Blechbearbeitung Grundlagen: Flache Bleche in funktionale Teile verwandeln

Blechbearbeitung ist der Prozess, flache Metallbleche, typischerweise 0,15 mm bis 10 mm dick, in Teile und Strukturen verschiedener Formen umzuwandeln. Die Ausgangsmaterialien sind flache Metallbleche. Blechbearbeitung wird verwendet, um Objekte wie Gehäuse, Chassis, Halterungen, Stanzmerkmale, Locken etc. zu erstellen. Sie wird auch für dekorative Zwecke eingesetzt, um Muster in Metallbleche zu bringen.

Wie funktioniert Blechbearbeitung?

Der Übergang vom Rohmaterial zum fertigen Produkt erfordert meist einen oder mehrere der folgenden drei Prozesse: Materialabtrag (Schneiden), Verformen und Montage. Wenn alle Prozesse nötig sind, werden sie meist chronologisch durchgeführt.

Materialabtrag

Dabei werden Stücke aus dem Rohmaterial herausgeschnitten, um die gewünschte Form zu erzeugen. Für maximale Genauigkeit, Geschwindigkeit und Effizienz werden meist CNC-Wasserstrahl-, Plasma- und Laserschneidtechnologien eingesetzt. EDM (Erodieren) kann in einigen Fällen auch eine Option sein.

Laserschneiden

Beim Laserschneiden wird ein hochdichter Laserstrahl auf ein Werkstück gerichtet, um es zu schmelzen, zu verdampfen oder durchzubrennen, wodurch das Material effektiv geschnitten wird. Laserschneider werden für Schneiden, Bohren und Gravieren eingesetzt. Es gibt drei Lasertypen: CO2 (Kohlenstoffdioxid), Nd (Neodym), Nd:YAG (Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat).

CO2-Laser haben hohe Energieeffizienz und hohes Leistungsverhältnis, werden für dünne Materialien, Gravieren und Bohren genutzt. Nd-Laser haben hohe Energie, aber niedrige Wiederholrate. Sie dienen zum Gravieren, Bohren und Schweißen. Nd:YAG-Laser haben sehr hohe Leistung und können dickere Materialien schneiden, sind aber teurer im Betrieb als CO2.

Laserschneider arbeiten mit Aluminium, Stahl, Kupfer, Edelstahl und anderen Metallen. Sie eignen sich am besten für dünne Werkstücke (max. 15 mm Alu, 6 mm Stahl), Gravieren und Bohren.

Wasserstrahlschneiden

Beim Wasserstrahlschneiden wird eine Düse verwendet, um einen Wasserstrahl unter sehr hohem Druck auf ein Werkstück zu fokussieren. Für weiche Materialien wie Gummi und Holz wird nur Wasser verwendet. Ein Gemisch aus Wasser und abrasiven Granulaten schneidet härtere Materialien wie Metalle.

Wasserstrahlschneiden kann Materialien verschiedener Dicken schneiden. Die maximal schneidbare Dicke hängt vom Material ab. Von allen CNC-Schneidmethoden ist Wasserstrahlschneiden das präziseste mit Toleranzen zwischen 0,05 mm und 0,1 mm. Ein Grund für die hohe Präzision: Im Gegensatz zu Plasma- und Laser-Pendants erzeugt Wasserstrahlschneiden keine Wärme, daher gibt es keine wärmebeeinflusste Zone im Werkstück.

Wasserstrahlschneiden ist sehr vielseitig, da es harte Materialien wie Aluminium, Stahl, Kupfer, Edelstahl und andere Metalllegierungen sowie weichere Materialien wie Polymere, Elastomere, Holz und Schaum schneiden kann.

