Moderne Fertigungsverfahren für Metall

Christina Peeters
Christina Peeters
7/5/2024

Lesezeit: 7 min.

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Von der Automobilindustrie über das Bauwesen und den Anlagenbau, die Luft- und Raumfahrt bis hin zur Elektronik- und Medizintechnik: Fertigungsverfahren für Metall finden in zahlreichen Industrien Anwendung. Wir geben einen Überblick und verraten, wie Sie das optimale Fertigungsverfahren wählen.

1. Abkanten als zentrales Umformverfahren

Das Abkanten ist ein zentrales Umformverfahren, bei dem flache Bleche durch mechanische Kraft entlang einer geraden Linie gebogen werden. So können Winkel oder U-Formen erzeugt werden. Dabei wird das Blech in einer Abkantpresse zwischen einem oberen (Stempel) und einem unteren Werkzeug (Matrize) positioniert und durch den Druck des Stempels gebogen.

Die zum Abkanten verwendeten Maschinen können hydraulisch, mechanisch oder elektrisch betrieben sein und je nach gewünschtem Biegeradius und Materialstärke variieren. Moderne Abkantpressen sind jedoch meist CNC-gesteuert, was eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit ermöglicht.

Typische Produkte, die durch das Abkanten hergestellt werden, sind Gehäuse, Verkleidungen, Träger und Strukturteile.

2. Via CNC-Fertigung zu hochpräzisen Bauteilen

Die CNC-Fertigung (Computerized Numerical Control) ist eine Schlüsseltechnologie in der modernen Fertigungstechnik, bei der Computerprogramme präzise Anweisungen zum Trennen von Metallen erhalten.

Damit ist es möglich, komplexe Formen und Designs mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit zu erstellen. Dadurch wird wiederum die Produktivität erhöht, Qualität verbessert und menschliche Fehler reduziert.

Weiterer Vorteil: Durch den automatisierten Fertigungsprozess lassen sich mit Dreh-, Fräs- und Bohrmaschinen hohe Stückzahlen in kurzer Zeit produzieren, was die Effizienz und Wirtschaftlichkeit steigert.

3. Druckguss als verbreitetes Urformverfahren

Beim Druckguss wird flüssiges Metall unter hohem Druck in eine Gussform eingespritzt, um komplexe und präzise Bauteile herzustellen. Da das Fertigungsverfahren eine hohe Maßgenauigkeit und gute Oberflächenqualität ermöglicht, ist es vor allem zur Serienfertigung von Metallen geeignet.

Da es beim Druckguss auf gute Fließeigenschaften und relativ niedrige Schmelzpunkte ankommt, werden typischerweise Metalle wie Aluminium, Magnesium und Zink verarbeitet. Die Hauptvorteile liegen in einer hohen Produktionsgeschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit. Dazu kommt die Fähigkeit, dünnwandige Teile mit komplexen Geometrien herzustellen.

4. Laserschneiden für geringe Materialverluste

Das Laserschneiden ist ein hochpräzises und vielseitiges Trennverfahren, bei dem ein fokussierter Laserstrahl verwendet wird, um Metall zu schneiden. Indem das Material lokal erhitzt, geschmolzen oder verdampft wird, lassen sich komplexe Formen und feine Details mit hoher Präzision und geringen Materialverlusten erstellen.

Laserschneidmaschinen arbeiten in der Regel mit einer CNC-Steuerung, was eine hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit sicherstellt. Dabei ist es möglich, sowohl flache Bleche als auch dreidimensionale Werkstücke zu bearbeiten.

Die Hauptvorteile des Laserschneidens liegen in der hohen Schnittgeschwindigkeit, den sauberen Schnittkanten und der Möglichkeit, sehr feine und komplexe Geometrien zu erzeugen. Dazu ermöglicht das Fertigungsverfahren, Metalle effizient und kostengünstig zu bearbeiten, wodurch es sich ideal zur Prototypenfertigung und große Serienproduktionen eignet.

