Einführung in Metallbearbeitungstechniken

Es gibt so viele Arten von Metallherstellungstechniken, wie es Arten von Metalllegierungen gibt, aus denen Sie wählen können. Egal, ob Sie Anfänger, Spezialist in einer bestimmten Technik oder ein Metallbearbeitungsvirtuose sind, es gibt immer etwas Neues zu lernen.

Metallherstellungstechniken können additiv oder subtraktiv, automatisiert oder manuell oder etwas ganz anderes sein. Hier sehen wir uns eine Vielzahl von Metallherstellungstechniken an, von traditionell bis modern, und diskutieren einige ihrer gängigen Anwendungen.

Traditionelle Metallherstellungstechniken

Die folgenden traditionellen Metallherstellungstechniken gehören noch heute zu den beliebtesten und am häufigsten verwendeten Methoden in der metallverarbeitenden Industrie.

Schneiden

Viele der gebräuchlichsten Metallherstellungstechniken fallen unter die Kategorie der Schneidvorgänge oder jeder Technik, bei der ein Werkzeug verwendet wird, um Material von dem Werkstück zu spalten oder zu entfernen. Während automatisierte Technologien wie die CNC-Bearbeitung für viele Fertigungsvorgänge zur ersten Wahl geworden sind, werden manuelle Techniken und Werkzeuge immer noch häufig verwendet.

Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für manuelle Schneidetechniken:

Technik	Beschreibung	Anwendungen
Sägen	Verwendet eine Hochleistungsklinge, um ein großes Werkstück in kleinere Stücke zu schneiden	Anfangszuschnitt von Werkstücken auf eine geeignete Größe und Form für weitere Bearbeitungsschritte
Scheren	Verwendet ein Scherwerkzeug wie eine Schere, um Blech zu schneiden	Schneiden gerader Linien oder Beschneiden von überschüssigem Material aus Blech
Drehen	Ein Bearbeitungsprozess, bei dem Material vom Werkstück entfernt wird, indem es gegen ein stationäres Werkzeug gedreht wird	Herstellung von Teilen oder Merkmalen mit Rotationssymmetrie, wie Löcher, Gewinde und kreisförmige Teile wie Lager
Fräsen	Ein Bearbeitungsprozess, bei dem durch ein rotierendes Werkzeug Material vom Werkstück abgetragen wird (das Gegenteil vom Drehen)	Schneiden präziser Merkmale und Formen eines Werkstücks zu einem fertigen oder halbfertigen Teil
Räumung	Verwendet ein Werkzeug mit einer Reihe von Schneidzähnen, um linear in ein Werkstück zu schneiden	Wird für hochpräzise Schnitte und zum Schneiden von Sonderformen wie Keilnuten verwendet
Schleifen	Verwendet eine Schleifscheibe, um allmählich Material vom Werkstück zu entfernen	Wird für Endbearbeitungen verwendet, um das Teil zu glätten oder zu entgraten

Schweißen

Während Schneidtechniken Material von einem Werkstück entfernen, können andere Techniken Metallteile miteinander verbinden. Schweißen – das Verbinden zweier Metallteile durch Erhitzen ihrer Oberflächen auf ihren Schmelzpunkt – ist die gebräuchlichste Methode, dies zu tun.

Es gibt viele Arten des Schweißens, aber dies sind die vier häufigsten:

Technik	Beschreibung	Anwendungen
Metall-Inertgasschweißen (MIG)	Verwendet einen verbrauchbaren Draht, der den elektrischen Strom leitet, um das Metall zu erhitzen, und der Füller liefert, um die Schweißnaht zu erzeugen	Verwendet für große oder dicke Metalle; schneller und einfacher als WIG-Schweißen
Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG)	Verwendet eine nicht verbrauchbare Wolframelektrode zum Erhitzen des Metalls, die mit oder ohne Füllstoff verwendet wird	Wird normalerweise für dünnere Materialien wie Rohre verwendet; langsamer, teurer und schwieriger als das MIG-Schweißen
Punktschweißen	Direkt auf das Werkstück aufgebrachte Elektroden legen elektrischen Strom an und erzeugen über den Innenwiderstand des Metalls die Schweißwärme	Wird verwendet, um zwei oder mehr Bleche miteinander zu verschweißen
Stick-Schweißen	Verwendet einen mit Flussmittel überzogenen Verbrauchsfüllstab	Verwendet für dickere Metalle und Schweißen im Freien bei Wind oder Regen, da kein Schutzgas erforderlich ist

Bildung

Umformtechniken formen das Metallwerkstück um, indem sie es physikalisch verformen. Es wird kein Material hinzugefügt oder entfernt.

