Ein ultimativer Leitfaden zur Blechumformung

„In der modernen Blechfertigung steigt die Nachfrage nach Leichtbauteilen aus Metall. Auf diese Weise gilt die Blechumformung als effizient und wirtschaftlich und ermöglicht die Herstellung von Leichtbauteilen, die den modernen Fertigungsanforderungen gerecht werden.“

Blechumformung ist ein flexibler Metallverformungsprozess, um dünne Metallbleche in die gewünschte Form zu bringen. Das Verfahren ist relativ kostengünstig und ideal für große Teilemengen. Es nutzt mehrere Ansätze wie Biegen, Hydroformen, Strecken, Stanzen und Tiefziehen, um anspruchsvolle Teile mit hoher Präzision herzustellen. 

Von Getränkedosen bis hin zu Flugzeugkomponenten ist die Blechumformung ein integraler Bestandteil der Teilefertigung. Darüber hinaus entstehen daraus leichte und dennoch stabile Komponenten für verschiedene Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Elektroindustrien. 

Lesen Sie weiter, denn dieser Artikel beleuchtet die technischen Gedanken zur Blechumformung sowie deren Verfahren und industrielle Anwendungen. Darüber hinaus bringt es die wichtigsten Vorteile, Nachteile und vieles mehr mit sich. 

Was ist Blechumformung?

Blechumformung

In Blechbearbeitung, Das Umformen von Blechen ist, wie der Name schon sagt, ein Zwillingsverfahren zur Herstellung dünner Metallbleche oder -spulen für die Leichtbauteilefertigung. Die so hergestellten Teile zeichnen sich durch relativ hohe Festigkeit und Formbarkeit aus. Im Vergleich zu anderen konventionellen Blechbearbeitungsverfahren ist das Umformen von Blechen kostengünstiger. 

Verschiedene Metalle wie Aluminium, Kupfer, Messing und Stahl lassen sich durch Blechumformung verarbeiten. Darüber hinaus können mit diesem Verfahren Teile von wenigen hundert Gramm bis hin zu mehreren Tonnen in kürzester Zeit hergestellt werden. Aus diesem Grund wird es auch beispielhaft veranschaulicht durch schnelle BlechfertigungDie optimale Dicke von Metallblechen, dünnen Blättern oder Spulen für den Blechumformprozess beträgt bis zu 0.6 mm bis 6.43 mm.

Arbeitsmechanismus der Blechumformung

Die Blechumformung umfasst verschiedene Verfahren wie Biegen, Drücken, Ziehen, Strecken und AbkantpressenformenIn den meisten Fällen wird das Blech durch Pressen zwischen einer Matrize und einem Werkzeug geformt. Hier eine vereinfachte Darstellung des Blechumformprozesses:

• Zunächst wird aus dem Lagerbestand für einzelne Zuschnitte ein gewünschtes Blech herausgeschnitten. Die für diesen Prozess am häufigsten verwendeten Metalle sind Aluminium, Stahl, Kupfer und deren Legierungen. Die optimale Blechdicke variiert von Metall zu Metall. In den meisten Fällen beträgt die Dicke der für den Aushärtungsprozess verwendeten Platte bis zu 6 mm. 
• Dann kommt die Einrichtung. Der gewünschte Formrohling wird in Umformmaschinen zwischen die Werkzeuge gelegt.
• Denn die Kraft wird über einen elektronisch gesteuerten CNC-Stanzer aufgebracht. Dadurch wird das Metall in die gewünschte Form gebracht. 
• Einer der Hauptvorteile besteht darin, dass Sie mehrere Rohlinge gleichzeitig formen können. Dies bedeutet, dass das Verfahren äußerst wirtschaftlich ist, wenn Teile in Massenform hergestellt werden müssen.

Unterschied zwischen heißer und kalter Metallumformung

Beide Prozesse werden austauschbar mit unterschiedlichen Bedingungen und Parametern verwendet. Lassen Sie uns ihre Unterschiede auf einer tieferen Ebene herausfinden.

Table: Heiße vs. kalte Metallumformung

Gängige Techniken für Blechumformprozesse

Die Blechumformung umfasst verschiedene gängige Verfahren zum Umformen von Blechen in gewünschte Formen. Diese sind;

• Eisschießen
• Beugung
• Bügeln
• Laserschneiden
• Hydroforming
• Lochung

Eisschießen

Metallblech-Curling

Das Curling ist, wie der Name schon sagt, ein Metallumformverfahren, bei dem hohle oder kreisförmige Rollen in Blech eingebracht werden. Das Hauptziel des Curlings besteht darin, Metalloberflächen gratfrei und dauerhaft zu machen. Vereinfacht ausgedrückt hilft es dabei, die bei der Blechumformung entstehenden Kanten zu entgraten. Die Kompatibilität von Metall hängt von den Duktilitäts- und Formbarkeitseigenschaften ab. Dabei werden die Metallbleche in handelsübliche Walzmaschinen eingelegt und mit einem feinen Stempel in die gewünschte Form gebogen. Das Einrollen wird bevorzugt, um Kanten in Platten, Zierleisten oder Gehäusen herzustellen. Das Curling dient in erster Linie dazu, feine Kanten zu formen und den Metallteilen Steifigkeit und Sicherheit zu verleihen. 

