Massivumformung
Die Massivumformung formt ein massives Metallstück, indem sie es quetscht, hämmert, drückt oder zieht, ohne es zu schmelzen und ohne Späne abzutragen. Das Metall fließt wie sehr zäher Ton in eine neue Form, sodass fast nichts verschwendet wird. Diese sechs Verfahren erzeugen den Großteil der Stäbe, Bleche, Drähte, Kurbelwellen und Schrauben der Welt.
Die große Idee
Metall ist nicht so starr, wie es aussieht. Drückt man fest genug, fließt es plastisch (es ändert seine Form dauerhaft, ohne zu brechen), ähnlich wie Knetmasse unter Ihrem Daumen. Jedes Verfahren hier übt diesen Druck anders aus: Schläge zwischen Gesenken, drehende Walzen, ein Stempel hinter einer Matrize oder ein Zug durch ein Loch. Erwärmung lässt das Metall leichter fließen; Kaltumformung macht es fester und präziser.
Die 6 Verfahren in diesem Kapitel
3.1ShortSchmieden (Freiform- und Gesenkschmieden)Heißes Metall zwischen flachen oder geformten Werkzeugen pressenLektion öffnen
3.2WalzenMetall durch den Spalt zwischen drehenden Walzen ziehenLektion öffnen
3.3Strangpressen (Aluminiumprofile und Kunststoffrohre)Metall oder Kunststoff durch eine geformte Matrize drückenLektion öffnen
3.4DrahtziehenEinen Stab durch immer kleinere Ziehsteine ziehenLektion öffnen
3.5KaltstauchenDraht in Rohlinge schneiden und kalt einen Kopf anstauchenLektion öffnen
3.6Gewindewalzen und GewindebohrenEin Gewinde auf einen Rohling pressen oder in ein Loch schneiden oder pressenLektion öffnenIm direkten Vergleich
| Verfahren | In einer Zeile | Am besten für | Losgröße | Präzision |
|---|---|---|---|---|
| 3.1Schmieden (Freiform- und Gesenkschmieden) | Heißes Metall zwischen flachen oder geformten Werkzeugen pressen | Feste, zähe Teile: Kurbelwellen, Werkzeuge, Beschläge für Flugzeuge | Einzelstücke (Freiformschmieden) bis Millionen (Gesenkschmieden) | Etwa ±0,5 mm, danach bearbeitet |
| 3.2Walzen | Metall durch den Spalt zwischen drehenden Walzen ziehen | Blech, Platten, Folie, Träger und Schienen | Millionen Tonnen pro Jahr | Etwa ±0,1 mm warm, ±0,01–0,05 mm kalt |
| 3.3Strangpressen (Aluminiumprofile und Kunststoffrohre) | Metall oder Kunststoff durch eine geformte Matrize drücken | Fensterrahmen, Kühlkörper, Rohre | Kleine Serien bis Dauerbetrieb | Etwa ±0,1–0,3 mm |
| 3.4Drahtziehen | Einen Stab durch immer kleinere Ziehsteine ziehen | Draht für Kabel, Federn und Schrauben | Sehr hohe Stückzahlen | Etwa ±0,01–0,05 mm |
| 3.5Kaltstauchen | Draht in Rohlinge schneiden und kalt einen Kopf anstauchen | Schrauben, Bolzen, Nieten, Nägel | Zehntausende bis Millionen | Etwa ±0,05–0,1 mm |
| 3.6Gewindewalzen und Gewindebohren | Ein Gewinde auf einen Rohling pressen oder in ein Loch schneiden oder pressen | Schrauben, Bolzen und Gewindelöcher | Ein Loch bis Millionen Schrauben | Einige Hundertstel Millimeter |
Die letzten drei Lektionen erzählen eine Geschichte: wie aus Draht eine Schraube entsteht. Der Stab wird zu präzisem Draht gezogen (3.4), abgelängt und zu einem Rohling mit Kopf gestaucht (3.5) und erhält dann sein Gewinde durch Walzen (3.6).
So wählen Sie innerhalb dieser Familie
- Brauchen Sie ein Teil, das unter Last nicht brechen darf, wie eine Kurbelwelle oder einen Haken? Wählen Sie Schmieden.
- Brauchen Sie lange, flache oder einfache Produkte tonnenweise? Wählen Sie Walzen.
- Brauchen Sie ein langes Stück mit komplexem, aber gleichbleibendem Querschnitt, auch in kleinen Serien? Wählen Sie Strangpressen.
- Brauchen Sie dünnen, runden, präzisen Draht? Wählen Sie Drahtziehen.
- Brauchen Sie kleine Teile mit Kopf, etwa Schrauben, zu Millionen? Wählen Sie Kaltstauchen, dann Gewindewalzen.
Schlüsselbegriffe
- Plastische Verformung
- eine dauerhafte Formänderung ohne Rissbildung, die Grundlage jeder Massivumformung.
- Warmumformung
- Umformen von Metall oberhalb der Temperatur, bei der es weich wird und sein Gefüge neu bildet; leichteres Fließen, rauere Oberfläche.
- Kaltumformung
- Umformen bei Raumtemperatur; mehr Kraft nötig, aber festere und präzisere Teile.
- Kaltverfestigung
- Metall wird härter und weniger duktil, jedes Mal wenn es kalt verformt wird.
- Glühen
- Erhitzen von Metall, um es nach der Kaltumformung wieder weich zu machen.
- Matrize
- ein gehärtetes Werkzeug aus Stahl oder Hartmetall, dessen Form auf das Werkstück übertragen wird.
- Bolzen (Block)
- ein massiver Ausgangsblock oder -stamm aus Metall, vor dem Umformen auf Länge geschnitten.
- Faserverlauf
- das faserartige Muster der Metallkristalle, das bei umgeformten Teilen der Form folgt und sie zäh macht.
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