Blechbiegen

Biegen – manchmal auch Bördeln oder Pressen genannt – ist eine der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Techniken in der Blechherstellung.

Das Biegen von Blechen ermöglicht es Herstellern, ein gerades Blechteil in ein abgewinkeltes Bauteil zu verwandeln, was viel kostengünstiger sein kann als das Schweißen oder Befestigen zweier separater Teile aneinander.

Beim Blechbiegen wird im Allgemeinen eine Kraft auf das Blech ausgeübt, die eine dauerhafte Verformung verursacht. Es gibt jedoch viele verschiedene Biegeverfahren und Biegemaschinenteile, mit denen das beste Ergebnis erzielt werden kann.

Dieser Artikel dient als Einführung in das Blechbiegen und untersucht die Grundlagen des Biegens, typische Biegegeräte, Arten des Blechbiegens und technische Überlegungen wie Biegetoleranzen und Rückfederung.

Was ist Blechbiegen?

Blechbiegen ist eine Metallbearbeitungstechnik, die verwendet wird, um flache Blechstücke in V-, U- oder Kanalformen zu formen.

Dies ist ein wichtiges und praktisches Fertigungsverfahren, da das Biegen eines flachen Blechteils in eine neue Form deutlich kostengünstiger ist als beispielsweise das Ausarbeiten einer V-Form, U-Form oder in einer Rinne aus einem massiven Teil oder dessen Eingießen eine Gießerei. Außerdem erzeugt das Biegen ein stärkeres Teil als beispielsweise das Zusammenschweißen von zwei flachen Blechstücken in einer V-Form.

Bei vielen Arten des Blechbiegens wird eine Maschine verwendet, die als Biegemaschine bezeichnet wird und manchmal auch als Biegemaschine oder Blechbiegemaschine bezeichnet wird. Die Kraft kann manuell oder beispielsweise hydraulisch aufgebracht werden.

Blechbiegegeräte

Das wichtigste Teil der Blechbiegeausrüstung ist die Bremse, die in verschiedenen Formen erhältlich ist:

Eine Gesimsbremse ist eine einfache Biegemaschine – und die am weitesten verbreitete Bremse in der Fertigung – die ein Stück Blech auf eine flache Oberfläche klemmt und dann durch die Bewegung eines sich bewegenden Biegeblechs die Kraft nutzt, um gerade oder einfache Kurven zu machen Falten.

Eine Abkantpresse ist eine Biegemaschine, die einen beweglichen Stempel und eine entsprechende Matrize verwendet. Während des Prozesses wird das Blech über die Matrize gelegt und der Stempel wird kraftvoll durch das Metall bewegt, wodurch es in die Matrize gedrückt wird. Abhängig von der Form der Matrize können mit einer Abkantpresse V-Bögen, U-Bögen und andere Formen hergestellt werden.

Eine Kasten- und Plattenbremse (auch als Fingerbremse bekannt) ist eine andere Art von Biegemaschine, die eine Reihe von Metallfingern verwendet, um mehrere benutzerdefinierte Biegungen herzustellen. Wie der Name schon sagt, wird die Karton- und Plattenbremse häufig verwendet, um Kartons in Sondergröße herzustellen.

Eine Stangenbiegemaschine ist eine kleine, einfache Biegemaschine mit einem einzigen Griff, der Blech klemmt und es in einer Bewegung biegt.

Arten des Blechbiegens

Es gibt verschiedene Arten des Blechbiegens, die verwendet werden, um unterschiedliche Biegungen auf unterschiedliche Weise zu erreichen. Drei dieser Biegemethoden (Luftbiegen, Bodenbiegen und Prägen) verwenden eine Abkantpresse, während die anderen verschiedene Maschinen verwenden.

Luftiges Biegen

Luftbiegen ist eine Methode zum Abkantpressen, bei der ein Stempel Blech in eine Matrize drückt, aber nicht, bis er die Wände der Matrize berührt.

Diese Methode ist nicht so präzise wie andere, aber sehr flexibel: Sie kann verwendet werden, um V-Bögen, U-Bögen und andere Formen herzustellen. Dies liegt unter anderem daran, dass die Geometrie der Matrize nicht genau der gewünschten Blechbiegung entsprechen muss, da kein Kontakt zwischen den beiden Oberflächen hergestellt wird.

Hohl

Der Boden ist eine weitere Biegemethode der Abkantpresse. Während des Aufsetzvorgangs drückt der Stempel das Blech vollständig in die Matrize und erzeugt eine Biegung, die der Geometrie der Innenseite der Matrize entspricht. Er machte V-Kurven.

Kasse

Stanzen ist eine teurere Art des Abkantpressenbiegens, bei der ein Stempel mit viel größerer Kraft auf das Blech und in die Matrize abgesenkt wird, wodurch eine dauerhafte Verformung mit sehr geringer Rückfederung entsteht. (Das bedeutet, dass sich das Metall nicht entfaltet, wenn der Stempel entfernt wird.)

Falten

Das Falten kann auf Maschinen wie einem Gesimsfalter oder einem Stangenfalter erfolgen. Blech wird festgeklemmt, bevor sich ein Klemmbalken erhebt, um das Metall um ein Profil zu biegen. Die Biegung erzielt eine V-förmige Biegung und ermöglicht positive oder negative Biegungswinkel.