Beugung

Blechbiegen

Das Biegen dient hauptsächlich dazu, gebogene Formen entlang der Achse von Blechen zu erzeugen. Typischerweise werden Abkantpressen eingesetzt, um die gewünschten Formen und Biegungen zu erzeugen. Die Vorrichtung wird entsprechend der gewünschten Form und den Winkeln eingestellt. Anschließend stanzt eine Punktpresse das Blech, wodurch dieses die Form einer darunter liegenden Matrize annimmt.

Biegen wird häufig zur Herstellung von Automobilteilen, Gehäusen und Halbleiterbauelementen eingesetzt. Blechbiegen wird aufgrund der geringen Werkzeuganforderungen oft angewendet. Darüber hinaus ist es ein vergleichsweise kostengünstiges und effizienteres Verfahren als andere konventionelle Verfahren.

Lochung

Blechstanzen

Blechstanzen ist ein zuverlässiges Umformverfahren zum relativ einfachen Schneiden von Konturen in Bleche. Das Blech wird zwischen Matrize und Stempel positioniert. Die Matrize hält das Blech zentral und der Stempel drückt entlang der Achse, um das Blech in die gewünschten Formen und Löcher zu schneiden. Es wird häufig zum Formen von Halterungen, Paneelen und Gehäusen verwendet. Die hohe Geschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit sind herausragende Aspekte beim Blechstanzen. Im Gegensatz zu einschränkenden Aspekten sind für die kundenspezifische Herstellung von Teilen in der Regel umfangreiche Werkzeuge erforderlich.

Laserschneiden

Laserschneiden von Blechen

Eine weitere vielseitige Technik der Blechumformung ist das Laserschneiden. Durch die Integration der computergestützten numerischen Steuerung in die Bearbeitung bietet es mehr Kontrolle. Beim Laserschneiden wird mit einem Hochleistungslaser geschnitten, um die erforderliche Geometrie zu formen. Es ist relativ schneller und deutlich effizienter als andere Umformmethoden. Das Biegen von Blechen erfordert jedoch möglicherweise mehr Fachwissen, da eine computergestützte Steuerung zum Formen optimal geformter Oberflächen verwendet wird. Einer der großen Vorteile besteht darin, dass beim Laserschneiden kein Materialabfall entsteht und oft nur eine minimale Nachbearbeitung erforderlich ist. Der einzige Nachteil des Laserschneidens besteht darin, dass es eine höhere Anfangsinvestition erfordert.

Hydroforming

Hydroforming

Allerdings erfordert der oben genannte Prozess eine Art externe mechanische Kraft, um Teile herzustellen. Im Gegensatz dazu handelt es sich beim Hydroforming-Verfahren um ein anderes Verfahren, bei dem ein hoher hydraulischer Druck zur Formung komplexer Konstruktionsteile genutzt wird. Im Betrieb wird ein Metallblech über die gewünschte Formdüse gelegt. Anschließend wird Hochdruckflüssigkeit auf das entsprechende Blech aufgebracht und so in das gewünschte Design gebracht. 

Hydroforming ist vielseitiger, da es eine breite Palette von Metallen formen kann, darunter Aluminium, Edelstahl, Eisen, verzinkter Stahl und Kupfer. Blech-HydroformingBei diesem Verfahren werden mithilfe von unter hohem Druck stehenden Fluiden komplexe Bauteile mit dünnen Wänden und glatten Oberflächen geformt. Es findet breite Anwendung in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Medizintechnik zur Herstellung von Innen- und Außenkomponenten.

Bügeln

Bügeln dient, wie der Begriff schon sagt, zur Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit des Blechs und Dickengleichmäßigkeit. Dabei werden mehrere Matrizen verwendet, um das Blech durch Stanzen zu bearbeiten und den Abstand ohne Verformungen oder Fehler zu verringern. Das Abstreckverfahren wird beispielsweise zum Formen von Getränkedosen verwendet, wobei Aluminiumbleche in diesem Zusammenhang verwendet werden. 

