In BlechbearbeitungSchneiden bezeichnet das Aufspalten eines einzelnen Metallblechs in zwei oder mehr Teile. Es umfasst aber auch das Entfernen unerwünschter Teile von einem Blech mittels Scherkraft, Hitze oder einer anderen Energieform. Der Schneidprozess erfordert hohen Druck an der Schnittstelle, wodurch das Blech im vorgesehenen Bereich gebrochen und die gewünschte Form erzeugt wird. Benötigt werden ein Werkstück, ein Schneidwerkzeug, eine Werkstückspannung, ein Bearbeitungswerkzeug und Kühlschmierstoff.
Beim Blechschneiden gibt es verschiedene Ansätze. Schauen wir uns diese im Detail an.
Scherenschneiden
Scherschneidverfahren basieren auf dem Prinzip, eine Scherkraft anzuwenden, die über die maximale Scherfestigkeit des Materials hinausgeht, um an der vorgesehenen Stelle zu schneiden.
1. Sägen
Beim Sägen werden große Metallplatten mithilfe der Sägeblattbewegung in kleinere Stücke geschnitten. Die Bewegung des Sägeblatts variiert je nach Sägetyp. Beispielsweise schneiden Bügelsägen das Blech mit einer hin- und hergehenden Bewegung, während Kreissägen ein rotierendes Sägeblatt verwenden. Die Zähne des Sägeblatts erzeugen dabei den Schnittspalt.
2. Stanzen
Blechstanzvorgang
Lochung ist eine einfache Möglichkeit, Bleche zu schneiden. Mit einer Stanzmaschine werden relativ kleine Teile unterschiedlicher Form hergestellt. Dabei kommt eine Stanzpresse zum Einsatz, die eine Kraft auf das in der Stanzmatrize eingelegte Blech ausübt, um das Teil in die gewünschte Form zu bringen.
Basierend auf der ausgestanzten Geometrie gibt es verschiedene Stanzverfahren wie Einstechen, Stechen, Ausklinken, Nibbeln und Perforieren.
| Stanztyp | Beschreibung |
| Piercings | Durch Stanzen entsteht ein Schlitz oder ein einzelnes Loch. Dabei werden Blechumformungs- (Extrusions-) und Schneidtechniken kombiniert, wodurch der Verschnitt minimiert wird. |
| Stech | Mit einem einzigen Druck auf die Stanzpresse werden Elemente wie Lamellen, Laschen und Lüftungsschlitze hergestellt. |
| Einkerben | Das Ausklinken umfasst eine Reihe von Stanzvorgängen, bei denen verschiedene Bereiche des Blechs entfernt werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Es eignet sich nur für die meisten Kanten und Biegepositionen. |
| Halbkerb | Die Halbkerbung betrifft nicht nur Kanten und Biegepositionen, sondern gilt auch für komplexere Geometrien. |
| Schlitzen | Mithilfe des Stanzkonzepts entsteht ein rechteckiger Schlitz im Blech. |
| Nibbeln | Beim Nibbeln werden zwei oder mehr überlappende Stempel kombiniert, wodurch unterschiedliche Geometrien entstehen. |
| Perforieren | Beim Perforieren entstehen mehrere kleine Löcher mit einem kleinen Spalt dazwischen. |
3. Räumen
Räumen ist ein Standardverfahren zur Blechbearbeitung, bei dem ein Werkzeug mit Zähnen (Räumnadel) Material vom Blech abträgt, um die gewünschte Form zu erzielen. Selbst bei komplexen Lochformen lassen sich damit große Stückzahlen identischer Teile aus Blech herstellen. Beim Durchziehen der Räumnadel entlang der Schnittposition tragen die ersten Zähne das Material von der Oberfläche ab, während die übrigen Zähne tiefer in das Blech eindringen und den Feinschnitt ausführen.
