Blech

BiegungBearbeiten

Die Gleichung zur Abschätzung der maximalen Biegekraft lautet,

F max = k T L t 2 W {\displaystyle F_{\text{max}}=k{\frac {TLt^{2}}{W}}} ,

wobei k ein Faktor ist, der mehrere Parameter einschließlich der Reibung berücksichtigt. T ist die Höchstzugkraft des Metalls. L und t sind die Länge bzw. Dicke des Blechs. Die Variable W ist die offene Breite einer V-Matrize oder eines Abstreifwerkzeugs.

CurlingEdit

Das Curling-Verfahren wird verwendet, um eine Kante an einem Ring zu formen. Dieses Verfahren dient dazu, scharfe Kanten zu entfernen. Es erhöht auch das Trägheitsmoment in der Nähe des eingerollten Endes.Die Bördelung/der Grat sollte von der Matrize weggedreht werden. Es wird verwendet, um ein Material mit einer bestimmten Dicke zu rollen. In der Regel wird Werkzeugstahl verwendet, da die Abnutzung durch den Betrieb zu hoch ist.

DekambolierenBearbeiten

Es ist ein Metallbearbeitungsverfahren, bei dem die Bombierung, also die horizontale Biegung, aus einem bandförmigen Material entfernt wird. Es kann an einem Abschnitt mit endlicher Länge oder an Coils durchgeführt werden. Es ähnelt dem Abflachen des Richtprozesses, aber an einer verformten Kante.

TiefziehenBearbeiten

Das Tiefziehen ist ein Umformverfahren, bei dem das Metall über eine Form oder ein Gesenk gestreckt wird. Beim Tiefziehen beträgt die Tiefe des herzustellenden Teils mehr als die Hälfte seines Durchmessers. Tiefziehen wird für die Herstellung von Kraftstofftanks für Autos, Küchenspülen, zweiteiligen Aluminiumdosen usw. verwendet. Das Tiefziehen erfolgt in der Regel in mehreren Schritten, den sogenannten Ziehreduktionen. Je größer die Tiefe ist, desto mehr Reduzierungen sind erforderlich. Das Tiefziehen kann auch mit weniger Reduktionen erreicht werden, indem das Werkstück erwärmt wird, z. B. bei der Spülenherstellung.

In vielen Fällen wird das Material im Walzwerk in beide Richtungen gewalzt, um das Tiefziehen zu unterstützen. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Kornstruktur, die das Reißen einschränkt und als Material mit „Ziehqualität“ bezeichnet wird.

Streckwalzen

Das Streckziehen ist ein Verfahren, bei dem Schlitze in abwechselnden Mustern geschnitten oder gestanzt werden, ähnlich dem Läuferverband im Mauerwerk, und das Blech dann akkordeonartig aufgespannt wird. Es wird bei Anwendungen eingesetzt, bei denen Luft- und Wasserdurchlässigkeit erwünscht ist, sowie wenn ein geringes Gewicht auf Kosten einer festen, flachen Oberfläche gewünscht wird. Ein ähnlicher Prozess wird bei anderen Materialien wie Papier verwendet, um ein kostengünstiges Verpackungspapier mit besseren Stützeigenschaften als flaches Papier allein herzustellen.

Säumen und SäumenBearbeiten

Säumen ist ein Verfahren, bei dem die Kante eines Blechs auf sich selbst gefaltet wird, um diese Kante zu verstärken. Falzen ist ein Prozess, bei dem zwei Bleche zusammengefaltet werden, um eine Verbindung zu bilden.

HydroformingEdit

Hydroforming ist ein zum Tiefziehen analoges Verfahren, bei dem das Teil durch Strecken der Platine über ein stationäres Werkzeug geformt wird. Die erforderliche Kraft wird durch die direkte Anwendung eines extrem hohen hydrostatischen Drucks auf das Werkstück oder auf eine Blase erzeugt, die in Kontakt mit dem Werkstück steht, und nicht durch den beweglichen Teil eines Werkzeugs in einer mechanischen oder hydraulischen Presse. Im Gegensatz zum Tiefziehen werden beim Hydroforming in der Regel keine Ziehabschläge vorgenommen – das Werkstück wird in einem einzigen Schritt umgeformt.

Inkrementelle BlechumformungBearbeiten

Inkrementelle Blechumformung oder ISF-Umformverfahren ist im Grunde ein Blechbearbeitungs- oder Blechumformverfahren. In diesem Fall wird das Blech durch eine Reihe von Prozessen in die endgültige Form gebracht, wobei in jeder Serie eine kleine inkrementelle Verformung vorgenommen werden kann.

Bügeln

Abstreckziehen ist ein Verfahren der Blechbearbeitung oder Blechumformung. Es dünnt das Werkstück in einem bestimmten Bereich gleichmäßig aus. Dies ist ein sehr nützliches Verfahren. Es wird verwendet, um ein Teil mit gleichmäßiger Wandstärke und einem hohen Höhen-Durchmesser-Verhältnis herzustellen.

