Umformung ist nicht Verformung

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    580px Im Maschinenbau, im Automobilbereich, in der Medizintechnik und in vielen anderen Branchen ist Perfektion unabänderlich mit dem Erfolg verknüpft. Nur wer einwandfreie und hochwertige Bauteile liefert, wird diesen hohen Ansprüchen gerecht. Die Umformtechnik bietet Produzenten dafür eine Vielzahl von Möglichkeiten.

    Umformtechnik ist der Oberbegriff für alle Fertigungsverfahren, die dafür eingesetzt werden, um Metalle zielgerichtet in eine andere Form zu bringen. Das Metall kann durch Biegen, Druck, Schub, Zugdruck oder Zug in Form gebracht werden. Die Umformtechnik ermöglicht es also, ein metallenes Ausgangsprodukt in eine gewünschte Form zu bringen. Dafür stehen verschiedene Technologien zur Verfügung. Welche davon genutzt wird, hängt vom eingesetzten Material und vom jeweiligen Bauteil ab. So werden für die massenhafte Produktion von Schrauben natürlich andere Techniken eingesetzt, als bei der Einzelproduktion eines Prototypen. Welche Technik die passende ist, entscheiden Konstrukteur und Umformungsingenieur gemeinsam, um eine optimale Lösung zu finden. So ist es gewährleistet, dass alle Aspekte des zu bearbeitenden Produkts berücksichtigt werden.

    Wie präzise das Vorgehen beim Umformen sein muss, wird deutlich, wenn man Verformen und Umformen nebeneinander betrachtet: Um ein Werkstück zu verformen, ist es nicht nötig, dass der jeweilige Ingenieur die Geometrie beherrscht. Beim Umformen ist dieses Wissen jedoch unerlässlich, denn nur so kann das Werkstück die gewünschte Form erhalten. Die Vorteile des Umformverfahrens sind vielfältig: Es kann eine hohe Materialausnutzung erreicht werden, die Mengenleistung ist groß, die Form- und Maßgenauigkeit ist sehr gut und es können große Stückzahlen produziert werden.

    Aluminium, Bleche, Messing oder Stahl können mit elektromechanischer oder hydraulischer Umformtechnik bearbeitet werden. Häufig nutzt die Halbzeugfertigung die Umformtechnik, um Bleche, Rohre, Stäbe oder Drähte zu bearbeiten. Die Umformtechnik wird aber auch in der Teilefertigung bei Werkstücken mit mittlerer bis hoher Genauigkeit genutzt.

    Die Umformverfahren werden nach den Spannungen, die die Umformung hauptsächlich bewirken, unterteilt.

    Experten unterscheiden deshalb zwischen:

    I. Druckumformung,

    die wiederrum aufgeteilt wird in:

    1. Durchdrücken. Dabei wird durch Druck eine plastische Verformung erreicht.
    2. Walzen. Dabei wird das zu bearbeitende Metall zwischen rotierenden Werkzeugen (Walzen) umgeformt. Man unterscheidet zwischen Warmwalzen und Kaltwalzen.
    3. Freiformen. Hierfür werden Werkzeuge eingesetzt, die keine oder nur sehr wenige Formelemente des Werkstücks aufweisen.
    4. Gesenkschmieden. Gesenke sind Formwerkzeuge. Die Form, die erzielt werden soll, ist zumindest in Teilen im Gesenk als Negativ enthalten.
    5. Eindrücken. Beim Eindrücken wird ein Formwerkzeug unter hohem Druck gegen das Werkstück gedrückt.

