Blechbiegen

Blechbiegen (auf Abkantpressen auch Abkanten, englisch Sheet Metal Bending) ist ein Umformverfahren, bei dem Blech entlang einer geraden Biegelinie bleibend verformt wird. Meist geschieht das auf einer CNC-Abkantpresse: Das Oberwerkzeug (Stempel) drückt das Blech in das Unterwerkzeug (Matrize mit V-Nut). Vorher wird die Abwicklung in der Regel per Laserschneiden hergestellt.

Beim Biegen wird der Werkstoff außen gedehnt und innen gestaucht. Dazwischen liegt die neutrale Faser, deren Länge gleich bleibt und nach der die Abwicklung berechnet wird. Ihre Lage beschreibt der K-Faktor, meist zwischen 0,3 und 0,5, abhängig vom Werkstoff, vom Verhältnis Biegeradius zu Blechdicke und von den Werkzeugen.

Am weitesten verbreitet ist das Freibiegen (Luftbiegen): Den Winkel bestimmt die Eintauchtiefe des Stempels, ein Werkzeugsatz reicht also für verschiedene Winkel. Nach dem Entlasten federt das Blech teilweise zurück (Rückfederung), was die Presse durch Überbiegen ausgleicht, moderne Maschinen auch mit laufender Winkelmessung. Gesenkbiegen bis auf den Matrizengrund und Prägebiegen erfordern höhere Kräfte, liefern aber genauere Winkel. Lange einfache Biegungen schaffen auch Schwenkbiegemaschinen, in der Serienfertigung arbeiten automatische Biegezentren (Panel Bender).

Die V-Nut wählt man meist 6- bis 10-mal so breit wie die Blechdicke. Der Innenradius liegt dann bei Baustahl bei etwa 15 bis 17 % der Nutbreite, also ungefähr beim Ein- bis Anderthalbfachen der Blechdicke. Der kürzeste biegbare Schenkel misst etwa das 0,7-Fache der Nutbreite, als Richtwert 4 bis 7 Blechdicken. Üblich sind Winkeltoleranzen um ±0,5 bis 1° und Maßtoleranzen über die Biegung im Bereich von Zehntelmillimetern.

Blechbiegen ist der günstigste Weg zu Gehäusen, Abdeckungen, Rahmen, Konsolen, Haltern, Profilen und Rinnen in der Einzel- bis Mittelserienfertigung. Es braucht keine teilespezifischen Werkzeuge, die Presse arbeitet mit Standardstempeln und Standardmatrizen, Prototyp und Serienteil können also mit derselben Technologie entstehen. Ein Biegeteil ist meist leichter und günstiger als ein gefrästes Teil mit derselben Funktion und ersetzt oft auch eine Schweißkonstruktion.

Bei sehr großen Serien mit Sicken und Umformungen kann Stanzen im Folgeverbundwerkzeug wirtschaftlicher sein. Komplexe Teile mit wechselnder Wandstärke sind die Domäne von Gussteilen und spanender Bearbeitung.

Viele Probleme entstehen bereits in der Blechkonstruktion. Bohrungen und Ausschnitte zu nahe an der Biegung verformen sich, halten Sie daher als Richtwert mindestens zwei bis drei Blechdicken Abstand zum Beginn der Biegung. Endet eine Biegung am Blechrand, sehen Sie eine Freistellung (Biegeentlastung) von mindestens einer Blechdicke Breite vor, sonst reißt die Ecke ein. Biegungen parallel zur Walzrichtung neigen stärker zu Rissen. Harte Aluminiumlegierungen im Zustand T6 (zum Beispiel EN AW-6082) reißen bei kleinen Radien, für Biegeteile eignet sich etwa EN AW-5754 besser. Edelstahl und hochfeste Stähle federn deutlich stärker zurück als Baustahl.

Die Abwicklung berechnet das CAD-System mit einem K-Faktor, der nicht zu den Werkzeugen des jeweiligen Herstellers passen muss. Liefern Sie daher 3D-Modell und Zeichnung und vereinbaren Sie, wer die Abwicklung erstellt und wessen Werte gelten. Bemaßen Sie die Funktionsmaße und rechnen Sie damit, dass sich Toleranzen über mehrere Biegungen addieren. Prüfen Sie, ob sich die Biegungen in der vorgesehenen Reihenfolge ohne Kollision mit Werkzeug oder Presse ausführen lassen. Fordern Sie bei Sichtteilen aus Edelstahl, Aluminium oder vorlackiertem Blech ein Biegen ohne Matrizenabdrücke, etwa mit Schutzfolie.