5. Plasmaschneiden für besonders leitfähige Metalle

Beim Plasmaschneiden wird leitfähiges Gas als Plasma verwendet, um Metalle in die gewünschte Form schneiden. Im ersten Schritt wird ein Lichtbogen durch eine Düse auf das zu schneidende Material gerichtet. Dadurch wird das Material lokal erhitzt, geschmolzen und durch den Gasstrom weggeblasen.

Das Metall-Fertigungsverfahren bietet zahlreiche Vorteile wie geringe Rüstzeiten, hohe Schnittgeschwindigkeiten und die Fähigkeit, selbst bei dicken Materialien präzise und saubere Schnitte durchzuführen. Im Vergleich zu anderen thermischen Trennverfahren sind auch die thermischen Verformungen gering.

Das Plasmaschneiden ist besonders gut für leitfähige Materialien wie Stahl, Edelstahl, Aluminium sowie Kupfer und zur Herstellung von Strukturkomponenten, Rohrleitungen und Maschinenbauteilen geeignet.

6. Via Wasserstrahlschneiden zu hoher Schnittqualität

Wenn ein Hochdruck-Wasserstrahl, der oft mit abrasiven Partikeln versetzt ist, zum Schneiden von Metallen verwendet wird, spricht man vom Wasserstrahlschneiden.

Die verwendeten Wasserstrahlschneidmaschinen arbeiten typischerweise mit CNC Steuerungen, um eine hohe Präzision und Wiederholbarkeit sicherzustellen. So sind sie in der Lage, komplexe Formen und feine Details mit einer hohen Genauigkeit zu schneiden, ohne das Material zu verformen oder zu verändern.

Die Hauptvorteile des Wasserstrahlschneidens liegen damit in der hohen Schnittqualität ohne Gratbildung und der Tatsache, dass keine thermischen Einflüsse auftreten. Dabei ist es möglich, eine Vielzahl an Metallen zu schneiden, die typischerweise zur Herstellung von präzisen Komponenten, dekorativen Elementen und maßgeschneiderten Teilen verwendet werden.

7. Durch Schweißen zu starken Metallverbindungen

Das Metall schweißen ist ein essenzielles Fertigungsverfahren, das zur dauerhaften Verbindung durch Wärme und Druck eingesetzt wird. Dabei kommen verschiedene Schweißverfahren wie das Lichtbogenschweißen (z. B. MIG, TIG), Gasschweißen, Widerstandsschweißen oder Laserschweißen zum Einsatz, die jeweils für unterschiedliche Materialien und Anwendungen geeignet sind.

Der Hauptvorteil des Schweißens liegt darin, starke, präzise und vielseitige Verbindungen herzustellen. Dazu ermöglichen moderne Schweißtechniken präzise und saubere Verbindungen, selbst bei komplexen Geometrien. Um hohe Produktionsraten zu erzielen, lassen sich Schweißverfahren auch automatisieren.

Ganz klar: Trotz Herausforderungen wie der Notwendigkeit zur Qualitätssicherung, dem Risiko von Materialverzug und den hohen Sicherheitsanforderungen, bleibt das Schweißen aufgrund seiner Effizienz und der Stärke der erzeugten Verbindungen ein unverzichtbares Verfahren in der modernen Metallverarbeitung.

8. Bleche via Stanzen in die gewünschte Form bringen

Beim Stanzen werden flache Blechstücke durch Schneiden, Formen oder Prägen in die gewünschte Form gebracht. Das Fertigungsverfahren wird hauptsächlich mithilfe von Stanzmaschinen durchgeführt, die das Metall durch den Einsatz von speziellen Werkzeugen und Matrizen bearbeiten.