Die durch das Bügeln erzeugte Biegung weist eine hohe Maßhaltigkeit und gleichmäßige Dicke auf. Aluminium, Stahl und Kupfer sind aufgrund ihrer hohen Duktilität und Formbarkeit geeignete Metalle für den Streckprozess. Ungeachtet der hohen Genauigkeit ist das Bügeln für feine Oberflächen nur begrenzt möglich. Stattdessen ist es auf Teile beschränkt, die scharfe Ecken oder Kanten erfordern. Darüber hinaus sind für die Erstbestückung vergleichsweise höhere Kosten erforderlich als bei anderen Blechumformverfahren.

Tiefziehen

Tiefziehkomponenten

Wenn es um die Formung hohler und zylindrischer Formen geht, gilt das Tiefziehen als unverzichtbare Option. Dabei werden üblicherweise Metalle wie Aluminium, Edelstahl und Messing verwendet. ähnlich zu Biegen von AluminiumblechenBeim Tiefziehen wird das Metallblech über Matrizen gelegt und anschließend durch Stanzen gepresst, um die gewünschte Teilegeometrie zu formen. Der Hauptvorteil des Tiefziehens in Ihrem Projekt besteht darin, dass die Blechdicke dadurch nicht verringert wird. Häufige Beispiele sind: Behälter, Autoteile, Getränkedosen, Autoteile und Gehäuse. Tiefziehen eignet sich für Metalle mit hoher Duktilität und Formbarkeit. Beispielsweise sind Aluminium, Eisen, verzinkter Stahl und Messing häufig kompatible Kandidaten für das Tiefziehen von Blechen.

Scheren

Blechscheren 

In der Fachsprache bedeutet Scheren Schneiden. Beim Scheren wird das Metall entlang einer gekrümmten Linie abgeschnitten. Eine Schermaschine verfügt über zwei scharfe Klingen, die gleiten, um das gewünschte Blech herauszureißen. Das Blech wird auf eine Matrize gelegt und das Obermesser der Schermaschine drückt das Blech darunter, um einen Schnitt zu formen. Das Scheren ist vergleichsweise schnell und bei großen Produktionsmengen wirtschaftlicher. Darüber hinaus entsteht beim Betrieb nur minimaler Abfall. Ein limitierender Aspekt bei diesem Verfahren besteht darin, dass es bei dickeren Metallblechen zu Gratbildung und Verformungen kommen kann. 

Bezüglich: Acht gängige Blechbearbeitungstechniken

Vorteile der Blechumformung

Bei der Blechbearbeitung bietet die Blechumformung mehrere Vorteile. Nachfolgend sind einige der allgemeinen Vorteile aufgeführt;

• Die Blechumformung ist im Vergleich zum Metallschmieden ein wirtschaftliches Verfahren für die Massenproduktion von Teilen. Druckguss Prozesse.
• Es ermöglicht die Verwendung einer breiten Palette von Metalloptionen wie Aluminium, Werkzeugstahl und verzinktem Stahl.
• Da die Blechumformung schnell erfolgt und während des Prozesses nur minimaler Abfall entsteht. Es eignet sich perfekt für die Erstellung komplexer Blechprototypen.
• Durch die Blechumformung entstehen robuste, langlebige und leichte Teile.
• Die Blechumformung führt häufig zu glatten und sauberen Kanten bei minimalem Risiko einer Teileverformung.
• Die Integration von CNC-Softwarekonstruktionen und -steuerung ermöglicht präzise und genaue Schneid-, Biege- und Umformvorgänge.
• Das Spektrum der Blechumformverfahren ist vielfältig. Sie können entsprechend Ihren Teilespezifikationen aus verschiedenen Techniken eine kompatible auswählen.
• Die Blechumformung eignet sich ideal zur Herstellung kleiner Serien komplex geformter Teile. PrototypenDarüber hinaus ist die Vorlaufzeit im Vergleich zu anderen herkömmlichen Verfahren relativ kürzer.

Nachteile der Blechumformung

Lassen Sie uns einige Nachteile des Prozesses besprechen. 

• Werkzeuge und Matrizen werden häufig in der Fertigung eingesetzt. Obwohl sie zu den Grundlagen der Blechumformung gehören, sind sie oft mit höheren Anfangsinvestitionen verbunden. 
• Ein weiterer einschränkender Aspekt besteht darin, dass die Blechumformung möglicherweise nicht für die Erstellung extrem komplexer Feature-Designs geeignet ist.
• Bei der Blechumformung entstehen oft bearbeitete Teile mit scharfen Kanten. Um Beschädigungen oder Verletzungen der Maschinenbediener zu vermeiden, werden Fasen und Anfasungen eingesetzt, was die Projektkosten erheblich erhöht. Diese Bearbeitung ist zwar optional, aber aus Sicherheits- und Qualitätsgründen unerlässlich.
• Der Blechumformprozess ist einigermaßen arbeitsintensiv.
• Irgendwie sind auch Dickenbeschränkungen mit den Blechumformprozessen verbunden.