Viele vorgelagerte Arbeitsgänge, die von Werken zur Herstellung des anfänglichen Metallmaterials verwendet werden, einschließlich Schmieden, Walzen und Extrudieren, sind Umformtechniken. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für Umformvorgänge, die von Herstellern häufiger verwendet werden:

Technik	Beschreibung	Anwendungen
Hämmern	Verwendet einen Hammer, um Blech manuell gegen eine geformte Oberfläche oder Matrize zu formen	Wird verwendet, um Blech zu gebogenen oder komplexen Profilen zu formen
Biegen	Verwendet eine Abkantpresse oder eine ähnliche Maschine, um ein Blech oder Rohr um eine Matrize zu zwingen	Wird verwendet, um eckige Formen in dünnen Metallteilen wie Blechgehäusen oder Metallrohren zu erzeugen
Stempeln	Wendet eine äußere Stoßkraft an, um das Werkstück plastisch zu verformen	Wird verwendet, um Blech in bestimmte gewünschte Formen zu bringen

Automatisierte Metallherstellungstechniken

Alle oben genannten Metallherstellungstechniken können mit einfachen, manuellen Werkzeugen durchgeführt werden – tatsächlich werden einige dieser Techniken seit Tausenden von Jahren verwendet und werden noch heute verwendet.

Die moderne Technologie ermöglicht es jedoch, viele dieser Techniken weitgehend zu automatisieren. Computer Numerical Control oder CNC verwendet Software zur Automatisierung von Werkzeugmaschinen, die es ihnen ermöglicht, extrem präzise, ​​konsistente Merkmale zu produzieren.

Die CNC-Technologie hat viele der manuellen Werkzeuge und Maschinen in großen Fertigungsanlagen ersetzt. Darüber hinaus hat es die Tür zu völlig neuen Metallherstellungstechniken wie dem 3D-Druck geöffnet. Diese Technologien werden auch immer zugänglicher, da erschwingliche CNC-Maschinen für kleine Geschäfte und Heimwerker zunehmend verfügbar sind.

CNC-Schneidtechniken

Nahezu jede Metallbearbeitungstechnik kann CNC-automatisiert werden. Nachfolgend sind einige der häufigsten Typen aufgeführt:

Technik	Beschreibung	Anwendungen
CNC-Bearbeitung	Führt Fräs-, Dreh- oder Fräsoperationen mit CNC-Code aus	Wird für alle Arten von Präzisionsfertigung verwendet
Wasserstrahlschneiden	Ein unter hohem Druck stehender feiner Wasserstrahl, der manchmal Schleifmittel enthält, wird zum Schneiden von Material verwendet	Kann praktisch alles schneiden, einschließlich sehr weicher und sehr harter Materialien. Wird verwendet, wenn extreme Präzision erforderlich ist oder um die Hitze zu vermeiden, die durch andere Schneidmethoden erzeugt wird
Laser-/Plasmaschneiden	Verwendet einen fokussierten Laserstrahl oder Plasmastrahl, um Material zu schneiden oder zu ätzen	Wird aufgrund seiner Geschwindigkeit und Tragbarkeit häufig bei Bauarbeiten vor Ort verwendet

Additive Fertigung

Die additive Fertigung ist die neueste Metallfertigungstechnik. Im Gegensatz zu subtraktiven Vorgängen wie dem Schneiden, bei denen Material vom Werkstück entfernt wird, bauen additive Fertigungstechniken ein Werkstück jeweils eine Materialschicht auf, indem kleine Materialmengen aufgetragen werden.

Die Technologien der additiven Metallherstellung werden ständig weiterentwickelt und verbessert, wobei ständig völlig neue Verfahren eingeführt werden. Die beiden, denen Sie am ehesten begegnen werden, sind Powder Bed Fusion und Binder Jetting.

Technik	Beschreibung	Anwendungen
Pulverbettfusion	Verwendet einen Laser- oder Elektronenstrahl, um Metallpulver zu erhitzen und zu festen Formen zu verschmelzen	Wird verwendet, um komplexe Formen zu erstellen, die mit herkömmlicher Bearbeitung unmöglich wären
Spritzen von Metallbindern	Benutzt einen Druckkopf, um ein flüssiges Bindemittel auf ein Bett aus Metallpulver aufzutragen, um ein festes Teil zu erzeugen, das dann gesintert werden muss	Ähnliche Anwendungen wie beim Pulverbettschmelzen, aber tendenziell günstiger

Lokale, präzisionsgeschnittene Materialien für alle Metallverarbeitungstechniken

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Für spezielle Materialien oder Formen können wir auch Präzisions-Wasserstrahlschneiden arrangieren.