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Möglichkeiten in der Blechbearbeitung

Was ist Blech?

Blech ist kein eigenständiges Material, sondern eine Bezeichnung für in Form gebrachte Metalle. Diese Form ist in der Regel ein Rechteck, wobei die Dicke wesentlich geringer ist als die Breite und Länge.

Die größte Verwendung finden heute Stahlbleche, bspw. in der Automobilindustrie, aber auch viele andere Metalle lassen sich zu Blechen verarbeiten, bspw. Aluminium, Kupfer, Gold oder Legierungen wie Messing. Einschränkungen ergeben sich hauptsächlich in den mechanischen Eigenschaften, die verarbeiteten Materialien sollten je nach Verwendung eine gewisse Zähigkeit und Steifigkeit aufweisen, müssen aber auch verformbar(duktil) sein. Sehr steife und spröde Materialien, lassen sich nicht zu Blech verarbeiten.  

Blech ist also ein Halbzeug, welches als Ausgangsmaterial für verschiedenste Produkte, von der Motorhaube bis zum Kronkorken dient.

Bleche sind großflächig herstellbar, dabei sehr dünn und leicht, eben, stabil und elastisch. Sie sind somit bestens für jegliche Art von Abdeckung oder Verkleidung geeignet. Bleche sind vielfältig verformbar. Man kann sie schneiden, stanzen, biegen oder schweißen. Sie eignen sich somit auch für verschiedenste Formen.

Herstellung von  Blechen

Die älteste Form der Metallbearbeitung ist das Schmieden. Dabei wird Metall unter Krafteinwirkung mit einem Hammer breitgeklopft. Diese Form der Metallbearbeitung wird heute nur noch selten, hauptsächlich im künstlerischen Bereich eingesetzt.

Vor etwa 200 Jahren wurde das Walzen von Blechen eingeführt und hat sich seitdem zu einem der wichtigsten Prozesse in der Metallbearbeitung entwickelt. Dieses Verfahren beruht ebenfalls auf mechanischer Krafteinwirkung. Ein Metallblock wird dabei durch einen Spalt zwischen zwei Walzen gezogen, dabei wird seine Dicke um 20-30% verringert. Ebenfalls beeinflusst man damit die Kristallstruktur, wodurch die mechanischen Eigenschaften verbessert werden können. Bei diesem Verfahren wird noch zwischen Warm-und Kaltwalzen unterschieden. Dicke Bleche werden im glühenden Zustand gewalzt. Bei dünnen Blechen ist die Wärmeabstrahlung so hoch, dass der Glühzustand nur unter erheblichem Energieaufwand aufrechterhalten werden kann, daher werden sie kalt gewalzt. Das Walzen wird nicht nur bei der Herstellung von Blechen eingesetzt, auch verschiedenste Profile, Rohre, Drähte oder Schienen werden mit entsprechenden Walzen hergestellt.   

 

Fünf-Achsfräsmaschine

Trennen und Lochen von Blech

Für die Bearbeitung von Blechen sind eine Reihe von Verfahren entwickelt worden, wodurch verschiedenste Formen erzielt werden können.

Relativ alte Verfahren zur Blechbearbeitung sind das Stanzen und das Nibbeln. Beim Stanzen wird ein Blech durch eine Stanzmaschine oder Presse durchtrennt. Damit lassen sich auch Löcher in unterschiedlichen Formen in das Blech bringen. Nibbelmaschinen durchtrennen ein Blech durch eine Vielzahl von Einzellöchern, welche sich überschneiden. Frühe Stanz-und Nibbelmaschinen, mussten vom Anwender manuell gesteuert werden. Dies änderte sich mit der Einführung einer Koordinatenführung und von Schablonen, wodurch eine halbautomatische Bedienung ermöglicht wurde. Mit der Einführung der NC-Technik und später digitaler Steuerungen wurde die Automation weiter vorangetrieben. Moderne High-Tech-Maschinen kombinieren Stanz-und Nibbelprozesse und bieten vielfältige Bearbeitungsmöglichkeiten bei hoher Präzision. Durch ihr günstiges Preis/Leistungsverhältnis sind sie in der Blechbearbeitung nicht wegzudenken.