Kompatible Metalle für die Blechumformung

Es gibt mehrere Standardmetalle, die für den Blechumformprozess geeignet sind. Die Auswahlkriterien hängen normalerweise von der Formbarkeit und Duktilität des Materials ab. Zu den unedlen Metallen gehören;

• Aluminium
• Edelstahl
• Verzinkter Stahl
• Kupfer
• Stahl

Aluminiumumformung

Das geringe Gewicht und die hohe Festigkeit von Aluminium machen es zum idealen Werkstoff für die Blechumformung. Aluminiumblech-Umformteile finden breite Anwendung in der Getränkeindustrie, insbesondere bei Getränkedosen, Gehäusen, Flugzeugverkleidungen und Automobilteilen. 

Umformung von Edelstahl

Edelstahl wird aus mehreren Gründen sehr geschätzt. Er zeichnet sich durch extreme thermische und Korrosionsbeständigkeit aus. Darüber hinaus macht ihn seine hohe Umformbarkeit zu einer unverzichtbaren Legierung für die Medizin- und Lebensmittelindustrie. 

Verzinkter Stahl

Ein weiteres langlebiges und rostbeständiges Metall. Verzinkter Stahl findet breite Anwendung in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik sowie in Kälte- und Klimasystemen. Dank seiner hohen Formbarkeit und Festigkeit lässt er sich leicht verarbeiten.

Kupferumformung

Kupfer ist das wohl bekannteste Metall. Es zählt zu den formbaren und leitfähigen Metallen und lässt sich hervorragend umformen. Daher findet Kupfer breite Anwendung in der Blechverarbeitung. Es wird auch in der Energieübertragung und bei Sanitärarmaturen eingesetzt. 

Stahl

Stahl und seine Legierungen sind im Vergleich zu anderen Metallen kostengünstig. Es gibt verschiedene Stahlsorten für Umformanwendungen. Gängige Beispiele sind warmgewalzter Stahl, kaltgewalzter Stahl und Werkzeugstahl. Unter diesen Stahlsorten ist warmgewalzter Stahl aufgrund seiner hohen Festigkeit am weitesten verbreitet. BearbeitbarkeitDarüber hinaus ist diese Stahlsorte besonders für große Stückzahlen geeignet, wenn die Kosten in Ihrem Projekt eine entscheidende Rolle spielen. Kaltgewalzter Stahl hingegen erfordert vergleichsweise mehr Umformschritte, um das gewünschte Bauteil herzustellen. Er findet außerdem Anwendung in Haushaltsgeräten und Strukturbauteilen für die Luft- und Raumfahrt.

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• Blechbearbeitung für kundenspezifische Produkte: Wie Sie Ihr Design zum Leben erwecken können
• Maximierung der Effizienz beim Blechstanzen: Wichtige Tipps für genaue und präzise Ergebnisse

Summieren

Die Blechumformung ist ein praktisches Verfahren zur Herstellung langlebiger Metallteile in großen Stückzahlen mit hoher Maßgenauigkeit und minimaler Nachbearbeitung. Die Wahl des geeigneten Umformverfahrens hängt vom Material, der Teilegeometrie und den Produktionsanforderungen ab.

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Häufig gestellte Fragen

Q1. Ist es ein teurer Prozess?

Nein, relativ gesehen ist die Blechumformung ein kostengünstiger und praktischer Herstellungsprozess. Es ist ideal für große Mengen an Produktionsteilen.

Q2. Welcher Prozess kostet mehr? Blechstanzen oder Blechbearbeitung?

Die Metallherstellung ist besonders arbeitsintensiv und erfordert im Vergleich zum Blechstanzen in der Regel mehr Zeit für die Teileerstellung. Daher, Kosten für Metallstanzen weniger, da es sich um einen unkomplizierten Prozess handelt, der nur minimale Bedienerkenntnisse erfordert. 

Q3. Welche alternativen Verfahren gibt es zur Blechumformung?

Während, Spritzgießen, 3D-Druck und Spritzguss gelten als Alternativen zur Blechumformung.

Q4. Kann die Blechumformung komplexe Prototypen formen?

Ja, Umformtechniken wie Biegen, Hydroforming und Tiefziehen werden zur Herstellung komplex geformter Prototypen eingesetzt. 

F5. Was sind die häufigsten Probleme bei der Blechumformung?

Zu den häufigsten Problemen, mit denen Produkthersteller bei der Metallumformung konfrontiert sind, gehören: Rückfederung, Materialausdünnung, Biegeinterferenzen, Verformung und Faltenbildung. 

Ressource

Christopher B. Smith, Rajiv S. Mishra, (2014), Grundlagen der Umformbarkeit, Blechumformung: Abgerufen von ScienceDirect.