LaserschneidenBearbeiten

Bleche können auf verschiedene Arten geschnitten werden, von Handwerkzeugen, die als Blechscheren bezeichnet werden, bis hin zu sehr großen motorisierten Scheren. Mit den Fortschritten in der Technologie hat sich das Blechschneiden dem Computer zugewandt, um präzises Schneiden zu ermöglichen. Viele Blechschneidevorgänge basieren auf dem computergesteuerten (CNC) Laserschneiden oder der CNC-Stanzpresse mit mehreren Werkzeugen.

Beim CNC-Laser wird eine Linsenanordnung, die einen Laserstrahl trägt, über die Oberfläche des Metalls bewegt. Sauerstoff, Stickstoff oder Luft wird durch die gleiche Düse geleitet, aus der der Laserstrahl austritt. Das Metall wird durch den Laserstrahl erhitzt und verbrannt, wodurch das Metallblech geschnitten wird. Die Qualität der Kante kann spiegelglatt sein und eine Präzision von etwa 0,1 mm (0.0039 in) kann erreicht werden. Die Schneidgeschwindigkeit bei dünnen Blechen von 1,2 mm kann bis zu 25 m pro Minute betragen. Die meisten Laserschneidsysteme verwenden eine CO2-basierte Laserquelle mit einer Wellenlänge von etwa 10 µm; einige neuere Systeme verwenden einen YAG-basierten Laser mit einer Wellenlänge von etwa 1 µm.

Photochemische BearbeitungBearbeiten

Die fotochemische Bearbeitung, auch Fotoätzung genannt, ist ein streng kontrollierter Korrosionsprozess, der zur Herstellung komplexer Metallteile aus Blech mit sehr feinen Details verwendet wird. Beim Fotoätzverfahren wird ein lichtempfindliches Polymer auf ein rohes Metallblech aufgebracht. Unter Verwendung von CAD-entworfenen Foto-Werkzeugen als Schablonen wird das Metall mit UV-Licht bestrahlt, um ein Design-Muster zu hinterlassen, das entwickelt und aus dem Blech geätzt wird.

Lochung

Das Perforieren ist ein Schneidverfahren, bei dem mehrere kleine Löcher dicht nebeneinander in ein flaches Werkstück gestanzt werden. Perforiertes Blech wird verwendet, um eine Vielzahl von Oberflächenschneidwerkzeugen herzustellen, wie z.B. die Surform.

Bearbeiten

Dies ist eine Form des Biegens, die verwendet wird, um lange, dünne Blechteile herzustellen. Die Maschine, die das Metall biegt, wird Abkantpresse genannt. Der untere Teil der Presse enthält eine V-förmige Rille, die Matrize genannt wird. Der obere Teil der Presse enthält einen Stempel, der das Blech nach unten in die V-förmige Matrize drückt, wodurch es gebogen wird. Es werden verschiedene Techniken verwendet, aber die gängigste moderne Methode ist das „Luftbiegen“. Hier hat die Matrize einen schärferen Winkel als die benötigte Biegung (typischerweise 85 Grad für eine 90-Grad-Biegung) und das Oberwerkzeug wird in seinem Hub präzise gesteuert, um das Metall um den erforderlichen Betrag nach unten zu drücken, um es um 90 Grad zu biegen. Typischerweise hat eine Allzweckmaschine eine verfügbare Biegekraft von etwa 25 Tonnen pro Meter Länge. Die Öffnungsweite der unteren Matrize beträgt typischerweise das 8- bis 10-fache der Dicke des zu biegenden Metalls (z.B. könnte 5 mm Material in einer 40 mm Matrize gebogen werden). Der Innenradius der im Metall geformten Biegung wird nicht durch den Radius des Oberwerkzeugs, sondern durch die Breite des Unterwerkzeugs bestimmt. Typischerweise ist der Innenradius gleich 1/6 der V-Breite, die im Umformprozess verwendet wird.

Die Presse hat normalerweise eine Art Hinteranschlag, um die Tiefe der Biegung entlang des Werkstücks zu positionieren. Der Hinteranschlag kann computergesteuert sein, um dem Bediener zu ermöglichen, eine Reihe von Biegungen in einem Bauteil mit einem hohen Genauigkeitsgrad durchzuführen. Einfache Maschinen steuern nur den Hinteranschlag, fortschrittlichere Maschinen steuern die Position und den Winkel des Anschlags, seine Höhe und die Position der beiden Referenzzapfen, die zur Lokalisierung des Materials verwendet werden. Die Maschine kann auch die genaue Position und den Druck aufzeichnen, die für jeden Biegevorgang erforderlich sind, damit der Bediener eine perfekte 90-Grad-Biegung über eine Vielzahl von Vorgängen am Teil erreichen kann.