    II. Zugdruck-Umformung

    Findet die Umformung bei gleichzeitiger Beanspruchung durch Zug- und Durckbelastungen unterschiedlicher Wirkrichtungen statt, spricht man vom Zugdruck-Umformen. Innerhalb dieser Gruppe unterscheiden Experten:

    1. Drücken, das insbesondere zur Produktion von rotationssymmetrischer Hohlkörper genutzt wird.
    2. Tiefziehen, bei dem ein Blechzuschnitt zu einem Hohlkörper umgeformt wird. Es ist auch möglich, einen Hohlkörper zu einem Hohlkörper mit kleinerem Umfang umzuformen.
    3. Durchziehen ist die bedeutendste Untergruppe des Zugdruck-Umformens. Eine Zugeinrichtung ist dabei für das Durchziehen verantwortlich.
    4. Kragenziehen, bei dem an Rohren oder Blechen Kragen aufgestellt werden.
    5. Knickbauchen; dabei werden längliche Hohlkörper mit geringer Wanddicke aufgeweitet oder eingeschnürt – es entsteht folglich eine Bauchform.
    6. Innenhochdruck-Weitstauchen weitet rohrförmige Werkstücke durch einen großen Innendruck auf.

    III Zugumformen

    Bei vorherrschender Zugbeanspruchung sprechen Ingenieure vom Zugumformen und unterteilen in die Untergruppen: 1. Tiefen 2. Weiten 1. Längen 2. Weiten 3. Tiefen 3. Werkzeugloses Drahtziehen

    IV Biegeumformung

    Herrscht die Biegebeanspruchung bei der Umformung vor, wird sie Biegeumformung genannt. Diese Technik wird wiederum unterteilt und zwar in drei Untergruppen:

    1. Biegeumformen mit geradliniger Werkzeugbewegung durch freies Biegen, Gesenkbiegen, Gleitziehbiegen, Rollbiegen und Knickbiegen.
    2. Biegen mit drehender Werkzeugbewegung durch Walzbiegen, Umlaufbiegen, Schwenkbiegen und Rundbiegen.
    3. Biegumformen mit Wirkenergie.

    V Schubumformung

    Findet die Umformung hauptsächlich durch die Schubbeanspruchung statt, ergeben sich folgende Untergruppen:

    1. Verschieben bezeichnet die Schubumformung mit geradliniger Werkzeugbewegung.
    2. Verdrehen meint eine Schub-Umformung mit einer drehenden Werkzeugbewegung.
    3. Durchsetzen ist die Werkstoffverlagerung ohne Trennung mittels Stempel.
    4. Matrizen, also der Einsatz einer Pressform.

    VI Wölbstrukturieren

    Sollen viereckige oder sechseckige dreidimensionale Strukturen in dünnwändige Materialien eingearbeitet werden, nutzen Umform-Ingenieure das Wölbstrukturieren. Dünnwandige Materialien sind zum Beispiel Pappe, Papier, Blech und Kunststofffolie. Dieses Verfahren ist besonders material- und energieschonend.

    VII Guerin-Verfahren

    Sollen Bleche durch Pressen umgeformt werden, kann das Guerin-Verfahren eingesetzt werden. Dabei wird ein Halbwerkzeug genutzt. Als Ersatz für das fehlende zweite Halbwerkzeug wird ein elastisches Wirkmedium eingesetzt. Das kann zum Beispiel ein Gummikissen sein, welches unter Druck das Halbwerkzeug presst und dadurch die Form des Halbwerkzeuges annimmt. Dieses Verfahren wird häufig in der Fertigung von Prototypen eingesetzt.

    Weitere Kriterien:

    Auch die Temperatur, die bei der Umformung eingesetzt wird, spielt eine Rolle. So wird bei Temperaturen von 20 Grad von einer kalten Umformtemperatur gesprochen, bei 600 bis 900 Grad von halbwarmen Temperaturen und von über 900 Grad von einer warmen Umformtemperatur. Experten unterscheiden außerdem zwischen der Art der genutzten Halbzeugart. Um Blechumformung handelt es sich, wenn eine Blechdicke von zirka 30 Millimeter vorliegt und das Bauteil in zwei Koordinaten-Richtungen verändert wird. Eine Massivumformung liegt vor, wenn das Bauteil in drei Koordinaten-Richtungen umgeformt wird.

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