Biegeversuch in der Blechproduktion

Die Prüfung der Krümmung spielt eine entscheidende Rolle in vielen Branchen, die mit blattartigen Materialien arbeiten, insbesondere mit Papier, Karton, Verpackungslaminaten, Folien, Textilien und sogar in modernen Fertigungsverfahren wie der additiven Fertigung oder der Blechumformung. Der Begriff „Krümmung“ bezeichnet das unerwünschte Biegen, Rollen oder Verformen von Kanten eines Materials, häufig ausgelöst durch Änderungen der Luftfeuchtigkeit, Temperaturschwankungen, asymmetrische Spannungen, Beschichtungs-/Laminierungsprozesse oder Fertigungsbedingungen. Dieses Phänomen kann zu erheblichen Produktionsproblemen führen.

In der industriellen Fertigung, insbesondere in der Blechbearbeitung, bezeichnet das Bördeln ein spezielles Kaltumformverfahren, mit dem die Kante eines Blechwerkstücks in einen hohlen, kreisförmigen Ring oder ein Rohrprofil umgewandelt wird. Dieses Verfahren findet breite Anwendung in Branchen wie der Automobilindustrie, der Haushaltsgeräteindustrie, dem Bauwesen, der Luft- und Raumfahrt sowie der Konsumgüterindustrie.

Beim Bördeln wird ein flaches, meist scharfkantiges Blechstück so lange umgebogen, bis eine glatte, abgerundete Rolle entsteht. Im Gegensatz zum einfachen Biegen bildet das Bördeln eine geschlossene oder nahezu geschlossene Schlaufe, die sowohl funktionalen als auch ästhetischen Zwecken dient.

Die Hauptziele des Curling-Prozesses sind folgende:

• Zur Verbesserung der Arbeitssicherheit bei der Handhabung und Montage durch Beseitigung gefährlicher scharfer Kanten und Grate, die beim Schneiden oder Biegen entstehen.
• Durch die Erhöhung des Trägheitsmoments in Randnähe werden Steifigkeit und Festigkeit des Gefüges verbessert, ohne dass zusätzliches Material oder Gewicht hinzugefügt werden muss.
• Um ein sauberes, fertiges Erscheinungsbild der sichtbaren Komponenten zu gewährleisten.
• Bereitstellung funktionaler Merkmale wie Scharniergelenke, Drahtführungen, Rohrschutzvorrichtungen oder Verstärkungsränder.

Gängige Werkstoffe zum Biegen sind duktile Metalle wie niedriggekohlter Stahl, Edelstahl, Aluminium, Messing und Kupferlegierungen. Die Blechdicken variieren in der Regel geringfügig je nach verwendetem Werkzeug und Maschine.

Der Bördelprozess ist ein mehrstufiger Prozess, der üblicherweise kalt (bei Raumtemperatur) durchgeführt wird, um thermische Zersetzung zu vermeiden. Er wird häufig in gestaffelte Formen oder Mehrprozessanlagen für die Serienfertigung integriert. Die grundlegenden Schritte dieses Prozesses sind wie folgt:

• Vorbereitung: Das Blech wird geschnitten oder bearbeitet, und die entstehenden Grate werden vom Werkzeug weggeführt.
• Erste Biegung: Die Kante wird mit einem kleinen Radius vorgebogen.
• Progressives Runden: Spezielle Bördelwerkzeuge oder Walzen formen die Kante schrittweise zu einer engeren Bördelung, üblicherweise in 3-4 Schritten, um Risse oder Faltenbildung zu vermeiden.
• Abschluss: Der letzte Strich schließt oder schließt die Locke fast zu einem hohlen Ring.

Die hier verwendete Ausrüstung variiert je nach angewandter Methode:

• Abkantpressen oder Stanzpressen: Für die präzise Fertigung in kleinen oder mittleren Serien werden spezielle Presswerkzeuge eingesetzt.
• Rollformanlagen: Ideal für lange, durchgehende Profile (z. B. Nuten oder Zierleisten).
• Rotations- oder Drehmaschinen: Für zylindrische Teile wie Schachteln, Deckel oder Ringe.
• Plattenbiegemaschinen: Geeignet für kleinere, außermittige Biegungen.

In Produktionsumgebungen mit hohem Durchsatz wird der Crimpvorgang häufig mit verwandten Verfahren wie Schneiden, Bördeln oder Tiefziehen kombiniert (zum Beispiel zur Herstellung abgerundeter Kanten an Metallflaschenverschlüssen oder Topfrändern).