StanzenBearbeiten

Beim Stanzen wird das Blech zwischen einem Stempel und einer Matrize in einer Presse eingelegt. Der Stempel und die Matrize sind aus gehärtetem Stahl und haben die gleiche Form. Der Stempel ist so bemessen, dass er sehr eng in die Matrize passt. Die Presse drückt den Stempel mit genügend Kraft gegen und in die Matrize, um ein Loch in das Material zu schneiden. In manchen Fällen „verschachteln“ sich Stempel und Matrize miteinander, um eine Vertiefung im Material zu erzeugen. Beim Folgeverbundstempeln wird eine Spule des Materials in ein langes Matrizen-/Stempel-Set mit vielen Stufen eingeführt. Mehrere einfach geformte Löcher können in einer Stufe erzeugt werden, aber komplexe Löcher werden in mehreren Stufen erzeugt. In der letzten Stufe wird das Teil vom „Steg“ freigestanzt.

Eine typische CNC-Revolverstanzmaschine hat eine Auswahl von bis zu 60 Werkzeugen in einem „Revolver“, der gedreht werden kann, um jedes Werkzeug in die Stanzposition zu bringen. Eine einfache Form (z. B. ein Quadrat, ein Kreis oder ein Sechseck) wird direkt aus dem Blech geschnitten. Eine komplexe Form kann durch viele quadratische oder runde Schnitte um den Umfang herum ausgeschnitten werden. Eine Stanze ist beim Schneiden zusammengesetzter Formen weniger flexibel als ein Laser, aber schneller bei sich wiederholenden Formen (z. B. das Gitter einer Klimaanlage). Eine CNC-Stanze kann 600 Hübe pro Minute erreichen.

Ein typisches Bauteil (z. B. die Seite eines Computergehäuses) kann entweder mit einer Presse oder einer Laser-CNC-Maschine in weniger als 15 Sekunden mit hoher Präzision aus einem leeren Blech geschnitten werden.

RollformenBearbeiten

Ein kontinuierlicher Biegevorgang zur Herstellung von offenen Profilen oder geschweißten Rohren mit großen Längen oder in großen Stückzahlen.

WalzenBearbeiten

Hauptartikel: Walzen

Walzen ist ein Verfahren der Metallbearbeitung oder Metallumformung. Bei diesem Verfahren wird das Material durch ein oder mehrere Walzenpaare geführt, um die Dicke zu reduzieren. Es wird verwendet, um die Dicke gleichmäßig zu machen. Es wird nach der Temperatur des Walzens klassifiziert:

1. Warmwalzen: Diese Temperatur liegt über der Rekristallisationstemperatur.

2. Kaltwalzen: In dieser Temperatur ist unter Rekristallisationstemperatur.

3. Warmwalzen: In dieser Temperatur verwendet wird, ist in zwischen Warmwalzen und Kaltwalzen.

DrückenBearbeiten

Das Drückwalzen wird zur Herstellung von rohrförmigen (achsensymmetrischen) Teilen verwendet, indem ein Stück Blechmaterial an einer rotierenden Form (Dorn) befestigt wird. Rollen oder starre Werkzeuge drücken das Material gegen die Form und dehnen es, bis das Material die Form der Form annimmt. Das Drehen wird zur Herstellung von Raketenmotorgehäusen, Raketenspitzen, Satellitenschüsseln und Metallküchentrichtern verwendet.

StampingEdit

Das Stanzen umfasst eine Vielzahl von Operationen wie Stanzen, Schneiden, Prägen, Biegen, Bördeln und Prägen; einfache oder komplexe Formen können mit hohen Produktionsraten geformt werden; die Werkzeug- und Ausrüstungskosten können hoch sein, aber die Arbeitskosten sind niedrig.

Alternativ dazu haben die verwandten Techniken Repoussieren und Ziselieren niedrige Werkzeug- und Ausrüstungskosten, aber hohe Arbeitskosten.

WasserstrahlschneidenBearbeiten

Ein Wasserstrahlschneider, auch Wasserstrahl genannt, ist ein Werkzeug, das mit Hilfe eines Wasserstrahls mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck oder eines Gemischs aus Wasser und einer abrasiven Substanz eine kontrollierte Erosion in Metall oder andere Materialien vornehmen kann.

RadelnBearbeiten

Das Verfahren, bei dem ein englisches Rad verwendet wird, nennt man Wheeling. Es ist im Grunde ein Metallbearbeitungs- oder Metallumformungsprozess. Ein englisches Rad wird von einem Handwerker verwendet, um zusammengesetzte Kurven aus einem flachen Metallblech aus Aluminium oder Stahl zu formen. Es ist kostspielig, da hochqualifizierte Arbeitskräfte erforderlich sind. Es kann verschiedene Platten mit der gleichen Methode herstellen. Eine Stanzpresse wird für hohe Stückzahlen in der Produktion verwendet.