Räumvorgang
Das Räumvorgang wird in zwei Typen eingeteilt: linear und rotatorisch.
| Lineares Räumen | Das Werkzeug bewegt sich linear gegen das Blech. Es ist auf die Erstellung einer 2D-extrudierten Form beschränkt. |
| Rotatorisches Räumen | Das Räumwerkzeug bewegt sich rotatorisch gegen das Werkstück und erzeugt achsensymmetrische Formen. Es kann spiralförmige und gerade Splines, unregelmäßige Profile, Gewehrläufe und vieles mehr erstellen. |
4. Ausblenden
Blechverkleidung
Das Austastung Das Stanzen ist dem Lochen sehr ähnlich; beide Techniken werden mit der Stanzpresse durchgeführt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das ausgestanzte Teil das gewünschte Bauteil in der erforderlichen Form (auch Rohling genannt) ist, während der Rest Abfall ist. Beim Lochen hingegen ist das ausgestanzte Teil Abfall. Es entsteht Materialverlust während des Prozesses, der durch das Verschachteln der Rohlinge minimiert werden kann. Aluminium, Messing, Bronze, Baustahl und Edelstahl sind die am häufigsten verwendeten Materialien zum Stanzen. (RSShaikh, 2015).
Es handelt sich um eine relativ einfache Methode zum Blechschneiden, bei der lediglich das Blech der Stanzmaschine zugeführt werden muss. Stanzpressen können so modifiziert werden, dass sie präzise Produktionsspezifikationen erfüllen, wodurch sie sich hervorragend für die Fertigung in großem Maßstab mit gleichbleibenden Maßen eignen. Es kann für Flugzeugwaschanlagen, Zahnräder, Autoteile und eine Vielzahl anderer Anwendungen verwendet werden.
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- Stanzen mit Schneiden
Dabei werden die Schneidkanten während des Stanzvorgangs abgeschert, wobei der gewünschte Schnitt durch einen Riss in der feststehenden Schneidkante erzeugt wird. Dieses Verfahren erforderte äußerste Sorgfalt, die korrekte Werkzeugeinstellung und qualifizierte Bediener.
5. Schneiden
Schlitzprinzip
Aufschlitzen ist der Prozess des Schneidens von Blechen mit gegenläufigen Kreismessern. Es wird zum Schneiden von Blechen sowohl in linearen als auch in gebogenen Mustern verwendet. Wenn das Blech die beiden gegenüberliegenden Kreismesser passiert, übt das Blech die Druckkraft des Messers aus, was zum Schnitt führt.
Scherfreies Schneiden
Anstelle von Scherkraft scherfreie Schneidtechniken Wenden Sie an der Schnittposition starke Hitze, Druck oder Strahlmittel an.
1. Laserschneiden
Laserschneidbetrieb
Das Schneiden von Blechen mit einem hochintensiven Laserstrahl ist bekannt als Laser schneiden. Mit Hilfe intensiver Hitze trifft der Laserstrahl auf die Schnittposition und trennt das Werkstück. Es können Dicken bis zu 10 mm verarbeitet werden.
Die Bearbeitung mit herkömmlichen Werkzeugen kann schneller und genauer sein. Laserschneidverfahren lösen dieses Problem. Daher ist es eine effiziente Lösung, wenn Hersteller schnelle und präzise Blechzuschnitte benötigen.
Arten des Laserschneidens
Im Wesentlichen gibt es drei Arten von Laserschneidtechniken: Glasfaser-, CO2- und Kristalllaser.
| Glasfaserkunststoff | Das Faserlaserschneiden ist die energieeffizienteste Technik zur Vergrößerung von Basislasern unter Verwendung von Glasfasern. Es ist unglaublich effizient, dünne Bleche in kurzer Zeit zu schneiden. Es ist auch zum Schneiden reflektierender Materialien anwendbar. Dieser Ansatz eignet sich zum Schneiden von Metallen, beschichteten Metallen und Polymeren. |
| Co2 | CO2-Laser ist eine kostengünstige und effiziente Technologie, die hauptsächlich eine Strahlmischung aus Kohlendioxid, inertem gasförmigem Helium und Stickstoff verwendet. Es kann dickere Materialien durchdringen als Faserschneider. Beispiele hierfür sind Holz, Glas, Papier, Stoffe, Leder und Acryl. |
| Kristall | Aufgrund ihrer kürzeren Wellenlänge können sie harte Materialien schneiden, die mit CO2-Lasern nicht möglich sind, wie z. B. Keramik, beschichtete Materialien und gehärteter Stahl. |
2. Wasserstrahlschneiden
Wasserstrahlschneidevorgang
Wasserstrahlschneiden ist die Technik, bei der mit einem Hochdruck-Wasserstrahl eine winzige Linie im Rohmaterial entfernt wird. Der Wasserstrahl erodiert die exakte Position des Werkstücks und trennt es in zwei Hälften. Es basiert auf der Idee der Wassererosion. Der Materialabtrag erfolgt, wenn ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit die Oberfläche berührt.