Der Bördelprozess findet sich in vielen Alltags- und Industrieprodukten wieder:

• Haushaltsgeräte und Kochgeschirr: Töpfe, Pfannen und Metalldeckel verfügen über abgerundete, sichere Kanten.
• Automobilindustrie: Abgaskomponenten, Verkleidungsteile und Scharniere.
• Konstruktion: Dachrinnen, Fallrohre sowie Tür- und Fensterrahmen.
• Möbel und Gehäuse: Sichere, verstärkte Kanten an Schränken, Paneelen und Gehäusen.
• Verpackung: Metallkappen und -verschlüsse, bei denen die gefaltete Kante die Oberfläche abdeckt oder verstärkt.

In einigen Fällen entstehen durch das Wickelverfahren unter Druck stehende, funktionelle Doppelwandstrukturen aus dünnen Rohren, die in Energieabsorbern oder Strukturbauteilen verwendet werden.

Die Vorteile des Curlings sind folgende:

• Es verbessert Sicherheit und Ergonomie.
• Es erhöht die Kantenfestigkeit auf wirtschaftliche Weise.
• Es verbessert die Ästhetik und Haltbarkeit des Produkts.
• Kompatibel mit automatisierten Hochgeschwindigkeitslinien.

Es bestehen jedoch folgende Schwierigkeiten:

• Um Risse oder unvollständige Biegungen zu vermeiden, sind Präzisionswerkzeuge erforderlich, die auf die Materialstärke und Duktilität abgestimmt sind.
• Dickere oder weniger duktile Werkstoffe erfordern möglicherweise ein Glühen oder mehrere Verarbeitungsschritte.
• Bei progressiven Mustern kann eine Fehlausrichtung zu Defekten führen.

Insgesamt bleibt das Biegen ein kosteneffektives und zuverlässiges Verfahren in der modernen Blechfertigung und trägt sowohl zur Funktionalität als auch zur Oberflächenqualität zahlreicher Industrieprodukte bei.

Obwohl das Verpressen nicht für jedes Blechteil zwingend erforderlich ist, funktionieren viele Bauteile auch ohne es einwandfrei. In vielen industriellen Anwendungen ist das Verpressen jedoch aus verschiedenen wichtigen Gründen unerlässlich oder äußerst vorteilhaft. Im Folgenden werden einige Gründe genannt, warum Hersteller das Verpressen routinemäßig als entscheidenden Schritt in der Blechbearbeitung einsetzen:

• Sicherheit – Beseitigung scharfer Kanten und Grate: Nach dem Schneiden, Entgraten, Bohren oder Formen sind Blechkanten oft scharf und weisen Grate auf, die beim Umgang, der Montage, dem Transport oder der Verwendung zu Schnitten, Abschürfungen oder Verletzungen führen können. Durch das Bördeln wird die Rohkante nach innen zu einem glatten, hohlen Ring abgerundet, der scharfe Grat vollständig versiegelt und ein abgerundetes, fingersicheres Profil erzeugt.
• Strukturverstärkung – Erhöhte Kantenfestigkeit: Eine flache, unbehandelte Kante ist die schwächste Stelle eines Blechbauteils und neigt unter Belastung zum Verbiegen, Quetschen oder Reißen. Durch das Biegen wird das Flächenträgheitsmoment (ein Maß für den Widerstand gegen Biegung) an der gesamten Kante deutlich erhöht, ohne dass zusätzliches Material, Gewicht oder separate Verstärkungen erforderlich sind.
• Verbesserte Ästhetik und professionelles Erscheinungsbild: Abgerundete Kanten kaschieren unsaubere Schnittkanten und Grate und verleihen den Teilen ein sauberes, poliertes und hochwertiges Aussehen. Scharfe, unfertige Kanten wirken billig und industriell, während abgerundete Kanten Qualität und Sorgfalt ausstrahlen.
• Funktionale Zwecke in spezifischen Konstruktionen: In manchen Fällen ist das Biegen nicht nur nützlich, sondern für die Funktion des Bauteils notwendig:
• Herstellung von Scharniergelenken oder Drehpunkten (z. B. Türscharniere, Schrankbeschläge).
• Abgerundete Kanten für auslaufsicheres Verschließen (z. B. bei Metalldosendeckeln, Einmachglasdeckeln).
• Bereitstellung von Kabelkanälen, Rohrschutzvorrichtungen oder Verstärkungsringen.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Biegeprüfungen für die Blechverarbeitung an.