Praktischer Leitfaden zur Auswahl von Blechteilmaterialien

Blechteile bilden die Grundlage jeder modernen Industrie. Von der Automobilindustrie bis zur Luft- und Raumfahrt, von Hausfassaden bis hin zu Schwermaschinen – sie sind allgegenwärtig. Diese Vielfalt hat der Zerspanungsindustrie schrittweise zu neuen Höhen verholfen. Die Werkzeug- und Zerspanungsindustrie in Europa ist von 12,4 Milliarden Euro im Jahr 2020 auf 15,9 Milliarden Euro im Jahr 2024 gewachsen . Dies zeigt die weltweite Akzeptanz des Zerspanungsprozesses.

Ein effizienter Werkzeugprozess beginnt mit der Auswahl des richtigen Blechteils . Bei so vielen Optionen kann die Auswahl des richtigen Blechteils für Ihren Prozess jedoch überfordernd sein. Wir erleichtern Ihnen die Teileauswahl. Dieser Artikel enthält alles, was Sie wissen müssen, um die richtigen Blechteile für jede Aufgabe auszuwählen.

Welche verschiedenen Arten der Blechbearbeitung gibt es?

Blechbearbeitung ist ein Verfahren zur Formgebung dünner Metallbleche. Diese Bleche durchlaufen je nach gewünschtem Ergebnis verschiedene Prozesse wie Formen, Schweißen, Stanzen, Biegen, Schneiden und mehr.

Lassen Sie uns über einige der gängigsten Blechbearbeitungsverfahren sprechen :

Schneiden:

Schneiden ist einer der grundlegenden Prozesse der Metallverarbeitung. Es hilft Herstellern, Bleche in spezifischen Größen für unterschiedliche Anforderungen zu formen. Dabei kommen sowohl manuelle als auch automatisierte Verfahren zum Einsatz, von handgeführten Plasmaschneidern bis hin zum CNC-Maschinenschneiden.

Folgende Schnittarten werden üblicherweise verwendet:

• Schneiden mit Schere (manueller und weniger präziser Prozess)

• Scherenloses Schneiden (Halb- oder Vollautomatisch, hochpräzise)

Die Wahl der Schneideart hängt ganz von der beabsichtigten Anwendung ab. Beispielsweise wird das Blechschneiden in weniger kritischen Anwendungen und in kleinen bis mittleren Industriezweigen eingesetzt. Das scherfreie Schneiden hingegen wird aufgrund seiner Präzision und Genauigkeit in High-End-Anwendungen eingesetzt.

Bildung

Dies unterscheidet sich vom Schneideprozess. Beim Schneiden schneiden wir die Bleche auf die gewünschte Größe zu. Beim Formen hingegen biegen wir das Blech mechanisch, um die gewünschte Form und Eigenschaften zu erreichen.

Die Umformung ist ein mehrdimensionaler Prozess. Er umfasst üblicherweise:

• Biegen

• Stanzen

• Rollformen

• Dehnen

• Spinnen

Die Auswahl des richtigen Formungsprozesses führt zu weniger Abfall, größerer Designflexibilität, besseren Vorlaufzeiten und einer Qualität, die strengen Qualitätsstandards entspricht.

Stanzen

Mit diesem Verfahren werden Löcher in Ihre individuellen Blechteile geschnitten . Ein Metallstempel perforiert die Bleche an den gewünschten Stellen. Dieses Verfahren eignet sich für Großindustrien mit unterschiedlichen Werkzeuganforderungen.

Montage

Dies ist wahrscheinlich die kritischste Phase des Werkzeugherstellungsprozesses. Hier werden die einzelnen Teile zur endgültigen Baugruppe zusammengefügt. Ein falscher Schritt und das Endprodukt entspricht nicht dem Prototyp.

Diese Phase umfasst normalerweise:

• Schweißen

• Nieten

• Löten

• Industrieklebstoffe.

Die Art des verwendeten Montageprozesses hängt von der Produktverwendung, dem Budget Ihres Kunden und den allgemeinen Endbearbeitungsanforderungen ab.

