Was ist Metallumformung?

Die Metallbearbeitung umfasst viele Prozesse. Mit jedem Prozess können Sie eine breite Palette an Teiledesigns erreichen.

In diesem Leitfaden werden wir einige gängige Metallumformungsprozesse untersuchen. Außerdem erfahren Sie, wie Sie eine Metallbearbeitungstechnik auswählen, welche Metalle Sie bearbeiten können und welche Teilebeispiele es gibt, neben anderen wichtigen Aspekten.

Lesen Sie daher diese Anleitung, bevor Sie mit Ihrem nächsten Materialformungsprozess beginnen.

Metallumformung ist ein Verfahren, bei dem Metallkomponenten mithilfe verschiedener Techniken wie Biegen, Strecken oder Komprimieren geformt werden. Dieser Prozess erleichtert die Herstellung verschiedener Produkte, von Halterungen bis hin zu Autoteilen.

Sie können das Werkstück mit kontrollierter Kraft manipulieren, um seine Form zu ändern, ohne seine Masse zu erhöhen oder zu verringern. Daher werden präzise und starke Ergebnisse erzielt.

So wählen Sie die richtige Metallumformungstechnik aus

· Materialart

Bei der Entscheidung, welches Verfahren der Metallumformung Sie verwenden möchten, müssen Sie zunächst die Art des Materials berücksichtigen. Jedes Metall hat seine Eigenschaften, wie Duktilität und Festigkeit, die bestimmen, wie das Metall umgeformt wird.

Wenn Sie beispielsweise mit Aluminium arbeiten, können Sie sich für das Biegen oder Stanzen entscheiden, während bei der Arbeit mit Stahl das Schmieden empfohlen wird.

Denn nur wenn die Technik auf das Material abgestimmt ist, werden die richtigen Ergebnisse erzielt und das Metall darf hierbei nicht beschädigt werden.

· Produktdesign

Bei der Auswahl der richtigen Metallumformungstechnik sollten Sie Ihr Produktdesign bewerten. Teile mit umfangreichen Falten oder mit zusätzlichen Details auf ihren Oberflächen benötigen möglicherweise Tiefziehen oder Innenhochdruckumformung um präzise zu formen.

Bei weniger komplizierten Designs kann es sein, dass nur gebogen oder gerollt werden muss. Wenn Sie die Technik an die Designanforderungen anpassen, erreichen Sie die gewünschte Form und Funktionalität ohne zusätzliche Schritte oder Kosten.

· Produktionsvolumen

Bei der Auswahl einer dieser Metallumformungstechniken ist das Produktionsvolumen ein wesentlicher zu berücksichtigender Faktor. Für die Massenproduktion kann jedoch auch Stanzen oder Rollformen verwendet werden, da dies bei großer Produktion kostengünstige Methoden sind.

Bei kleineren Chargen oder wenn einige Einzelteile hergestellt werden müssen, ist das Schmieden oder Biegen von Hand einfacher.

So können Sie die Technik Ihren Produktionsanforderungen anpassen, Ausschuss vermeiden und von günstigeren Preisen profitieren.

· Werkzeugkosten

Bevor Sie sich für eine Metallumformungstechnik entscheiden, sollten Sie die Werkzeugkosten abschätzen. Bei manchen Verfahren, wie z. B. beim Stanzen, werden Matrizen und Formen verwendet, die ziemlich teuer sind und sich daher eher für die Massenproduktion eignen.

Es ist auch zu beachten, dass Biegen oder manuelles Formen kostengünstiger sein kann, wenn Sie über ein geringes Budget verfügen oder relativ wenige Teile produzieren.

Sie können sich beispielsweise genau ansehen CNC Fräsen Kosten.

· Toleranzanforderungen

Wenn es auf Genauigkeit ankommt, müssen die Toleranzanforderungen für Ihr Projekt berücksichtigt werden. Dank Verfahren wie CNC-Biegen und Präzisionsstanzen können präzise Komponenten mit engen Toleranzen hergestellt werden.