Zum Schneiden weicherer Materialien eignet sich ein reiner Wasserstrahl, zum Schneiden steiferer Materialien werden jedoch abrasive Partikel mit dem Wasser kombiniert. Der Zweck abrasiver Partikel besteht darin, die Schneidfähigkeit des Wasserstrahls zu verbessern.
3. Plasmaschneiden
Plasmaschneiden ist der Prozess des Schneidens von Blechwerkstücken mit einem ionisierten Gasstrahl (bekannt als Plasma). Es schmilzt das Blech in der Schnittposition auf, wodurch die gewünschte Schnittform entsteht. Argon und Stickstoff sind die am häufigsten in Plasmaschneidprozessen verwendeten Gase.
Plasmaschneidverfahren
Die elektrische Energie erhitzt das Gas, wodurch es ionisiert und in Plasma umgewandelt wird, das mit einer Düse auf die Schneidstelle gerichtet wird und das Blech schmilzt, gefolgt vom Wegblasen des geschmolzenen Abschnitts.
Mechanismus des Blechschneidens mit Matrizen
Das Schneiden von Blech mit einer Matrize beginnt mit der Zuführung des Blechs in die untere Komponente des Aufbaus, die sogenannte Matrize. Der obere Teil wird als Stanzmatrize bezeichnet.
- Wenn die Kraft durch die Stanzmatrize ausgeübt wird, bewegt sie sich auf das Werkstückblech zu und stellt Kontakt her. An der Schneidstelle kommt es zu plastischer Verformung, sobald Blech und Stanzpresse in Kontakt kommen
- Nach der plastischen Verformung dringt die Stanzpresse in das Werkstückblech ein (Wang, 2018). Während der Eindringphase findet im Brünierbereich eine Rissausbreitung statt
- Abschließend verlässt die Stanzpresse die ausgestanzten Teile und kehrt in ihre Ausgangsposition zurück.
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Einige spezielle Schneidverfahren
1. Besatz
Das Entfernen von Material von den Kanten und Rändern des Arbeitsblatts ist eine wesentliche Aufgabe vor Beginn eines Fertigungsprojekts, und der Beschnittprozess erledigt diese Aufgabe effektiv.
Beschneiden erfolgt vor dem Bördeln oder Biegen an den Blechteilen. Es entfernt Grate und Späne von einem Werkstück, sodass die Schnittfläche glatt bleibt und bei nachfolgenden Fertigungsschritten leicht zu bearbeiten ist.
2. Entgraten
Entgraten ist dem Trimmvorgang ziemlich ähnlich. Es entfernt das überschüssige Material an der Schnittstelle des Blechteils. Der einzige Unterschied besteht darin, dass beim Beschneiden Schneidwerkzeuge zum Einsatz kommen, während beim Entgraten Bürsten oder kleine Handwerkzeuge zum Einsatz kommen. Es entfernt kleine Grate und Späne und sorgt so für glatte Kanten.
