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Biegen / Abkanten

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Biegeprozess

Das Dreipunktbiegen, auch bekannt als Luftbiegen, ist ein verbreitetes Verfahren zur Umformung von Blechen. Es wird verwendet, um präzise Biegungen in verschiedenen Materialien wie Stahl, Aluminium und anderen Metallen zu erzeugen.

Beim Luftbiegen wird das Blech in eine Abkantpresse eingespannt, wobei das Werkzeug (Stempel) und die Matrize (Gesenk) eine wesentliche Rolle spielen. Der Stempel drückt das Blech in das v-förmige Gesenk, ohne es vollständig zu durchdrücken. Dies führt zu einer dreipunktigen Kontaktstelle, die dem Verfahren seinen Namen gibt. Der Druck des Stempels und die Tiefe des Eindringens bestimmen den Biegewinkel und den Biegeradius.

Ein wesentlicher Vorteil des Luftbiegens ist seine Flexibilität. Der gleiche Stempel und das gleiche Gesenk können für eine Vielzahl von Biegewinkeln und -radien verwendet werden, indem die Eindringtiefe angepasst wird. Dies macht das Verfahren besonders kosteneffizient und vielseitig. Zudem werden geringere Kräfte benötigt, da das Blech nicht vollständig in die Matrize gepresst wird, wie es beim Prägebiegen der Fall ist.

Jedoch gibt es auch Herausforderungen. Die Präzision des Biegewinkels kann variieren, da sie stark von der Materialdicke, der Härte des Blechs und der genauen Positionierung des Blechs in der Presse abhängt. Zudem besteht ein höheres Risiko für Rückfederungseffekte, die nach dem Biegevorgang auftreten und den Winkel leicht verändern können.

Zusammenfassend bietet das Dreipunktbiegen eine flexible und effiziente Methode zur Blechumformung, die sich besonders für kleine bis mittelgroße Serien eignet und eine schnelle Anpassung an unterschiedliche Biegeanforderungen ermöglicht.

Biegeradien und Winkel

Wir ermitteln anhand der bereitgestellten Zeichnungsdaten, dem gewünschten Material und der Blechdicke die optimalen Werkzeugpaarungen. Bitte beachten Sie, dass die Radien fertigungsbedingt von der Zeichnungsvorgabe abweichen können.

Biegung von Blechen unter 90° Innenwinkel können in der Regel nur bis zu einer Dicke von 6 mm hergestellt werden, da wir hier auf Biegematrizen mit einer maximalen Gesenköffnung von 30° zurückgreifen. Bei einer Dicke ab 8 mm verwenden wir Biegematrizen mit einer Gesenköffnung von 78° und somit sind hier nur Innenwinkel von maximal 90° herstellbar. Es ist wichtig zu beachten, dass ab einer Dicke von 3 mm ein erhöhtes Rissrisiko besteht, insbesondere bei kleinen Biegewinkeln. Schmale Biegelaschen können das Rissrisiko weiter erhöhen. Bei Aluminiumblechen ist das Auftreten von Rissen bereits bei geringeren Dicken zu beobachten.

Grundsätzlich sind die bearbeitbaren Materialien durch die genutzte Matrize und die Biegekraft der Abkantpresse begrenzt. In der Regel können wir Bleche bis max. 10 mm bearbeiten und bei kurzen Biegeteilen sind bis zu 12 mm möglich.

Löcher und Ausbrüche in der Nähe der Biegezone

Bohrungen oder Aussparungen nahe an einer Biegekante können sich beim Biegen verziehen. Der Bereich zwischen den orange markierten Bereichen am Unterwerkzeug verformt sich während des Biegens. In diesem Bereich sollten keine Aussparungen sein. Schräg verlaufende Bereiche beeinflussen das Biegeergebnis ebenfalls negativ. Die Verformungszone entspricht der kürzest möglichen Schenkellänge.

