Die Metallbearbeitung umfasst verschiedene Techniken zur Formgebung und Bearbeitung von Metallen in die gewünschte Form. Diese Verfahren lassen sich grob in Umformung, Schneiden, Fügen und Oberflächenbehandlung unterteilen.
Umformverfahren
Beim Umformen wird Metall ohne Materialabtrag geformt, typischerweise durch Deformation:
Walzen: Metall wird durch Walzen geführt, um die Dicke zu reduzieren oder es zu Blechen, Platten oder Coils zu formen.
Extrusion: Metall wird durch ein Gesenk gepresst, um lange Formen mit gleichmäßigem Querschnitt zu erzeugen, wie z. B. Rohre oder Profile.
Schmieden: Metall wird durch Druckkräfte, oft mit Hämmern oder Pressen, geformt, um stabile Bauteile herzustellen.
Ziehen: Metall wird durch ein Gesenk gezogen, um seinen Durchmesser zu reduzieren. Dies wird üblicherweise für Drähte und Rohre verwendet.
Stanzen: Bleche werden mithilfe von Gesenken und Pressen in spezifische Formen gebracht, die für die Großserienproduktion geeignet sind.
Schneidverfahren
Beim Schneiden wird Material entfernt, um die gewünschte Form zu erreichen.
Bearbeitung: Verfahren wie Drehen, Fräsen und Bohren verwenden rotierende Werkzeuge, um Material zu entfernen und präzise Abmessungen zu erzielen.
Laserschneiden: Ein fokussierter Laserstrahl schmilzt oder verdampft Material und ermöglicht so filigrane Schnitte mit minimalen Wärmeeinflusszonen.
Wasserstrahlschneiden: Hochdruckwasser, oft mit Schleifmitteln versetzt, schneidet Materialien ohne Wärmeentwicklung.
Funkenerosion (EDM): Elektrische Entladungen tragen Material vom Werkstück ab – ideal für Hartmetalle und komplexe Formen.
Fügeverfahren
Fügeverfahren kombinieren mehrere Teile zu einer Baugruppe:
Schweißen: Schmelzen und Verschmelzen von Materialien, häufig in Bauwesen und Fertigung eingesetzt.
Löten: Verbinden von Metallen durch Schmelzen eines Füllmaterials bei über 450 °C, jedoch unterhalb des Schmelzpunkts der Grundmetalle.
Löten: Ähnlich wie Löten, jedoch bei niedrigeren Temperaturen, häufig in der Elektronik eingesetzt.
Nieten: Verbindung von Teilen mit mechanischen Verbindungselementen, häufig in der Luft- und Raumfahrt.
Oberflächenbehandlungsverfahren
Diese Verfahren verbessern die Oberflächeneigenschaften von Metallen:
Wärmebehandlung: Kontrolliertes Erhitzen und Abkühlen verändert die Mikrostruktur, um die gewünschte Härte und Festigkeit zu erreichen.
Beschichten: Auftragen von Schichten wie Farbe, Plattieren oder Eloxieren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und des Aussehens.
Polieren: Mechanische oder chemische Verfahren zum Glätten von Oberflächen und Erzielen einer spiegelnden Oberfläche.
Leitfaden zur Auswahl von Metallbearbeitungsverfahren
Anwendung
Empfohlenes Verfahren
Vorteile
Überlegungen
Großserienfertigung
Gießen, Druckgießen, Stanzen, Rollformen
Kostengünstig für die Massenproduktion, geeignet für komplexe Formen
Anfängliche Werkzeugkosten können hoch sein; geringere Flexibilität bei Designänderungen
Präzisionsbauteile
Bearbeitung (Drehen, Fräsen, Bohren), Erodieren, Honen
Hohe Maßgenauigkeit und Oberflächengüte
Langsamere Produktionsraten; höhere Stückkosten
Strukturbauteile
Schweißen, Schmieden, Walzen
Starke Verbindungen und Komponenten; geeignet für große Teile
Schweißen erfordert qualifizierte Arbeitskräfte; Schmieden und Walzen erfordern große Anlagen
Dünnwandige Profile
Extrusion, Blechumformung, Tiefziehen
Effizient für die Herstellung dünnwandiger Teile; gut für komplexe Querschnitte
Werkzeugkosten können erheblich sein; Materialverlust bei einigen Verfahren
Oberflächenveredelung
Wärmebehandlung (Glühen, Abschrecken, Anlassen), Oberflächenbeschichtung (Beschichten, Eloxieren)
Verbessert Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit
Kann die Abmessungen verändern; zusätzliche Bearbeitungsschritte sind erforderlich
Sonderanfertigungen oder Kleinserien
Additive Fertigung (3D-Druck), manuelle Bearbeitung
Flexible Designänderungen; geeignet für Prototypen und Kleinserien
Höhere Stückkosten; geringere Produktionsgeschwindigkeit
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