Blech­umformung

Mittels Blechumformung hergestelltes Formteil

Bei der Blechumformung handelt es sich um eine Unterkategorie der Umformtechnik. Sie zeichnet sich durch die Art des Werkstücks aus: Im Gegensatz zur Draht- sowie Massivumformung kommen bei der Blechumformung ausschließlich Bleche zum Einsatz. Zu diesen Blechen zählen alle Rohteile aus Metall, deren Dicke deutlich geringer als die Länge und Breite ist. Die Bearbeitung der flachen Metallstücke kann mit vielfältigen Umformverfahren erfolgen.

Grundlagen der Blechumformung

Beim Umformen von Blechen gelten dieselben Prinzipien wie bei der Draht- und Massivumformung. Das Umformen basiert allein auf Krafteinwirkung – ein Hinzufügen oder ein Wegnehmen von Material ist bei dieser Technik nicht notwendig. Die Masse bleibt identisch, nur die Form verändert sich. Mit dieser Vorgehensweise sichern sich Unternehmen einige Vorteile:

  • optimale Materialausnutzung
  • effiziente Produktion
  • beanspruchungsgerechter Faserverlauf

In diesen Bereichen ist die Blechumformung wichtig

Verfahren der Blechumformung leisten in zahlreichen industriellen Bereichen wertvolle Dienste. Dazu zählt die Automobilindustrie, die vielfältige umgeformte Komponenten benötigt. Beispiele sind Kotflügel, Türen und Kofferraumdeckel. Auch bei Haushaltsgroßgeräten, Möbeln, sanitären Anlagen und Kochzubehör finden sich durch Blechumformung in Form gebrachte Bestandteile. Das gilt unter anderem für Gehäuse, Abdeckungen, Abzugshauben, Spülbecken und Kochtöpfe. Konservendosen sind ebenfalls Ergebnis eines Umformprozesses.

Die gängigsten Verfahren im Überblick

Für die Blechumformung kommen zahlreiche konkreten Umformverfahren infrage. Diese Verfahren lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien gliedern. Wenn die Temperatur unter der Rekristallisationstemperatur des jeweiligen Werkstücks liegt, handelt es sich zum Beispiel um eine Kaltumformung. Beim Umformen von Blechen ist diese Variante weit verbreitet, die Alternativen Warmumformung und Halbwarmumformung spielen eine untergeordnete Rolle.

Darüber hinaus lassen sich die Umformtechniken für Bleche nach der Art der Krafteinwirkung unterteilen. Es gibt folgende Grundtypen des Umformens (in den Klammern finden sich prominente Beispiele für die jeweilige Technik):

  • Druckumformen (Walzen, Freiformen)
  • Zugdruckumformen  (Tiefziehen, Durchziehen, Drücken)
  • Zugumformen (Längen, Tiefen, Weiten)
  • Schubumformen (Verschieben, Verdrehen)
  • Biegeumformen (freies Biegen, Gesenkbiegen, Walzbiegen)

Die Wahl des optimalen Verfahrens für die Blechumformung hängt von zahlreichen Faktoren ab. Welche Blechstärke weist das Rohteil auf? Wie komplex ist die Geometrie des angestrebten Werkstücks? Welche Anforderungen stellen Unternehmen an die Oberflächenqualität? Wie schnell lassen sich die Werkstücke herstellen? Welche Kosten fallen an? Mit diesen und weiteren Fragen befassen sich Ingenieure während der Planungsphase. Simulationsprogramme leisten bei der Beantwortung wertvolle Hilfe. Im Rahmen des Prototypenbaus können die Verantwortlichen konkret prüfen, ob sich die jeweiligen Qualitätsziele erreichen lassen.

Tiefziehen als Beispiel

Ein beliebtes Umformverfahren ist das Tiefziehen als Unterkategorie des Zugdruckumformens. Diese Technik kommt unter anderem beim Umformen von Kfz-Karosserieteilen zum Einsatz. Das Tiefziehen zeigt exemplarisch, dass es eine riesige Anzahl an Umformungstechniken gibt. So lässt sich diese Spezialform in drei Varianten realisieren:

  • mit Formwerkzeugen wie Stempeln
  • mit Wirkmedien wie Flüssigkeiten
  • mit Wirkenergie wie Magnetfeldern

Häufig nutzen Unternehmen feste Werkzeuge in Pressen. Verbreitet sind auch Kombinationen mit anderen Umformverfahren. Bei großflächigen Blechen, die in Bereichen wie dem Flugzeugbau erforderlich sind, eignet sich eine Kombination aus Streck- und Tiefziehen. Das Streckziehen geht mit dem Vorteil einher, dass sich mit diesem Verfahren große Bleche bearbeiten lassen. Es mangelt aber an der Ziehtiefe. Dieses Problem lösen Hersteller mit einem zusätzlichen Tiefziehen.

