Metallumformung
Metallumformung ist der Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen metallische Werkstücke in ihrer Form verändert werden, ohne dass ihr Materialgefüge dabei grundsätzlich umgestaltet wird. Die Verfahren sind äußerst vielfältig und reichen von einfachen Biegeprozessen bis hin zu komplexen Hochdruckumformverfahren. Metallumformung ist ein integraler Bestandteil der modernen Fertigungstechnik und findet in einer Vielzahl von Branchen und Industrien Anwendung.
Arten der Metallumformung
Es gibt viele verschiedene Umformverfahren in der Metallumformung. Einige der bekanntesten sind:
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Schmieden:
Hier wird das Metall durch Hammerschläge oder Pressen in die gewünschte Form gebracht.
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Walzen:
Metall wird zwischen zwei Rollen hindurchgeführt und so verformt.
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Ziehen:
Dabei wird das Metall durch eine Matrize gezogen, um seine Form zu ändern.
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Biegen:
Das Werkstück wird um eine Achse gebogen, um es zu formen.
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Drücken:
Material wird durch eine Stempelpresse in eine Form gedrückt, oft zur Herstellung von hohlen oder komplex geformten Teilen.
Hydroforming im Kontext der Metallumformung
Beim Hydroforming handelt es sich um ein innovatives Hochdruckumformverfahren, das auf dem Einsatz eines Wirkmediums basiert. Mit dieser Methode lassen sich Rohre und Blechplatinen in die gewünschte Form bringen. Bei der Bearbeitung von Platinen erweist sich das Hydroforming als eine effektive Alternative bzw. Ergänzung zum konventionellen Tiefziehen.
Warm- und Kaltumformung
In der Metallumformung unterscheidet man grundsätzlich zwischen der Warm- und der Kaltumformung:
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Warmumformung:
Bei der Warmumformung wird das Metall auf eine Temperatur erhitzt, die über der Rekristallisationstemperatur des Materials liegt. Dadurch lassen sich auch komplexe Geometrien mit weniger Kraftaufwand umsetzen. Ein weiterer Vorteil ist die Verbesserung der Materialeigenschaften durch mögliche Gefügeänderungen. Typische Warmumformverfahren sind das Schmieden und das Warmwalzen.
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Kaltumformung:
Bei der Kaltumformung wird das Metall bei Raumtemperatur oder nur geringfügig erhitzter Temperatur verarbeitet. Das erfordert zwar mehr Kraft, ermöglicht jedoch eine bessere Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit. Häufig eingesetzte Kaltumformverfahren sind das Kaltfließpressen, das Tiefziehen und das Hydroforming.
Es ist wichtig, die Wahl zwischen Warm- und Kaltumformung sorgfältig abzuwägen, da beide Verfahren ihre eigenen Vorteile und Nachteile haben und sich unterschiedlich auf die Eigenschaften des Endprodukts auswirken können.
Einfluss der Materialstärke auf die Wahl des Umformverfahrens
Die Dicke des Ausgangsmaterials spielt eine entscheidende Rolle bei der Auswahl des geeigneten Umformverfahrens. Hier sind einige Überlegungen:
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Dünne Materialien:
Bei dünnen Blechen sind Verfahren wie Tiefziehen, Drücken und Biegen besonders geeignet. Die geringe Materialstärke erlaubt eine schnelle und präzise Verformung.
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Mittlere Materialstärken:
Bei Materialien mittlerer Dicke sind oft Verfahren wie Walzen und Schmieden angebracht. Diese ermöglichen trotz des höheren Widerstands des Materials eine effiziente Umformung.
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Dicke Materialien:
Bei dickeren Materialien wird oft auf Schmieden oder spezialisierte Pressverfahren zurückgegriffen. Hier ist die Anwendung von größerer Kraft notwendig, um die gewünschte Form zu erreichen.
Hydroforming eignet sich insbesondere für Materialien mittlerer bis dünner Stärke, da der Einsatz von Flüssigkeiten eine gleichmäßige und präzise Umformung ermöglicht, die bei herkömmlichen Verfahren schwieriger zu erreichen wäre.
Materialien und Bearbeitung
Die Metallumformung kann bei einer Vielzahl von Materialien angewendet werden, darunter Stahl, Aluminium, Kupfer und Titan. Jedes Material hat seine eigenen Bearbeitungsmöglichkeiten und Anforderungen, sodass Umformmaschinen entsprechend ausgewählt und konfiguriert werden müssen.
Anwendungsbeispiele
Die Metallumformung findet in vielen Industriezweigen Anwendung, darunter:
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Automobilindustrie:
Herstellung von Karosserieteilen, Achsen, Getriebekomponenten.
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Luft- und Raumfahrt:
Produktion von Flugzeugteilen und Raketenkomponenten.
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Bauwesen:
Herstellung von Trägern, Verstrebungen und anderen Bauteilen.
Technische Details
Im Bereich der Metallumformung werden diverse Formteile und Umformtechniken verwendet. Die Maschinen und Ausrüstungen, die dabei zum Einsatz kommen, reichen von einfachen Handwerkzeugen bis hin zu hochkomplexen CNC- oder auch Hydroforming-Umformmaschinen, wie dem Fluid Forming FormBalancer.