Einfachere Techniken wie das Biegen von Hand können in Fällen verwendet werden, in denen große Präzision nicht so wichtig ist. Sie können ohne unnötige Komplikationen überprüfen, ob Ihr fertiges Produkt die Qualitätsanforderungen erfüllt, indem Sie die Technik an Ihre Toleranzanforderungen anpassen.

Gängige Beispiele für die Metallumformung

· Druckumformtechniken

Rollendes Metall

Beim Walzen von Metall wird das Metall durch mehrere Walzen geführt, um seine Dicke zu verringern und ein flaches Blech zu erhalten. Diese Druckformtechnik eignet sich am besten für flache und steife Teile wie Stahlplatten. Die Dicke wird durch den Walzendruck gesteuert. Sie kann in den Bereichen Bau, Automobil und Fertigung eingesetzt werden.

Rollen eignet sich ideal für die Produktion großer Mengen bei gleichbleibender Dicke und Festigkeit und stellt somit eine kostengünstigere und effektivere Technik für die Herstellung einer Vielzahl von Metallprodukten dar.

Metallextrusion

Beim Metallextrusionsverfahren wird Metall durch eine Matrize gepresst, um lange zylindrische Elemente herzustellen, beispielsweise Stangen oder Rohre. Mit dieser Druckformtechnik können Sie äußerst komplexe Querschnittsformen herstellen.

Sie steuern die Form durch die Verwendung verschiedener Matrizendesigns, wodurch es sich perfekt für die Herstellung von Metallteilen für die Bau-, Luft- und Raumfahrt- und Automobilbranche eignet. Extrusion bietet die Möglichkeit, komplexe Designs ohne unnötiges Material zu erstellen und so enge Toleranzen für die Endprodukte zu erzielen.

Formgebung

Beim Matrizenformen werden Metalle durch Pressen in einer Form oder Matrize in bestimmte Formen gebracht. Diese Art von Presstechnik erweist sich als nützlich, wenn es um die Herstellung kleiner Teile mit komplizierten Formen geht, beispielsweise bei Kotflügeln oder Kühlschränken. Sie entscheiden sich für das Matrizenformen, wenn Sie komplizierte Formen wünschen, die bis ins letzte Detail genau sind, und davon sind viele erforderlich.

Das Verfahren garantiert eine hohe Produktivität, da es den Materialverbrauch minimiert und gleichzeitig eine gleichbleibende Qualität liefert. Damit ist Ihr Verfahren für Branchen geeignet, die standardisierte Metallprodukte benötigen.

Metall schmieden

Beim Schmieden handelt es sich um ein Verfahren, bei dem Metall durch Druck und/oder Hammerschlag gebogen wird, wodurch das Metall zäher und widerstandsfähiger wird. Diese Drucktechnik eignet sich besonders zur Herstellung von Teilen wie Zahnrädern, Bolzen, Werkzeugen und vielem mehr.

Durch die Kontrolle von Druck und Temperatur erhalten Sie starke Teile, die erheblichen Druckbelastungen standhalten können. Schmieden wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Bauindustrie eingesetzt, wo Festigkeits- und Haltbarkeitsanforderungen von entscheidender Bedeutung sind.

Einrücken

Sie verwenden Einkerbungen, um durch Druck oder Aufprall ein Design oder einen Abdruck auf Metallen zu erzeugen. Diese Art von Formgebungsprozess hilft dabei, einem Produkt eine Textur oder ähnliche Merkmale hinzuzufügen, ohne die Form des Produkts zu verändern. Es kann auch zum Branding verwendet werden, um einen funktionalen und formgebenden Aspekt sowie die Schönheit des Produkts zu entwickeln.