In den 1970er Jahren nahm der Laser Einzug in die Blechbearbeitung. Er wird vor allem zum Laserschneiden- und schweißen eingesetzt. Beim Laserschneiden wird das Material punktuell sehr stark erhitzt und geschmolzen. Die entstehende Schmelze wird mit Hilfe eines Gasstromes abgeführt, wodurch ein Spalt entsteht. Das Laserstrahlschneiden ist eine berührungsfreie und kräftefreie Bearbeitungstechnik. Nahezu jede beliebige Form kann ohne einen einzigen Werkzeugwechsel hergestellt werden. Das Trennen erfolgt präziser als beim Stanzen oder Nibbeln mit einer sehr hohen Geschwindigkeit und die Schnittflächen sind besonders glatt. Heute ist das Laserschneiden eine interessante wirtschaftliche Alternative, das Kosten/Leistungsverhältnis hat sich in den letzten Jahren durch verschiedene Weiterentwicklungen rasant erhöht, weshalb Laser in Zukunft den mechanischen Bearbeitungsmethoden wohl den Rang ablaufen werden.

Mitte der 80er Jahre gelang ein Durchbruch beim Schneiden mit Hilfe eines Wasserstrahles. Dem Wasser wurden Feststoffpartikel (Abrasivmittel) beigemischt, wodurch mit einem Hochdruck-Wasserstrahl erstmals harte Materialien wie Stein, Glas und eben auch Metalle geschnitten werden konnten. Mittlerweile hat sich das Abrasiv-Wasserstrahlschneiden zu einer effizienten Technologie entwickelt und seinen Platz in der Fertigungstechnik gefunden. Besonders interessant ist das Verfahren, da nahezu alle Materialien bearbeitet werden können. Beim Wasserstrahlschneiden entsteht im Gegensatz zum Laserschneiden keine thermische Belastung, was vor allem bei Verbundmaterialien und Plastiken interessant ist. Zudem können sehr dicke Materialien (bis etwa 1m) bearbeitet werden, wo sonst mechanische Verfahren und Laser an ihre Grenzen stoßen. Wasserstrahlschneiden ist eine Alternative zum Laser, die vor allem bei der Bearbeitung sehr dicker, stark reflektierender oder besonders gut wärmeleitender Metalle eingesetzt wird. Bei der Bearbeitung von Kunstoffen ist es das meist verwendete Verfahren.

Laserschneiden von Blech

Die Verfahren im Vergleich

Die Stanz-und Nibbeltechnik eignet sich vor allem für relativ dünne Blechteile, bis zu einer Dicke von etwa 8mm. Sehr harte und spröde Materialien lassen sich mit dieser Technik nicht bearbeiten.

Für das Laserstrahlschneiden eignen sich Materialien, die die Energie des Laserstrahls ausreichend absorbieren können. Besondere Bedeutung hat der Laser bei der Bearbeitung von Stahl, dieser kann bis zu einer Dicke von etwa 20mm problemlos von einem Laser durchtrennt werden. Auch reflektierende Materialien wie Kupfer oder Metalle mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Aluminium können bereits bis zu einer Dicke von einigen mm getrennt werden.

Das Wasserstrahlschneiden wird vor allem in den Grenzbereichen anderer Verfahren eingesetzt, in denen diese unwirtschaftlich werden oder technologisch schwer zu realisieren sind. Dies gilt besonders für stark reflektierende oder gut wärmeleitende Metallen hoher Dicke, sowie für Kunst-und Verbundwerkstoffe. Bei Produkten bei denen thermische-oder mechanische Belastung verboten ist, bspw. in der Luft und Raumfahrt ist es auch ein bestens geeignetes Trennverfahren.

Bei Fragen rund um das Thema Blechbearbeitung, können Sie gerne unsere Abteilung für Lohnfertigung kontaktieren