Wenn Bohrungen oder Konturen konstruktionsbedingt nahe an der Biegekante liegen müssen, empfiehlt sich der Einsatz von so genannten Entlastungsschnitten. Das sind gezielte Kerben oder Einschnitte am Bauteil. Diese dienen der Aufnahme von Spannungen im Blech während des Biegevorgangs und bringen eine bessere Formgenauigkeit hervor.

Diese Einschnitte sorgen ferner für eine geringere Gefahr von Rissen durch die Biegung. Sollte es aus ästhetischen oder statischen Gründen erforderlich sein, dann können diese Entlastungsschnitte nach der Biegung auch wieder verschweißt und ggf. verschliffen werden. Da die Gestaltung dieser Aussparungen von der verwendeten Matritze sowie dem eingesetzten Material abhängig ist, sollten sie im Vorfeld der Konstruktion mit einem unserer Ansprechpartner in Verbindung treten – wir beraten sie hier gern.

Auch die Verwendung einer Kippmatrize kann die Verformungen erheblich reduzieren, da die Auflage bei diesem Werkzeug wesentlich größer und sehr nahe an der Biegelinie ist.

Bitte beachten Sie, dass dieser konstruktionsbedingte Verzug der Biegeteile kein Grund zur Beanstandung darstellt.

Kantabdrücke

Bei Biegeteilen kann es fertigungstechnisch zu Kantabdrücken des Werkzeuges auf dem Bauteil kommen. Abhängig vom verwendeten Material und Werkzeug können diese Abdrücke unterschiedlich stark ausfallen. Es ist daher wichtig ggf. Sichtseiten bei der Bestellung anzugeben. Durch die Verwendung von Folien zwischen Biegeteil und Werkzeug können diese Abdrücke reduziert werden. Die häufig verwendete Schutzfolie des Bleches reduziert die Kantabdrücke nicht nachhaltig, es ist hierfür auf jeden Fall eine spezielle Kantfolie erforderlich. Abhängig von der Bauteilgeometrie kann auch durch die Verwendung von so genannten Kippmatrizen eine Reduzierung der Kantabdrücke erzielt werden. Bitte informieren Sie uns im Bestellprozess, ob eine Reduzierung der Biegeabdrücke notwendig ist. Aus den vorgenannten Gründen stellen also Kantabdrücke keinen Mangel dar.

Bild Biegefolie im Halter von UKB, Bauteil mit typischen Kantabdrücken, Video: V-Kantung, Biegefolie, Kippmatrize immer der gleiche Winkel in gleicher Einbausituation

Kippmatrize

Die Kippmatrizen verfügen über schwenkende Auflageflächen und ermöglichen somit ein markierungsarmes Abkanten, da das Blech nicht über die üblicherweise V-förmige Matrize gezogen wird.

Die mitschwenkenden Auflageflächen ermöglichen darüber hinaus das Abkanten von sehr kurzen Schenkeln. Weiterhin reduzieren diese Werkzeuge die Verformungen bei Durchbrüchen und Bohrungen in der Nähe der Kantlinie. Auf Grund der durchgängigen Aufbauweise ist der Einsatz dieses Werkzeugs nicht immer möglich, da insbesondere Unterbrechungen im Unterwerkzeug nicht möglich sind. Weiterhin sind, wie auch bei den normalen V-Matrizen, für unterschiedliche Materialstärken unterschiedliche Kippmatrize notwendig.

Bitte beachten Sie, dass die bekannten Biegeverkürzungen der herkömmlichen V-Matrizen bei der Verwendung von Kippmatrizen abweichen. Sprechen Sie bitte in jedem Fall im Vorfeld Ihrer Konstruktion diese Details mit uns ab.

Rehfuß-Stempel

Bei der Bearbeitung von Bauteilen mit einer ungünstigen Bauteilform kommen häufig Rehfuß-Werkzeuge zum Einsatz. Die Entscheidung für einen normalen oder einen Rehfuß-Stempel richtet sich nach den spezifischen Biegeteilkonturen. Durch ihre besondere Form gewährleisten sie eine sichere Führung des Werkstücks und ein präzises Biegeergebnis. Rehfußwerkzeuge sind auf Grund ihrer Geometrie weniger belastbar. Bitte halten Sie bei der geplanten Verwendung von diesem Werkzeugtyp in Ihrer Konstruktion Rücksprache mit unseren Ansprechpartnern.