Auf diese Weise stellen Sie sicher, dass die Markierungen genau sind und bleiben, was das Aussehen oder die Benutzerfreundlichkeit des Produkts verbessert. In den meisten Branchen wird das Einrücken verwendet, und es handelt sich um eine Technik, die in vielen Bereichen, wie beispielsweise der Schmuckherstellung und vielen anderen, Anwendung findet.

· Zugumformungsverfahren

Dehnen von Metallen

Beim Dehnen wird Zugkraft auf das Material ausgeübt, um es dünner und länger zu machen als in seinem ursprünglichen Zustand. Diese Technik eignet sich am besten zum Erzeugen gekrümmter Formen mit Metallblechen, die häufig in der Luft- und Raumfahrt und im Automobilbau verwendet werden. Beim Dehnen wird die Form des Metalls kontrolliert.

Das Beste daran ist, dass die Festigkeit Ihres Metalls dabei nicht beeinträchtigt wird. Durch das Dehnen lassen sich die komplizierten Kurven leichter erreichen, da die Technik Festigkeit und Genauigkeit des fertigen Stücks garantiert.

Expandierende Metalle

Beim Streckmetall wird das Blech dünner gemacht, indem es gedehnt wird oder indem Löcher rundherum in das Blech gebohrt werden. Dadurch lässt sich die Oberfläche des Metalls mit nur wenig Material vergrößern, was es ideal für die Herstellung leichter, langlebiger Teile macht.

Es wird häufig im Bauwesen, in Wasseraufbereitungssystemen und sogar in der Architektur verwendet.

Durch die Erhöhung des Metallanteils verbessern Sie also die Fließfähigkeit, Leichtigkeit und Leistung, was sich in zahlreichen Anwendungsbereichen auf die Funktionalität und das Erscheinungsbild auswirkt.

Einsenkung

Beim Einsenken wenden Sie Zugkraft auf nachgiebige Metallbleche an, um Vertiefungen oder vertiefte Bereiche im Blech zu bilden. Dieser Prozess wird normalerweise verwendet, um Rillen oder Hohlräume zu erzeugen, die die Befestigung erleichtern oder die strukturelle Form eines Teils verbessern.

Das Einstechen wird beispielsweise in der Automobil- und Elektronikfertigung eingesetzt, da dort bestimmte Teile für die Montage geformt werden müssen.

Die Tiefe und Gestalt der erforderlichen Form werden reguliert und die „Stärke“ des Metalls bleibt erhalten, sodass eine vielseitige Verwendung sowohl für dekorative als auch für funktionale Objekte möglich ist.

· Kombination von Druckumformung und Zugumformung

Metalldrücken

Beim Metalldrücken integrieren Sie sowohl Druck- als auch Zugformung, um eine Metallscheibe über den rotierenden Dorn zu biegen. Es eignet sich am besten zum Bau von Teilen mit zylindrischer Form, beispielsweise Kegeln oder Schalen.

Durch die Anpassung von Druck und Geschwindigkeit ist ein Schneiden feinerer Details möglich, ohne das Material dünner zu machen.

Metalldrücken wird in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Kochgeschirrindustrie eingesetzt, da es die erforderlichen symmetrischen und harten Formen liefert.

Flanschformung

Beim Flanschformen richten Sie eine erhöhte Kante oder einen Rand mit einem Metallteil aus, indem Sie Druck oder Zugkraft anwenden. Dieses Verfahren wird häufig angewendet, um das Teil zu verstärken und ein einfaches Verbinden von Produkten wie Rohren oder Tanks zu ermöglichen. Sie entscheiden, wie hoch der Flansch ist und in welchem Winkel er sein soll, um die beste Passung zu erzielen. Dies ist ziemlich wichtig für Branchen, die größere Verbindungspunkte erfordern, wie Sanitär- oder Heizungs- und Lüftungsindustrie.

Tiefziehen

Tiefziehen beinhaltet ebenfalls das Ziehen eines flachen Metallblechs in eine tiefe, hohle Form durch Anwendung von Druck- und Zugkräften. Dieses Verfahren wird häufig bei der Herstellung von Artefakten wie Dosen, Töpfen oder anderen Autoteilen eingesetzt.