Plasmaschneiden

Plasmaschneiden funktioniert, indem Hitze und Energie auf ein Gas angewendet werden, um es in Plasma zu verwandeln. Ein heißer Plasmaström wird dann mit Inertgas oder Luft aus der Schneiddüse auf das Werkstück beschleunigt. Das Plasma schließt einen elektrischen Bogen mit dem Werkstück, schmilzt und schneidet es. Als elektrischer Prozess funktionieren Plasmaschneider nur mit elektrisch leitfähigen Materialien.

Plasmaschneider können sehr dicke Materialien schneiden, bis zu 300 mm für Aluminium und 200 mm für Stahl, mit einer Toleranz von 0,2 mm. Andere Materialien, die mit Plasmaschneidern verarbeitet werden, sind Edelstahl, Kupfer und andere Metalllegierungen. Je nach Komplexität des herzustellenden Teils können 2-Achsen- oder 3-Achsen-Schneider eingesetzt werden.

Obwohl Plasmaschneider nicht so vielfältig oder präzise wie Wasserstrahl- und Laserschneider sind, sind sie die beste Wahl für dicke elektrisch leitfähige Metallteile, da sie für solche Materialien schneller und kosteneffektiver sind.

Verformen

Dieser Prozess ist die kontrollierte Anwendung von Kraft, um Bleche in gewünschte Formen zu biegen oder zu formen. Verformungsprozesse umfassen Biegen, Formen, Stanzen und Strecken mit Matrizen sowie hydraulische und magnetische Bremsen.

Montage

Dies ist der Prozess, verschiedene bearbeitete Werkstücke zusammenzufügen, um ein Endprodukt zu bilden. Montageprozesse umfassen Schweißen, Löten, Nieten und manchmal Kleben.

Materialien

Die am besten geeigneten Metalle für diesen Prozess sind Aluminium und seine Legierungen, Stahl, Kupfer und seine Legierungen sowie Edelstahl. Die folgende Tabelle enthält die gängigsten Metallsorten für Blechbearbeitung.

Nachbearbeitungsoperationen

Gängige Nachbearbeitungsoperationen in der Blechbearbeitung sind Perlenstrahlen, Eloxieren, Pulverbeschichten und Lackieren. Für verformte oder geschweißte Materialien wird Wärmebehandlung durchgeführt, um Restspannungen abzubauen.

Vorteile der Blechbearbeitung

Einige Vorteile der Blechbearbeitung sind:

• Haltbarkeit: Der Prozess produziert hochhaltbare Produkte für Prototyping und Endanwendung
• Skalierbarkeit und Kosteneffizienz: Ob Einzelteil oder Serienfertigung von tausenden Teilen – Blechbearbeitung bietet eine schnelle und kosteneffektive Lösung.
• Materialauswahl: Zahlreiche Metalle können über diese Fertigungsmethode verarbeitet werden. Sie können aus hunderten Metallen mit unterschiedlichen wünschenswerten Eigenschaften wählen.
• Schnelle Durchlaufzeiten: Der Einsatz von CNC-Technologien macht den Prozess schnell und effektiv.

Branchen, die Blechbearbeitung einsetzen

Jede Branche, die Metallteile nutzt, würde wahrscheinlich Bedarf an Blechbearbeitung haben. Einige Branchen, die den Prozess einsetzen, sind:

• Maschinenbau
• Ingenieurwesen und Design
• Metallverarbeitung
• Elektronik
• Möbel und Stadtinfrastruktur
• Robotik
• Medizin und Gesundheitswesen
• Automobil
• Musikinstrumente
• Bauwesen

Fazit

Bei Xometry Europe bieten wir hochpräzise, schnelle und qualitativ hochwertige Blechbearbeitungsservices für die Erstellung von Teilen aus Blech wie Aluminium, Stahl, Kupferlegierungen und vielen anderen. Durch automatisierte Schneidtechnologien wie CNC-Laserschneiden, Plasmaschneiden, Wasserstrahlschneiden sowie Verformungs- und Montagetechnologien garantieren wir hohe Präzision und Qualität der Fertigteile.

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