Bleche biegen

Biegen ist das Umformen von Blechen durch Einwirkung einer Kraft, welche entweder punktuell oder als Streckenlast gleichmäßig, linear auf einer bestimmten Länge auf das Material einwirkt. Diese Krafteinwirkung wird auch Biegemoment genannt. Die Stärke des Biegemomentes bestimmt den Grad der Verformung. Das Biegen von Blechen kann sowohl auf Abkantpressen, Rundbiege- und Prägemaschinen erfolgen.

Am Beispiel einer Abkantpresse wird das Oberwerkzeug mit einer bestimmten Kraft (F1)auf das Blech gedrückt. In Summe, mit derselben Kraft (F2), jedoch in entgegengesetzter Richtung wirken die Auflagepunkte der Matrize der Presskraft entgegen. Die Kombination zwei gleich starker Kräfte, die parallel ausgerichtet sind, jedoch in gegensätzliche Richtungen zueinander wirken, bilden ein Kräftepaar. Die Wirkung dieses Kräftepaares muss jedoch so stark sein, dass sich das Blech dauerhaft verbiegt und nach dem Einwirken der Kräfte die gewünschte Form erhalten bleibt.

Kräftepaar

Um dies zu erreichen, sind Kenntnisse über die statische Belastbarkeit der verschiedenen Metalle notwendig. Jedes Material ist unterschiedlich belastbar und reagiert auf Krafteinwirkungen unterschiedlich. Gemeinsam haben aber alle Metalle die Eigenschaft, sich elastisch und plastisch zu verformen. Diese Phasen treten jedoch, je nach Materialart und –stärke, an unterschiedlichen Belastungsgraden auf. Lesen Sie dazu unseren Artikel über das Spannungs-Dehnungs-Diagramm, um einen tieferen Einblick in dieses Thema zu bekommen!

Um Bleche dauerhaft zu verbiegen, muss so viel Kraft auf das Metall ausgeübt werden, dass der materialspezifische Bereich der elastischen Verformung überschritten wird (Streckgrenze). Solange dieser Punkt nicht erreicht wurde, kehrt das Blech einfach wieder in den Ausgangszustand zurück.

Sobald aber der maximale Punkt der elastischen Verformung überschritten wurde, kommt es im Kristallgefüge des Metalls zu Versetzungen und die Kristalle ändern ihre Position innerhalb des Gefüges. Diese plastische Verformung lässt sich nicht mehr rückgängig machen und ein Blech wäre ab dieser Belastung dauerhaft gebogen.

In unserer Firma nutzen wir Abkanten und Rundbiegen, um Bleche zu biegen. Unsere Maschinen sind computergesteuert und können einfach an das zu biegende Material angepasst werden.

Worauf es beim Biegen ankommt

Mehrere Faktoren müssen für die Ermittlung der benötigten Presskraft herangezogen werden:

Welches Material wird gebogen?

Diese Frage ist für das Biegen von Blechen von großer Bedeutung, da jedes Material unterschiedlich belastbar in Bezug auf Streckgrenze und Zugfestigkeit ist. Auch die Zusammensetzung der Legierung des Werkstoffes ist wichtig, da sich die mechanische Belastbarkeit von Materialien durch Zugabe von Legierungselementen deutlich beeinflussen lässt.

MaterialStreckgrenzeZugfestigkeit
AlMg1135 N/mm²100 – 155 N/mm²
X5CrNi18-10360 N/mm²500 – 700 N/mm²
S 235235 N/mm²340 - 470 N/mm²
S 355355 N/mm²490 - 630 N/mm²

Um das Material dauerhaft umformen zu können, muss der Wert der Streckgrenze überschritten werden, da sonst das Metall wieder in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Erst eine Belastung, die über der Streckgrenze liegt, sorgt für eine plastische Verformung. Es ist aber unbedingt darauf zu achten, dass die Zugfestigkeit des Werkstoffes nicht überschritten wird, da sonst das Material beschädigt werden kann.

Abkantlänge

Bei der Ermittlung der Presskraft ist die Biegelänge von großer Bedeutung. Am besten lässt sich dies an einem Beispiel erläutern. Um ein zwei Meter langes Blech S235 mit einer Stärke von 10 mm biegen zu können, wird auf einer Matrize mit einer Öffnung von 80 mm, eine Presskraft von 131,35 t benötigt. Die Presskraft steigt proportional mit der Abkantlänge an und beträgt 1.050,80 t bei unserer maximalen Biegelänge von 16 m.

In unserem Lexikon befindet sich auch ein praktisches Berechnungstool, mit welchem Sie die Presskraft selbst ermitteln können.

Winkel

Bei uns gibt der Kunde vor, in welchem Winkel das Blech gebogen werden soll. Metalle lassen sich mit Hilfe von Maschinen einfach biegen, federn aber nach dem Abkanten wieder etwas zurück. In der Praxis bedeutet das, dass Bleche – stärker als gewünscht – gebogen werden müssen, um nach dem Nachfedern die perfekte Maßhaltigkeit aufzuweisen. Bleche in einen bestimmten Winkel zu biegen ist für uns kein Problem. Durch die Eingabe des Materials, der Biegelänge und Materialstärke berechnet die Maschine alle Einstellungen für den Biegevorgang.

verwendetes Werkzeug

Für die Größe des Biegeradius haben wir eine große Auswahl an verschiedenen Werkzeugen, um Werkstücke mit verschiedenen Radien zu versehen. Vor allem bei dickeren Materialstärken sind größere Biegeradien erforderlich, damit das Material nicht reißt oder sich Quetschfalten bilden. Zu dem Thema Mindestbiegeradius gibt es einen weiterführenden Artikel in unserem Blech-Wiki.