Auf diese Weise garantieren Sie identische Dicke und Festigkeit sowie eine nicht-mongoloide idiographische Umformungskraft.

Andere Metallumformungsverfahren

Biegetechniken

Wenn es darum geht Biegeprozesskönnen Sie viele Techniken anwenden:

Luftbiegen: Damit können Sie den Stempel leicht vom Material wegziehen und Kraft in die erforderliche Richtung anwenden, um den erforderlichen Biegewinkel des Metalls zu erreichen.
Bodenbildung: Beim Aufsetzen wird das Metall gründlich in die Matrize gepresst, wodurch präzise Winkel und minimale Rückfederung erreicht werden.
Prägung: Beim Heißprägen drücken Sie das Metall genau dann in die Matrize, wenn Sie dauerhafte Biegungen erzielen möchten.
Rollbiegen: Mit dieser Methode werden Biegungen mit großem Radius hergestellt, die sich am besten für die Herstellung gekrümmter Formen eignen.
Wischbiegen: Sie biegen das Metall, indem Sie die zu biegende Seite an die feste Kante anlegen, was schnelle und gleichmäßige Ergebnisse bei kleinen Biegeaufgaben garantiert.

Scheren

Scheren ist ein Verfahren, bei dem zwei Klingen gerade Linien durch die Bleche schneiden, ohne dass dabei unbedingt eine scharfe Kante entsteht. Die obere Klinge bewegt sich nach unten hin und her, die untere ist feststehend.

Dieses Verfahren eignet sich am besten zum Schneiden großer Bleche in kleinere Teile, wobei bei diesem Verfahren weder Späne noch Hitze entstehen. Sie werden feststellen, dass das Scheren in der Fertigung weit verbreitet ist, insbesondere wenn eine scharfe Trennung für die weitere Metallverarbeitung erwünscht ist.

Stanzen

Beim Stanzen bohren Sie Löcher in das Metall, indem Sie den Stempel durch das Metall in eine Matrize drücken. Sie können die Größe und Form des Lochstempels festlegen, sodass Sie genau dimensionierte Löcher für Schrauben, Befestigungselemente oder Designaspekte erstellen können.

Dieses Verfahren ist schnell und eignet sich für die Massenproduktion von Teilen mit standardisierten Lochgrößen in der Metallverarbeitung.

Besetzung

Beim Gießen wird geschmolzenes Metall in eine Form gegeben. Wenn das Metall abkühlt, nimmt es die Form an. Diese Technik wird bei der Herstellung komplexer Formen und großer Metallarbeiten verwendet, beispielsweise bei Automotoren oder riesigen Skulpturen.

Es wird verwendet, wenn das Teil eine feine, detaillierte Oberfläche aufweisen und gleichzeitig Steifigkeit oder Festigkeit besitzen soll.

Bügeln

Beim Abstrecken wird Metall mithilfe eines Stempels und einer Matrize so geformt, dass es dünner und dennoch fester als zuvor wird. Das Abstrecken wird in Bereichen wie der Dosenherstellung eingesetzt, wo das Ausdünnen auf die gewünschte Dicke sehr wichtig ist. Dadurch wird die Oberfläche des Teils gleichmäßig und streifenfrei, während das Teil fester wird und der Materialverbrauch minimiert wird.