Abwischen

Wischen (oder Kantenbiegen oder Wischbiegen) ist eine weitere Biegemethode, die für Maschinen wie Leistenbieger und Stangenbieger (und in einigen Fällen Abkantpressen) geeignet ist. Dies geht schneller als Biegen, kann aber der Blechoberfläche mehr Schaden zufügen.

Rollfalz

Das Rollbiegen ist aufgrund der verwendeten Maschinen vielleicht das einzigartigste Blechbiegeverfahren. Ein Rollenbiegesystem hat drei zylindrische Rollen, um Bleche zu einem Bogen zu biegen, und ist daher nützlich für die Herstellung von Rohren, Röhren und anderen abgerundeten Teilen.

Stufenweise faltbar

Das Stufenbiegen – manchmal auch Bump-Bending genannt – ist eine Möglichkeit, eine sanft gekrümmte Biegung (wie sie beim Rollbiegen entsteht) mit einer Abkantpresse anzunähern. Durch das Herstellen mehrerer kleiner V-förmiger Biegungen hintereinander kann beim Stufenbiegen eine Biegung erzeugt werden, die wie eine gekrümmte Biegung aussieht.

Rückfederung nach Blechbiegung

Wenn Blech in eine neue Form gebogen wird, federt es nach Wegnahme der Biegekraft natürlich etwas zurück. Dies wird als „Rückfederung“ bezeichnet.

Die Rückfederung erfolgt aufgrund der Druckfestigkeit des gebogenen Blechs. Beim Biegen von Blechen wird eine Seite gezogen und gedehnt, während die andere Seite gestaucht wird. Da das Material jedoch eine größere Druckfestigkeit als Zugfestigkeit aufweist, widersteht die komprimierte Seite erfolgreich einer Verformung und dekomprimiert sich, wenn die Kraft entfernt wird.

Die Rückfederung ist kein großes Problem, aber es bedeutet, dass die Hersteller die erwartete Rückfederung durch zu starkes Biegen des Blechs kompensieren müssen. Wenn das Metall absichtlich etwas zu stark gebogen wird, führt ein geringes Maß an natürlicher Rückfederung zum richtigen Winkel.

Natürlich ist die Berechnung der Rückfederung alles andere als einfach, und mehrere Variablen beeinflussen die Schwere der Rückfederung, einschließlich Materialtyp und Dicke. Außerdem führen größere Innenradien zu einer größeren Rückfederung.

Blechbiegezugaben

Beim Biegen eines Blechteils verlängert sich die Biegeaußenseite und verändert somit ihre Abmessungen. Das bedeutet, dass beispielsweise die Gesamtlänge beider Schenkel eines V-Bogens länger ist als die ursprüngliche Länge des Flügels.

Wenn sich also die Abmessungen ändern, wie konstruieren Sie ein Teil genau, um sicherzustellen, dass es mit anderen Komponenten zusammenpasst? Wie bestimmen wir die Länge des flachen Blechteils? Um Maßänderungen auszugleichen, müssen wir das Biegeaufmaß berücksichtigen: die Differenz zwischen der Länge des abgewickelten Blechs und der Summe der Längen der einzelnen Schenkel des fertig gebogenen Teils.

Biegeverlustberechnungen berücksichtigen Faktoren wie Blechdicke, Biegeradien und Biegewinkel. Die für ein Blechteil erforderliche Biegetoleranz kann mit einem Biegetoleranzrechner berechnet werden.

Beste Blechmaterialien und -lehren zum Biegen

Einige Blechmaterialien biegen sich besser als andere. Im Allgemeinen sind die besten Biegematerialien formbar und nicht spröde.

Beliebte Materialien zum Blechbiegen sind:

Baustahl: Kann bei jeder Temperatur gebogen werden.
Federstahl: Nach dem Glühen biegbar.
4140 Legierter Stahl: Biegbar nach dem Glühen.
Aluminium 5052: Im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen sehr biegsam.
Kupfer: Sehr biegsam.
Materialien, die schwieriger (aber nicht unmöglich) zu biegen sind, umfassen 6061 Aluminium, Titan, Messing und Bronze.

Wie sich die Faserrichtung auf die Blechbiegung auswirkt

Die Faserrichtung von Blech – die Richtung, in der die winzigen Metallkristalle aufgrund des ursprünglichen Walzens des Blechs verlängert werden – beeinflusst, wie es sich biegt.

Die Richtung der Maserung macht das Blatt auf einer Achse stärker und auf der anderen schwächer. Biegen in Faserrichtung (längs) kann das Risiko von Rissen, Reißen oder Orangenhautbildung erhöhen; Gegen die Maserung zu lehnen verringert die Wahrscheinlichkeit, dass diese Probleme auftreten.

Aber während das Biegen gegen die Faser die Bruchgefahr verringert, erfordert es auch mehr Kraft, weil das Blech stärker ist. Dies kann daher zu einer stärkeren Rückfederung führen und diesbezüglich eine stärkere Kompensation erfordern.

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