Das Halbzeug Blech ist ein dünn gewalztes Metall aus unterschiedlichen Legierungen. Für meist erhältlich als rechteckige oder quadratische Platten in verschiedenen Größen.
Blech biegen ist neben Ziehen, wohl eine der häufigsten Anwendungen in der Blechumformung, und ist ein spanloses Fertigungsverfahren.
Wird das Blech gebogen, so wird das Material unterschiedlich in seinem Querschnitt verändert und beansprucht. In der Innenseite, die innere Faser (rot), wird das Material aufgrund des dabei entstehenden Materialüberschusses gestaucht. Die mittlere Schicht (grün) bildet die sogenannte neutrale Faser, hier sind die Moleküle des Materials weder gestaucht noch gestreckt. Die Moleküle der äußeren Faser (blau) des Werkstückes, wird aufgrund der Zugkräfte verlängert bzw. gestreckt. Ob sich ein Werkstück schließlich in Bezug auf Material und Querschnitt für das Biegen in den gewünschten Winkeln eignet, bildet der Mindestbiegeradius dafür einen Richtwert. Diesem sollte Beachtung geschenkt werden, um Werkstoffschäden im Streck- bzw. Stauchbereich auszuschließen. Risse und Quetschungen mindern nicht nur die Werkstoffqualität, sondern es besteht auch Bruchgefahr ihres wertvollen Werkstückes. Je größer der Biegeradius, desto kleiner die Beanspruchung durch Quetschung und Stauchung, also demnach auch desto kleiner die Verminderung der Materialqualität.
Den nach dem Biegen an der Innenseite liegende Radius, bezeichnet man als den Biegeradius.
- Stahl: Mindestbiegeradius (1.0 … 3) x Blechdicke
- Aluminium: 0,8 bis 3-fache Blechstärke
- Kupfer: 0,8 bis 1.5-fache Blechstärke
- Zink: (1,0 – 2) x Blechdicke
- Messingbleche: 0,7 bis 1,5-fache Stärke
Auf die richtige Walzrichtung achten
Durch das Walzen dehnt sich der Werkstoff aus. Nun wird der Stahl bzw. die Legierung nicht wie ein Keksteig in allen Richtungen gewalzt, sondern in einer einzigen Richtung, wodurch er mehr oder weniger gestreckt wird. Dadurch ergibt sich eine faserähnliche Struktur, die bei manchen Blechen mit dem bloßen Auge erkennbar ist. Beim Biegen längs zur Walzrichtung, bietet das Blech nicht die gleiche Festigkeit, wie beim Biegen mit vorlaufender Walzrichtung. Hier besteht die Gefahr eines Risses trotz des beachteten Mindestbiegeradius.
Die Rückfederung beim Abkanten
Beim Biegen federt das Blech grundsätzlich immer etwas zurück. So empfiehlt es sich den gewünschten Winkel um ca. 5° zu überbiegen. Ein Winkel von 45° wird mit 50° um 5° überbogen.
Das richtige Werkzeug
Um sich selbst vor Verletzungen zu schützen, sei vorab und zuerst als oberste Priorität, grundsätzlich das Tragen von Handschuhen erwähnt. Die Ränder von Blechen können ungeahnt scharf sein und tiefe Schnittwunden verursachen.
Für häufiges Biegen von Blechen, bieten professionelle Biegemaschinen, wie Abkant- Rund- oder Biegemaschinen, die optimalen Lösungen zum Kalt- und Warmbiegen. Sie erleichtern nicht nur die Arbeit, sondern liefern auch die gewünschten Ergebnisse schöner Kanten, sauber und schnell.
Zum anreißen des Bleches werden unter den Handwerkern Reißnadeln verwendet. Wenn Sie genau Maß genommen haben und ihr Werkstück anreißen, achten Sie darauf mit der Reißnadel am Lineal nicht abzukanten, sondern die Reißnadel schön in der Ecke zwischen Blech und Lineal führen.
Bei längeren Blechen bzw. Abkantlinien genügt es, an den jeweiligen Enden Maß zu nehmen und mit einem Körner das Maß zu kennzeichnen.
Die Abwicklung und Biegeverkürzung
Beim Biegen wird der Werkstoff in der Biegezone etwas gestreckt, also plastisch verlängert. Daher muss die Abwicklung für das Blech-Rohteil (Platine) vor dem Biegen eingekürzt werden. Diese Längenkorrektur ist die sogenannte Biegeverkürzung.
Die Herstellung von gekanteten Blechteilen basiert auf passend ausgeschnittenen Platinen, so dass sich nach dem Biegen das Fertigteil mit den gewünschten Abmessungen ergibt. Da in der Regel die Geometrie des fertigen Produkts konstruktiv festgelegt wird, ist hieraus der erforderliche Zuschnitt, die sogenannte Abwicklung zu ermitteln. Neben der geometrischen Richtigkeit (Form und Lage der einzelnen Flächen zueinander) ist die sogenannte Biegeverkürzung in die Größe der Abwicklung hineinzurechnen. Die verwendeten Korrektur- und Berechnungsverfahren lassen sich an einem einfach gebogenen Winkel verdeutlichen.
Die Formel zur Berechnung der gestreckten Länge lautet
L = a1 + b1 + (π/2 * (r+ t/2))
Jedoch kann diese Formel nach Ausrichtung der neutralen Faser nur angewendet werden, wenn der Biegeradius mindestens fünfmal größer ist als die Blechdicke. Es kann sonst zu Abweichungen führen.
Durch Einführung eines k-Faktors (kurz für Korrekturfaktor) präzisiert man die Ermittlung der gestreckten Längen, indem die neutrale Faser aus der Mitte des Blechs verschoben wird.
Näheres dazu in https://de.wikipedia.org/wiki/Biegeverk%C3%BCrzung
Anhand eines Rechenbeispiels soll hier die Abwicklung eines Bleches mit folgenden Maßen berechnet werden.
a = 65mm, b = 45mm, t = 1mm, R = 6mm – mit einer Breite von 30mm
R ergibt sich aus
R = t + r
Zr besseren Lesbarkeit schreiben wir
a1 ergibt sich aus
a1 = a – t – r
a1 = 65mm – 1mm – 6mm
a1 = 58mm
b1 ergibt sich aus
b1 = b – t – r
b1 = 45mm – 1mm – 6mm
b1 = 38mm
L = a1 + b1 + (π/2 * (r+ t/2))
L = 58mm + 38mm + (1,57mm *6,5)
L = 106,2mm
Das Längenmaß der Platine ergibt sich aus L und beträgt 106,2mm
Fazit
Das Abkanten von Blechen nach genauem Maß stellt Profi wie Heimwerker vor einer Herausforderung, und kann schnell zu Ausschuss führen. Für saubere Kanten arbeitet der Profi natürlich mit einer entsprechender Abkantbank.
Der Hobbyheimwerker, der zum einen nicht so häufig Bleche zum Abkanten hat und zum anderen vielleicht auch nicht den Platz für eine Abkantbank, probiert sich mit Schraubstock, Holzstücke mit sauberen Kanten und einem Gummihammer.