Schweißtechniken

Lichtbogenschweißen: Beim Lichtbogenschweißen werden die beiden Metalle an der Verbindungsstelle durch einen Lichtbogen zum Schmelzen gebracht, wo sie anschließend zu einem Feststoff verschmelzen.
MIG-Schweißen: Beim MIG-Schweißen wird eine Massivdrahtelektrode verwendet, die kontinuierlich zugeführt wird, um starke und präzise Schweißnähte zu erzeugen.
WIG-Schweißen: Für feinere, präzise gefertigte Schweißnähte, geeignet für dünne Bleche, verwenden Sie eine Wolframelektrode.
Punktschweißen: Beim Punktschweißen handelt es sich um ein Verfahren, bei dem zwei Metallbleche einfach durch Druck und Hitze miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren wird häufig im Automobilbau eingesetzt.
Fülldrahtschweißen: Wie MIG, jedoch mit einem hohlen, mit Flussmittel getränkten Draht. Verwenden Sie dies zum Schweißen bei sehr windigen Bedingungen.

Schnitttechniken

Laserschneiden: Sie verwenden einen fokussierten Laserstrahl zum Schneiden von Metallen. Dies ist schnell und eignet sich für komplizierte Designs auf dem Material.
Plasmaschneiden: Es wird ein Hochgeschwindigkeitsstrahl aus ionisiertem Gas (Plasma) verwendet, der sich besser für leitfähiges Material eignet, beispielsweise zum Schneiden von dickem Metall.
Wasserstrahlschneiden: Dabei handelt es sich um ein mechanisches Verfahren, bei dem ein unter hohem Druck stehender Wasserstrahl mit Schleifmitteln zum Einsatz kommt, um Metalle ohne Hitzeentwicklung zu schneiden.
Autogenes Brennschneiden: Wenn Sie Sauerstoff mit Brenngasen mischen, erhalten Sie eine Flamme, die heiß genug ist, um Stahl zu schmelzen und ihn mühelos zu durchtrennen.

Stempeln

Beim Stanzen wird ein Stempel verwendet, um Metall durch Pressen oder Stanzen in eine bestimmte Form zu prägen oder zu formen. Das Stanzen wird bei der Herstellung großer Mengen von Teilen eingesetzt, beispielsweise von Autoteilen, Haushaltsgeräten oder Münzen. Es ist schnell und präzise und kann problemlos große Mengen einheitlicher, komplexer Formen mit wenig Materialabfall erzeugen.

Beste Metalle für Umformvorgänge

Aluminium

Aluminium eignet sich aufgrund seines geringen Gewichts, seiner relativen Formbarkeit und seiner Korrosionsbeständigkeit besonders gut für Umformungsvorgänge.

Es kann leicht mit verschiedenen Techniken wie Biegen, Stanzen und Extrusion geformt werden und wird hauptsächlich in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. Verpackungsindustrie. Diese Eigenschaft von Aluminium bedeutet, dass es geformt werden kann, ohne zu brechen, wodurch die Effizienz im Verhältnis zu den Kosten erhöht wird.

Stahl

Stahl wird aufgrund seiner hohen Festigkeit und Haltbarkeit sowie seiner relativ geringen Kosten häufig bei Umformvorgängen verwendet. Sie können ihn mithilfe von Walz-, Schmiede- und Stanztechniken herstellen und daraus robuste Konstruktions- sowie Auto- und Maschinenersatzteile herstellen.

Durch die Legierbarkeit ist es zudem toleranter im Streben nach bestimmten Leistungen.

Kupfer

Kupfer ist eines der beliebtesten Metalle, wenn ein Stoff benötigt wird, der Strom gut leitet und sich zudem gut verarbeiten lässt. Es lässt sich leicht durch Biegen, Strecken oder Ziehen formen, was es für den Einsatz in elektrischen Teilen und Rohren geeignet macht. Kupfer ist relativ weich und kann ohne Beeinträchtigung seiner Festigkeit in verschiedene Formen gebracht werden.

Messing

Messing ist eine durch Zinkzusatz verstärkte Kupferlegierung, die sich zudem relativ leicht formen lässt. Sie wird für Formprozesse wie Stanzen und Tiefziehen bei der Herstellung von Verzierungen, Beschlägen oder Musikinstrumenten verwendet.