Pulverbeschichtung (optional)

Obwohl dieser Prozess die mechanischen Eigenschaften der Endmontage nicht direkt beeinflusst, trägt er wesentlich zur Verbesserung der Gesamtverarbeitung bei. Bei diesem Verfahren wird ein elektrostatisches Pulver auf eine geladene Metallkomponente (oder auf die gesamte Baugruppe) aufgetragen.

Welche Blechmaterialien werden am häufigsten verwendet?

Ebenso vielfältig wie die Prozesse sind auch die verwendeten Metalle im Werkzeugbau. Der globale Blechmarkt wächst rasant und wird bis 2032 einen Umsatz von 484,6 Milliarden US-Dollar erreichen . Das entspricht einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 4,9 %.

Und welche Metalle tragen zu diesem Anstieg bei? Stahl, Aluminium und andere.

Hier sind einige der am häufigsten verwendeten Materialien für Blechteile :

Aluminiumlegierungen

Aluminium wird in verschiedenen Branchen häufig als Blechteil verwendet. Einige der gängigen Aluminiumlegierungen, die in der Bearbeitung verwendet werden, sind:

• Aluminium 5052

• Aluminium 5754

• Aluminium 5083

• Aluminium 6060

Mit einer Zugfestigkeit von 173–540 Megapascal (MPa) werden diese Aluminiumlegierungen in verschiedenen Branchen eingesetzt, von der Automobilindustrie bis zur Luft- und Raumfahrt.

Edelstahl

Stahl ist bekannt für seine hervorragende Schweißbarkeit und außergewöhnliche Zugfestigkeit unter Belastung. Einige der gängigen Legierungen für die Bearbeitung:

• Stahl 1.0117

• Stahl 1.0038

• Stahl 1.0117

• Stahl 1.7218

• Stahl 1.0044

• Stahl 1.0503

Diese Stahllegierungen haben eine Zugfestigkeit von 350–630 Megapascal (MPa) . Dank seiner hohen Korrosionsbeständigkeit, guten Bearbeitbarkeit, Schweißbarkeit und unübertroffenen Zugfestigkeit ist Stahl eines der am häufigsten verwendeten Blechmetalle weltweit.

Messing

Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. In der Regel besteht Messing zu 55–95 % aus Kupfer und zu 5–45 % aus Zink. Bei einem geringeren Zinkgehalt lässt sich Messing leicht formen, löten und bearbeiten. Ein höherer Kupferanteil hingegen legiert Messing und bildet eine oxidative Schicht, die es korrosionsbeständig macht.

Obwohl dies die gängigsten Bleche sind, werden für spezielle Anwendungen auch andere Metalle wie Kupfer, Weichstahl, verzinkter Stahl und Titan verwendet.

So sieht der Kostenvergleich verschiedener Metalle aus, wobei Kupfer die teuerste Option darstellt. Stahllegierungen sind die Arbeitspferde der Werkzeugindustrie und bieten ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis.

Wichtige mechanische Faktoren bei der Auswahl von Blechmaterialien

In jedem Bereich gilt: Je mehr Sie wissen, desto schwieriger ist die Entscheidungsfindung. Nachdem Sie nun die verschiedenen Bearbeitungsverfahren und Blechteiltypen kennen, ist es eine schwierige Aufgabe, das für Ihren Prozess geeignete Verfahren auszuwählen.

Wenn Sie jedoch die folgenden Faktoren berücksichtigen, können Sie das richtige Blechmaterial auswählen:

• Zugfestigkeit (wichtig für Strukturbauteile und tragende Punkte)

• Streckgrenze (kritisch bei Form- und Bettungsvorgängen)

• Duktilität (ein wichtiger Faktor bei Karosserieteilen und Küchengeräten)

• Härte (sie hat direkten Einfluss auf Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit)

• Formbarkeit (beeinflusst Biege-, Stanz- und andere Formvorgänge)

• Schlagfestigkeit (eine höhere Schlagfestigkeit ist in Umgebungen mit hoher Belastung und Vibrationen ein Muss)

• Korrosionsbeständigkeit (ein Muss für langfristige Haltbarkeit)

Der richtige Ansatz besteht darin, den Endzweck im Auge zu behalten und dann das am besten geeignete Material für den Prozess auszuwählen. Die oben genannten Faktoren helfen dabei, festzustellen, ob das gewählte Material den Zweck in Ihrer gewünschten Anwendung erfüllen kann.

