5 bewährte Strategien zur Qualitätssteigerung von Blechteilen

Blechbearbeitung ist ein praktischer Satz von Fertigungsprozessen, um Teile aus flachen Metallstücken herzustellen. Blech gibt es in verschiedenen Materialien und Stärken und kann für Teile wie Geräte, Gehäuse, Halterungen, Platten und Chassis verwendet werden.

Für Neulinge in der Blechbearbeitung kann der Prozess einschüchternd wirken. Im Gegensatz zu vielseitigen Prozessen wie 3D-Druck und CNC-Bearbeitung unterliegt die Blechbearbeitung ziemlich strengen Designkonventionen. Blech muss auf bestimmte Weise gebogen und geschnitten werden und eignet sich nur für bestimmte Teile und Produkte.

Daher ist es wichtig, einige Grundprinzipien der Blechbearbeitung zu erlernen, bevor man ein Projekt startet. Courtesy of Rapid-Prototyping-Spezialist 3ERP bietet dieser Leitfaden fünf einfache Tipps zur Verbesserung von Blechteilen, die gewöhnliche Designs in professionelle Blechprodukte verwandeln.

Was ist Blechbearbeitung?

Blechbearbeitung ist eine Reihe von Fertigungsprozessen, die ein gemeinsames Merkmal teilen: Sie alle verwenden Blech – im Gegensatz zu Blöcken, Pulver oder flüssigem Metall – als Ausgangsmaterial. Verschiedene Maschinen formen das Blech auf unterschiedliche Weise: Einige stanzen Löcher oder Schnitte in das Blech; andere biegen, prägen oder spinnen das Metall, um es in verschiedene Formen zu bringen.

Mit Blechbearbeitung können Ingenieure langlebige, kostengünstige Teile aus einer Vielzahl von Metallen herstellen. Diese Teile können in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, von Luft- und Raumfahrt über Medizintechnik bis hin zu Robotik.

Das in der Fertigung verwendete Blech ist meist zwischen 0,006 und 0,25 Zoll (0,015 und 0,635 Zentimeter) dick, wobei die gewählte Grösse vom gegebenen Material und der Endverwendung des Teils abhängt.

Blechteile verbessern

Die Blechbearbeitung ist unter den verschiedenen Fertigungsprozessen einzigartig, weil ihr Ausgangsmaterial anders ist als jedes andere. Aus diesem Grund kann es schwierig sein, Blechteile zu designen, wenn man gewohnt ist, Teile für Bearbeitung, Guss und andere gängige Fertigungsprozesse zu entwerfen.

Während der beste Weg, um hochwertige Blechteile zu gewährleisten, darin besteht, einen Blechspezialisten wie 3ERP zu konsultieren und zu nutzen, ist es auch vorteilhaft, von Anfang an bestimmte Designprinzipien zu befolgen. Durch die Beachtung der folgenden fünf Tipps können Designer Blechteile erstellen, die stark, leicht zu fertigen und bruchfest sind.

Bohrungen

Da Blechbearbeitung häufig zur Herstellung von Gehäusen, Halterungen und ähnlichen Artikeln verwendet werden, werden Bohrungen und Schlitze oft für Schrauben, Bolzen oder Verriegelungsabschnitte benötigt. Bohrungen werden meist mit einem Stempel und einer Matrize in einer Presse hergestellt, was einen präzisen kreisförmigen Ausschnitt aus dem Blech ermöglicht. Wenn Bohrungen jedoch nicht korrekt ausgeführt werden, kann sich die Bohrung verformen oder sogar das Teil selbst brechen.

Beim Stanzen von Bohrungen in Blech sollten einige wichtige Regeln beachtet werden. Bohrungen sollten 1/8" von jeder Wand oder Kante entfernt sein (1/16", wenn das Blech dünner als 1/30" ist) und sollten um mindestens das Sechsfache der Blechdicke voneinander beabstandet sein. Darüber hinaus sollten die Durchmesser aller Bohrungen und Schlitze der Blechdicke entsprechen oder diese übersteigen.