Aufgrund seiner guten Korrosionseigenschaften und der einfachen Verarbeitung ist es in unterschiedlichen Branchen und Betrieben einsetzbar.

Titan

Titan eignet sich aufgrund seiner Formbarkeit, seines Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und seiner Korrosionseigenschaften gut für Formgebungsvorgänge in der Luft- und Raumfahrt, Medizin und Chemieindustrie. Sie können es durch Schmieden, Stanzen oder Extrusion formen, um leichte Teile herzustellen, die harten Arbeitsbedingungen standhalten.

Beispiele für geformte Metallteile

Automobil-Panels

Sie verwenden häufig Metallumformung, um Autotüren, Motorhauben und Kotflügel herzustellen. Verfahren wie Stanzen und Tiefziehen helfen Ihnen dabei, diese Teile so zu formen, dass sie haltbar und sicher sind.

Verformte Fahrzeugkarosserieteile sorgen für die nötige Festigkeit und das geringe Gewicht, um einen geringeren Kraftstoffverbrauch und mehr Schutz bei Autounfällen zu erreichen.

Rohre und Schläuche

Durch Extrusions- oder Walzprozesse können Sie Metallrohre und -schläuche herstellen, die den Anforderungen von Sanitäranlagen, Gasen und anderen Industriezweigen gerecht werden. Diese Teile werden zum Transport von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet und müssen zuverlässig und entweder korrosionsbeständig oder druckfest sein.

Metalldosen

Wenn Sie Metalldosen herstellen möchten, wird oft Tiefziehen eingesetzt, um ein flaches Metallblech in eine zylindrische Form zu bringen. Diese Dosen werden hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie und im Getränkesektor sowie in der chemischen Industrie zur sicheren Verpackung verwendet, da sie leicht sind.

Flugzeugkomponenten

In der Luft- und Raumfahrtindustrie ist die Metallumformung beispielsweise von entscheidender Bedeutung für die Herstellung leichter, aber robuster Teile wie Flügel, Triebwerke und Rumpfkomponenten. Die wichtigsten Materialien, die bei der Produktion von Ford verwendet werden, sind Titan und Aluminium. Und diese werden hauptsächlich durch Schmieden oder Stanzen geformt, um Festigkeit und geringes Gewicht zu erzielen und so die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.

Geschirr

Mithilfe von Stanz- und Rollformverfahren werden mithilfe von Metallmaterialien verschiedene Küchenutensilien, Töpfe und Pfannen hergestellt. Diese Artikel werden normalerweise aus Edelstahl oder Aluminium hergestellt, da sie langlebig, hitzebeständig und leicht zu reinigen sind, was ideal für das tägliche Kochen ist.

FAQs

Was ist Massivmetallumformung?

Bei der Massivmetallumformung werden durch Techniken wie Schmieden, Extrudieren und Walzen große Metallmengen zu Teilen geformt.

Wie lassen sich warm- und kaltverformbare Metalle vergleichen?

Warmumformung erfolgt bei hohen Temperaturen, da dies die Formgebung erleichtert, während Kaltumformung erfolgt bei Raumtemperatur, wodurch das Metall durch Kaltverfestigung fester wird.

Welche Sicherheitsaspekte sind beim Metallumformungsprozess zu beachten?

Um Risiken wie Verbrennungen, Schnittwunden und Maschinenverletzungen auszuschließen, ist es notwendig, entsprechende persönliche Schutzausrüstung zu tragen, die Werkzeuge und Geräte zu warten, die Quetschstellen zu schützen und für ausreichende Belüftung zu sorgen.

Abschluss

Metallumformungsverfahren ermöglichen es einem Designer, eine geeignete Formgebungsart für ein bestimmtes Projekt auszuwählen, um Genauigkeit und höhere Geschwindigkeit zu erreichen und gefährliche Vorkommnisse zu vermeiden. Mit diesen Methoden ist man in der Lage, Qualitätsteile sowie strapazierfähige Metalle herzustellen.