Welche Fertigungs- und Produktionsverfahren sind mit unterschiedlichen Blechen möglich?

Maßgefertigte Blechteile werden heute in fast allen Bereichen eingesetzt, von Blechteilen für die Automobilindustrie bis hin zu Elektronik, Möbeln und allem, was dazwischen liegt.

Dies sind einige der Branchen/Prozesse, die am meisten von Metallblechen profitieren:

• Automobilindustrie

• Luft- und Raumfahrtindustrie

• Bauwesen & Architektur

• Industrielle Maschinen und Geräte

• Unterhaltungselektronik

• Möbel & Innenarchitektur

• Medizinische Geräte

• Elektro- und Energiesektor

Und die Liste geht noch weiter … Diese Blechteile sind überall, wir brauchen nur das Auge, um sie zu sehen.

Letzte Worte

Die Auswahl des richtigen Blechteils spart Ihnen zusätzliche Nacharbeitskosten, bietet hohe Haltbarkeit und hält bei jedem Bearbeitungsprojekt länger. Wenn Sie die oben genannten Faktoren berücksichtigen, treffen Sie mit Sicherheit die richtige Wahl, die Ihren Projektanforderungen entspricht.

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Häufig gestellte Fragen:

F: Was ist der Unterschied zwischen Blechbearbeitung und Stanzen?

A: Fertigung ist ein weit gefasster Begriff, der den gesamten Prozess vom Schneiden bis zur Montage umfasst. Stanzen ist ein spezieller, hocheffizienter Umformungsprozess mit speziellen Matrizen, der sich am besten für die Massenproduktion eignet.

F: Welche Aluminium- oder Edelstahlsorte sollte ich für mein Projekt wählen?

A: Edelstahl 304 ist eine Allzwecksorte, 316 bietet eine höhere Korrosionsbeständigkeit und 430 ist kostengünstiger. Aluminium 6061 ist robust und schweißbar, 5052 ist beständig gegen Meeresumgebungen und 3003 lässt sich gut formen.

F: Welche Dicke kann eine CNC-Stanzpresse verarbeiten?

A: Als Faustregel gilt, dass eine typische CNC-Stanzpresse bis zu 3 mm Edelstahl, 4 mm Weichstahl und 5 mm Aluminium verarbeiten kann.

F: Was ist die „4T-Regel“ im Blechdesign?

A: Die 4T-Regel ist eine wichtige DFM-Richtlinie, die besagt, dass Löcher oder andere Merkmale mindestens das Vierfache der Materialstärke (4T) von einer Biegelinie entfernt sein sollten, um Verformungen zu vermeiden.

F: Warum ist die ISO 9001-Zertifizierung für einen Blechverarbeiter wichtig?

A: Die ISO 9001-Zertifizierung zeigt an, dass ein Hersteller über ein ausgereiftes Qualitätsmanagementsystem verfügt, das eine gleichbleibende Produktqualität, kontinuierliche Verbesserung und einen Fokus auf die Kundenbedürfnisse gewährleistet, was sich in einer höheren Zuverlässigkeit für den Kunden niederschlägt.

F: Wie werden die Kosten eines Blechteils berechnet?

A: Die Kosten werden durch mehrere Faktoren bestimmt, darunter Materialkosten, Verarbeitungskosten (Maschinenzeit x Rate), Einrichtungskosten, Arbeitskosten, Endbearbeitungskosten und Gemeinkosten.

F: Ist 3D-Druck günstiger als die Blechbearbeitung?

A: Das hängt vom Volumen ab. Für einzelne Prototypen oder kleine Serien ist der 3D-Druck in der Regel günstiger. Bei der Großserienproduktion sind herkömmliche Blechbearbeitungsverfahren aufgrund von Skaleneffekten pro Teil deutlich kostengünstiger.

F: Wie funktioniert das Eloxieren?

A: Eloxieren ist ein elektrochemischer Prozess, der hauptsächlich für Aluminium verwendet wird. Das Werkstück wird in ein saures Elektrolytbad getaucht und von elektrischem Strom durchflossen. Dadurch bildet sich auf der Oberfläche eine harte, haltbare und korrosionsbeständige Aluminiumoxidschicht. Diese Schicht kann auch eingefärbt werden.

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