Die Vorteile des Stanzens liegen vor allem in der Effizienz und Kosteneffektivität, insbesondere bei großen Stückzahlen mit gleichbleibender Qualität und hoher Präzision. Dazu ermöglicht das Stanzen die Herstellung komplexer Formen mit engen Toleranzen. Allerdings müssen die Werkzeuge regelmäßig gewartet werden und durch die Stanzreste kann es zu einer erhöhten Materialverschwendung kommen.

9. Gießen von komplexen und großen Bauteilen

Um die gewünschte Form zu erhalten, wird beim Gießen flüssiges Metall in eine Form gegossen, wo es abkühlt und erstarrt. Dabei umfasst das Gießen verschiedene Verfahren wie Sandguss, Kokillenguss und Druckguss, die jeweils für unterschiedliche Materialien und Anwendungen geeignet sind.

Die Hauptvorteile liegen in der Fähigkeit, große und komplexe Bauteile mit einer hohen Gestaltungsfreiheit kosteneffizient herzustellen. Und obwohl Nachbearbeitungen zur Verbesserung der Oberflächenqualität und eine Qualitätskontrolle zur Vermeidung von Gussfehlern nötig sind, bleibt das Gießen ein unverzichtbares Fertigungsverfahren für Metall.

Metallverarbeitung

Wie Sie das richtige Fertigungsverfahren für Metall auswählen

Die Metallverarbeitung ist ein komplexer Prozess, der von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird. Um hochwertige und wirtschaftliche Produkte herzustellen, kommt es daher bei der Auswahl des Fertigungsverfahrens auf folgende Aspekte an.

Materialeigenschaften

Materialeigenschaften wie Festigkeit, Härte und Verformbarkeit bestimmen, wie gut das Material den mechanischen Anforderungen standhält. Dazu beeinflusst der Schmelzpunkt die Wahl der geeigneten Urform- und Fügeverfahren.

Genauigkeit und Toleranzen

Präzision ist unerlässlich, um die geforderten Maße und Oberflächenqualitäten zu erreichen. Die passenden Fertigungsverfahren müssen daher in der Lage sein, enge Toleranzen einzuhalten und identische Teile in Serie zu produzieren. Somit werden die Qualität und Funktionalität der Endprodukte sichergestellt.

Wirtschaftlichkeit

Effizienz und Kostenkontrolle sind entscheidend für die Wettbewerbsfähigkeit. Die beim gewählten Fertigungsverfahren entstehenden Kosten müssen im Verhältnis zum Endprodukt stehen und eine effiziente Materialausnutzung sowie schnelle Produktionszeiten gewährleisten.

Technologische Aspekte

Die Wahl der richtigen Maschinen und Werkzeuge sowie die präzise Steuerung der Prozessparameter sind entscheidend für die Qualität und Effizienz der Produktion. Und lassen sich die gewählten Fertigungsverfahren für Metalle automatisieren, werden die Effizienz gesteigert und menschliche Fehler reduziert, was zu konsistenteren Ergebnissen führt.

Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit

Auch die Nachhaltigkeit spielt eine immer wichtigere Rolle, wobei energiesparende Verfahren und ein effektives Abfallmanagement im Vordergrund stehen. Zusätzlich trägt der Einsatz umweltfreundlicher und recycelbarer Metalle dazu bei, die Umweltbelastung zu minimieren und die Ressourceneffizienz zu erhöhen.

Line Up für effiziente Metall-Fertigungsverfahren

Metallteile zeichnen sich durch ihre herausragenden Eigenschaften aus, darunter hohe Festigkeit und Härte, exzellente Wärme- und Elektrizitätsleitung sowie Duktilität und Formbarkeit.

Ob es um Präzision durch moderne Fertigungstechniken, Ästhetik und Design, Vielseitigkeit oder Langlebigkeit durch spezielle Beschichtungen geht – mit uns haben Sie den richtigen Partner. Sie können Ihre Produkte mit verschiedenen Fertigungsverfahren für Metall realisieren.

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