Stepp-Kantungen / Segmentkantung

Die Herstellung von Trichtern und nicht rollbaren Konturen lassen sich häufig mittels Stepp-Kant-Verfahren formen. Dabei wird das Material in kurzen, aufeinanderfolgenden Schritten mit kleinen Biegewinkeln gekantet und es entsteht eine halbrunde Form.

Geschlossene Wannen

Die maximale Höhe einer allseitig gekanteten Wanne beträgt 205 mm, bedingt durch die Hubhöhe unseres Oberwerkzeugs. Für höhere Bauteile empfehlen wir eine mehrteilige Konstruktion, die nach dem Kanten geschweißt wird. In diesem Fall können nicht alle Seiten gekantet werden und die verbliebenen Seiten können beispielsweise eingeschweißt oder genietet werden. Neben dem Kanten ist auch das Schweißen Teil unseres Leistungsspektrums. Gerade bei Edelstahlbauteilen empfiehlt sich hier das Laserschweißen mit seinen spezifischen Vorteilen.

Umschlagen

Unter Umschlagen oder Falzen verstehen wir das Biegen eines Blechs auf sich selbst. Zunächst bildet man durch Luftbiegen einen spitzen Winkel, anschließend wird der aufrechte Rand zugedrückt. Diese Technik wird in der Regel verwendet, um abgerundete Kanten zu erzeugen oder ein Werkstück zu verstärken. Mit unseren aktuell vorhandenen Werkzeugen können wir Umschläge bis zu einer Materialstärke von maximal 1,5 mm herstellen. Je nach verwendetem Material können bei Umschlägen Risse entlang der Biegezone auftreten.

Hilfskantung

Bei einer Hilfskantung wird ein Blech an einer bestimmten Stelle gekantet, um Freiraum für die nachfolgenden Kantenprozesse zu schaffen. In der Regel wird diese Hilfskantung im Laufe des Biegeprozesses wieder zurückgebogen, da diese für die endgültige Form nicht notwendig ist. Es handelt sich hier also nur um eine temporäre Umformung auf dem Weg zum endgültigen Erscheinungsbild. Leider bleiben durch den Biegeprozess der Hilfskantung Bearbeitungsspuren auf dem Bauteil zurück. Dadurch empfiehlt sich diese Methode nur bei Bauteilen bzw. Bauteilbereichen, die nicht im Sichtbereich der späteren Verwendung sind.

Kanthilfen

Eine Kanthilfe sind spezielle Werkzeuge oder temporäre Werkstückerweiterungen, die im Kantprozess eingesetzt werden, um die Genauigkeit und Qualität von Biegearbeiten zu verbessern. Sie unterstützen den Biegevorgang und sorgen dafür, dass das Blech präzise und wiederholgenau in die gewünschte Form gebracht wird.

Laser-Kant-Bauteile können nicht immer direkt in ihrer endgültigen Form zugeschnitten und anschließend gekantet werden, da beispielsweise gerade Anschlagpunkte fehlen, das gewünschte Schenkelmaß zu kurz oder zu schmal ist. Damit dies möglich wird, werden an dem Bauteil so genannte Biegehilfen belassen, die im nächsten Schritt das Biegen ermöglicht und anschließend entfernt werden. Dabei können diese Biegehilfen mit einem Winkelschleifer oder einer Säge händisch entfernt werden. In der Regel werden zusätzlicher Leeren dafür erstellt oder entsprechende Markierungen beim Laserzuschnitt am Bauteil angebracht. Ab einer gewissen Stückzahl oder bei besonders genauen Maßanforderungen kann auch eine Fräsmaschine oder nachmals die Laserschneidmaschine zum Einsatz kommen.