In der praktischen Fertigung spielen Besäumen und Entgraten eine entscheidende Rolle beim Entfernen von Graten und Bearbeitungsrückständen. Diese überschüssigen Materialien sind typische Herstellungsfehler. Weitere Informationen zu diesen Arten von Mängeln finden Sie in diesem Artikel:
Beeinflussende Faktoren
Mehrere Bearbeitungsvariablen, Betriebsbedingungen und externe Faktoren beeinflussen den Blechschneidprozess. Einige der wichtigsten Faktoren sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
| Einflussfaktoren | Variablen | Beschreibung |
| Bearbeitungsvariablen | Zu den Variablen bei der Bearbeitung gehören Energie, aufgebrachte Kraft, Temperatur, Werkzeugstandzeit und Spanbildung. |
Hohe Energie beschleunigt den Schneidprozess. Übermäßige Temperatur beeinträchtigt die Maßgleichmäßigkeit der Schnittposition. Eine kontinuierliche Spanbildung trägt zu einer ausgezeichneten Oberflächengüte bei, Unregelmäßigkeiten in der Spanbildung begünstigen jedoch Vibrationen und führen zu einer schlechten Oberflächengüte. |
| Betriebsvariablen | Kühlschmierstoffe, Werkzeugbedingungen |
Ein Mangel an Kühlschmierstoffen führt während des Schneidprozesses zu übermäßiger Hitze, Vibrationen und Reibung. Das Werkzeug unterliegt Verschleißerscheinungen, was die Effizienz, die Oberflächenqualität und die Zykluszeit verringert. Die Betriebsvariablen beeinflussen auch die Maßgenauigkeit, die Schnittgeschwindigkeit und den Energieverbrauch. |
| Externe Variablen | Das Geschick des Bedieners, die Komplexität der Konstruktion und die Eigenschaften des Blechs |
Die Bearbeitbarkeit des Materials beeinflusst Toleranzen, Werkzeuglebensdauer, Maßhaltigkeit und Produktionszykluszeit. Komplexe Konstruktionen benötigen mehr Zeit für die Bearbeitung, erfordern qualifizierte Bediener und es ist schwierig, enge Toleranzen einzuhalten. |
Fazit
Das Blechschneiden ist ein grundlegender Schritt in der Blechbearbeitung. Dabei werden Blechstücke geteilt und durch Schneiden im vorgesehenen Bereich die gewünschten Formen erzeugt. Jedes Blechbearbeitungsprojekt beginnt mit dem Zuschneiden des Blechs auf die benötigten Größen und Formen. Daher sind sorgfältige Planung, Analyse und Ausführung unerlässlich, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
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Häufig gestellte Fragen
Was sind einige Beispiele für Blechschneideprozesse?
Die häufigsten Blechschneidverfahren sind Stanzen, Stanzen, Schlitzen, Sägen, Laserschneiden und Wasserstrahlschneiden. Welcher Typ für Ihr Projekt geeignet ist, hängt jedoch von der Spezifikation und der gewünschten Genauigkeit ab.
Welche Faktoren beeinflussen den Blechschneidprozess?
Einwirkende Energie, Temperaturschwankungen, Werkzeuglebensdauer, Spanbildung, Schneidflüssigkeiten, Werkzeugbedingungen, Bedienerfähigkeiten, die Komplexität des Designs und die Qualität des Blechmaterials sind allesamt Einflussfaktoren beim Blechschneiden.
Wie dick kann ein Wasserstrahl schneiden?
Mit dem Wasserstrahlschneidverfahren können Materialien mit einer Dicke von bis zu 300 mm geschnitten werden. Bei weicheren Materialien beträgt sie jedoch 400 mm.
Was ist der Unterschied zwischen Laser- und Plasmaschneiden?
Obwohl beide Methoden Hitze zum Schneiden des Werkstücks verwenden, besteht der Unterschied darin, dass beim Plasmaschneiden ionisiertes Gas und beim Laserschneiden ein hochkonzentrierter Photonenstrahl zum Einsatz kommt.
Ich fand es umfassend. Können Sie bitte einige Beispiele geben, wie Sie mit Toleranz und Kantenqualität umgehen?
Hallo, Akihito. Danke für Ihr Interesse! Wir verwenden moderne Laserschneid- und Schertechniken, die enge Toleranzen und eine hervorragende Kantenqualität bei Materialien wie Edelstahl und Aluminium gewährleisten. Sie können uns hier eine Nachricht zu Ihren spezifischen Anforderungen hinterlassen: https://proleantech.com/contact-us/