1 mm gehalten, was 33 % höher ist als die Anforderungen gemäß CY/T 59-2024. Die Verwölbungskontrolle liegt unter 0,3 mm und übertrifft damit die Anforderungen nach ISO/IEC 7810. Das vielseitige Design der Maschine erhöht ihre Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Märkte. Durch den Austausch der Werkzeuge und die Anpassung der Einstellungen kann sie Filterpapier mit einer Dicke von nur 0,1 mm stanzen (wie z. B. Kaffeefilterpapier oder Laborfilterpapier), aber auch 3 mm dicke Buchumschläge verarbeiten und diverse Karten präzise schneiden. Dies bedeutet, dass eine Maschine vielfältige Aufgaben bewältigt, wodurch die Auslastungsrate der Ausrüstung sowie die Rendite für produzierende Unternehmen deutlich gesteigert wird. Während des Abnahmeprozesses errichtet das integrierte Online-Inspektionssystem ein Echtzeit-Qualitätskontrollnetzwerk. Die hochauflösende Industriekamera macht Fotos jeder fertigen Karte, und der künstliche Intelligenz-Algorithmus erkennt automatisch Fehler wie Grate an den Kanten, Maßabweichungen oder Nicht-Einhaltung der Flachheit mit einer Genauigkeit von bis zu 99,9 %. Die automatische Sortierungsfunktion leitet nicht konforme Produkte in Echtzeit in einen separaten Materialbehälter um und sortiert oder sammelt zugelassene Produkte gemäß voreingestelltem Plan, um sicherzustellen, dass die an Kunden gelieferten Produkte den Annahmekriterien entsprechen. Die integrierte kundenspezifische Lösung der Stanzmaschine ermöglicht es, Werkzeuggrößen, Druckparameter und Prüfstandards schnell auszutauschen und so die Qualitätsanforderungen verschiedener Weltmärkte zu erfüllen. Beispielsweise verlangen einige europäische Länder eine Kartendicke von 0,8 mm ± 0,05 mm. Dank des modularen Designs kann die Maschine innerhalb von 48 Stunden umgerüstet werden.
Kurz gesagt, die mit einem Durchmesser von mehr als 20 cm3 verfügt über ein ganzheitliches Qualitätssicherungssystem für Karten durch vier Systeme: präzise Zuführungskontrolle, optimierte Formanpassung, stabile Druckführung und intelligente Verarbeitung von Endprodukten. Stanzmaschinen, die in Shenzhen hergestellt werden, weisen weiterhin die Hauptvorteile ausgereifter Technologie, Langlebigkeit und hohem Grad an Anpassungsfähigkeit auf. Mit neuen Funktionen wie dem 7,5-kW-Servosystem, der AI-Onlinedetektion und der Verknüpfung des Heißprägeprozesses wurden die Produktionsqualität und -effizienz auf ein höheres Niveau gehoben, wodurch das Produkt im weltweiten Markt stark wettbewerbsfähig ist. Aus Sicht des Branchentrends werden Kartenprodukte zunehmend leichter, dünner und multifunktionaler, während Stanzmaschinen immer präziser (Positionsfehler weniger als 0,05 mm), schneller (Produktivitätssteigerung um 50 %) und intelligenter (vollständig ohne menschliche Eingriffe im gesamten Prozess) werden. Dies bedeutet ebenfalls, dass Hersteller bei der Auswahl der Ausrüstung vorsichtiger sein müssen. Bei der Auswahl von Stanzgeräten sollten Kartenhersteller ihre eigenen Produkttypen (z. B. Smartcards, bei denen die Flachheit besonders kontrolliert werden muss, oder Spielkarten, bei denen die Kantenglättung und Textur im Vordergrund stehen), die Produktionskapazität (z. B. großvolumige Serienfertigung, bei der Haltbarkeit und Dauerbetrieb im Fokus stehen, oder Kleinserienanfertigung, bei der Flexibilität und Effizienz beim Modellwechsel entscheidend sind) sowie die Normvorgaben des Zielmarktes berücksichtigen. Ausrüstung sollte anpassbar und aufrüstbar sein.
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