Umschlagkanten (Hems)

Blech kann raue oder scharfe Kanten haben, daher ist das „Umschlagen“ dieser Kanten – das Einfalten auf sich selbst – ein guter Weg, um ein Blechteil sicher und funktional zu machen. Umschlagkanten können ein Blechteil auch verstärken oder eine funktionale Rolle spielen, wie das Aufnehmen eines Bolzens für ein Scharnier. Umschlagkanten können offen, geschlossen oder tropfenförmig sein.

Beim Hinzufügen einer Umschlagkante zu einem Blechteil sollten einige Richtlinien befolgt werden, um optimale Leistung zu gewährleisten. Zum einen ist es fast immer besser, geschlossene Umschlagkanten – jene, bei denen das Material vollständig auf sich selbst gefaltet ist – zu vermeiden, es sei denn, es ist absolut notwendig. Geschlossene Umschlagkanten riskieren, das Material aufgrund des extremen Biegewinkels zu beschädigen, daher sind offene und tropfenförmige Umschlagkanten, die einen Spalt zwischen den beiden Seiten der Kante lassen, vorzuziehen.

Bei einer offenen Umschlagkante sollte der Durchmesser des Spalts der Blechdicke entsprechen oder diese übersteigen. Die Rücklänge – wie weit die Kante „zurück auf sich selbst“ geht – sollte nicht weniger als das Vierfache der Blechdicke betragen. Dieselbe Richtlinien gelten für tropfenförmige Umschlagkanten, mit der zusätzlichen Anforderung, dass die Öffnung am Ende der Rückseite nicht kleiner als 1/4 der Blechdicke ist.

Biegungen

Biegen ist einer der wichtigsten Formgebungsprozesse im Bereich der Blechbearbeitung. Mit Geräten wie Biegemaschinen und Pressen können Werkstätten Blech in neue Formen bringen – wobei einige Materialien besser zum Biegen geeignet sind als andere. Die Befolgung bestimmter Regeln bezüglich Biegungen gewährleistet eine präzise und gleichmässige Biegung und reduziert die Möglichkeit von Materialschäden.

Eine Regel ist, dass beim Design eines Blechteils mit Biegungen der innere Biegeradius der Blechdicke entsprechen oder diese übersteigen sollte, um Verformungen zu vermeiden. Zudem kann die Beibehaltung von Konsistenz in Biegerichtung und -radius helfen, Kosten zu senken, da das Teil nicht neu ausgerichtet werden muss und die Biegeausrüstung ein identisches Verfahren wiederholen kann.

Ausklinkungen (Notches)

Ausklinkungen und Laschen sind Merkmale von Blechteilen, die nützlich sind für das Hinzufügen von Schrauben oder Befestigungselementen oder für das Zusammenstecken mehrerer Teile. Ausklinkungen sind kleine Einkerbungen an der Kante eines Teils, während Laschen hervorstehende Merkmale sind. Eine Lasche in einem Blechteil wird oft so eingebaut, dass sie in eine Ausklinkung eines anderen Teils passt.

Wie bei anderen Blechmerkmalen erfordert die Erstellung geeigneter Ausklinkungen und Laschen die Befolgung bestimmter Regeln. Ausklinkungen sollten etwa 1/8" voneinander entfernt sein und mindestens so dick wie das Blech. Laschen sollten ebenfalls voneinander beabstandet sein – um eine Distanz, die der Blechdicke entspricht oder diese übersteigt. Darüber hinaus sollte die Länge einer Lasche ihrem fünffachen Breite entsprechen oder darunter liegen.

Oberflächenveredelung

Obwohl Blechteile oft relativ unglamouröse Anwendungen haben, müssen sie manchmal noch ein oder mehrere Veredelungsprozesse durchlaufen, bevor sie einsatzbereit sind. Je nach Anwendung und verwendetem Material können Blechteile mit Perlenstrahlen, Eloxieren, Beschichten, Pulverbeschichten und verschiedenen anderen Prozessen veredelt werden, entweder für funktionale Zwecke oder einfach zur Verbesserung des Erscheinungsbildes des Teils.