Hydroforming: Diese Vorteile bietet das innovative Verfahren

Bei der Blechumformung gibt es mit dem Hydroforming auch eine moderne Technik, die im Vergleich zum Tiefziehen durch mehrere Vorteile besticht. Beim Blech-Hydroforming handelt es sich um ein Hochdruckumformverfahren, bei dem Blechzuschnitte mit einem Fluid und unter hohem Druck die angestrebte Form annehmen. Unternehmen ziehen dieses Verfahren dem Tiefziehen vor, wenn sie sich folgende Vorzüge sichern wollen:

  • Einsparungen von bis zu 80 %
  • Hohe Oberflächenqualität
  • Kurze Entwicklungszeit von Werkzeug & Prototypen
  • Komplexe Geometrien & modernes Design

Wie bei allen Umformverfahren hängt die konkrete Wahl vom detaillierten Anforderungsprofil ab. So erweist sich die beeindruckende Wiederholungsgenauigkeit des Hydroformings vor allem bei komplexen Bauteilen als wichtig. Abweichungen können dazu führen, dass Komponenten nicht kompatibel sind oder ihre Funktion nicht zuverlässig erfüllen. Die Fertigungspräzision ist ein zentrales Kriterium bei der Verfahrenswahl. Bei Produkten wie einem Kochtopf lassen sich minimale Abweichungen in der Regel tolerieren: Hier bevorzugen viele Firmen andere Verfahren.

Inhouse-Lösung oder Outsourcing

Wie bei allen Umformverfahren fragt sich bei der Blechumformung, ob Hersteller eigene Maschinen nutzen oder diesen Produktionsschritt auslagern sollen. Für eine Inhouse-Fertigung spricht, dass Firmen die vollständige Kontrolle über den Produktionsprozess behalten und unabhängig von Zulieferern bleiben. Andererseits benötigen sie hierfür die entsprechenden Maschinen und Mitarbeiter, welche diese Maschinen bedienen. Fehlen diese Umformmaschinen bisher, müssen Betriebe hohe Investitionskosten stemmen. Zudem verlieren sie an Flexibilität, weil sie mit einer Maschine nur bestimmte Umformverfahren durchführen können. Es gibt gute Gründe, die Blechumformung Spezialisten wie FLUID forming zu überlassen. 

Häufig gestellte Fragen zur Blechumformung

Was ist Blechumformung?

Bei der Blechumformung bringen Maschinen flache Blechzuschnitte mit Krafteinwirkung in die gewünschte Form. Es verändert sich ausschließlich die Form des Blechs, die Masse ändert sich im Gegensatz zu anderen Verfahren wie spanabtragenden Verfahren nicht. Die Krafteinwirkung kann unter anderem durch mechanische Werkzeuge, Flüssigkeiten und Luft erfolgen.

Welche Umformverfahren gibt es?

Die Umformung von Blechen lässt sich mit vielfältigen Verfahren umsetzen. Infrage kommen Druck-, Zugdruck-, Zug-, Schub- und Biegetechniken. Gängige Verfahren der Blechumformung sind das Tiefziehen, das Walzen und das Hydroforming. Bei der Wahl der idealen Technik interessieren zahlreiche Aspekte wie Komplexität der angestrebten Geometrie und die gewünschte Oberflächenqualität. Auch die Maße des zu bearbeitenden Blechzuschnitts verdienen Beachtung.

Wie kann man prüfen, ob ein Blech zum Umformen geeignet ist?

Bei der Umformeignung kommt es insbesondere auf eine niedrige Festigkeit und eine hohe Bruchdehnung an. Auch andere Faktoren können je nach Umformverfahren eine Rolle spielen. In der Praxis haben sich für die diversen Techniken unterschiedliche Prüfmethoden etabliert.

Welche Materialien lassen sich mit Hydroforming umformen?

Diese Art der Blechumformung verwenden Hersteller unter anderem für Aluminium, Messing, Stahl, Edelstahl und Kupfer. Anbieter wie FLUID forming führen vor der Auftragsbearbeitung eine detaillierte Machbarkeitsanalyse durch – hierfür setzen sie innovative Simulationsprogramme für die Blech- oder Massivumformung ein.

FF Fluid Forming GmbH
Zur Mühle 2
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Lastrup-Nieholte

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