CNC-Abkanten von Fein- und Grobblechen
Praxisnahe Fertigungsinformationen über die Funktionsweise, Merkmale und Anwendungen.
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Abkanten - Das Umformverfahren
Sie möchten mehr über das Abkanten erfahren? Dann informieren Sie sich über dieses präzise Umformverfahren anhand praxisnahen Fachwissens mit leicht verständlichen Informationen in Wort und Bild und tauchen Sie ein in diese faszinierende Technik.
Definition zum Abkanten von Blech
Abkanten gehört der Gruppe der Umformverfahren an und wird nach DIN 8580 auch als Biegeumformen bezeichnet. Gerade auf dem Gebiet der Blechbearbeitung ist das Abkanten von Blechen eine unverzichtbare Basistechnologie und gehört neben dem Laserschneiden zu den wichtigsten Verfahren. Dabei werden die unterschiedlichsten Blechwerkstoffe unter Berücksichtigung der gewünschten Biegewinkel und Radien nachhaltig umgeformt. Durch diesen kalten Verformungsprozess wird eine thermische Beeinflussung des Bleches vermieden, weshalb die Festigkeit der Blechteile erhöht wird. Typische Fertigungsbeispiele sind Blechgehäuse, Halterungen, Winkel oder Abdeckungen.
Funktionsweise des Abkantens
Die Funktionsweise beim Abkanten (Gesenkbiegen) von Blechen beruht auf einem kalten Umformprozess und ermöglicht das Umklappen einer Fläche der Feinblechtafel zum gegenüberliegenden Blechrand. Die Bearbeitung erfolgt manuell oder mit CNC-gesteuerten Abkantmaschinen, welche durch voreingestellte Fertigungsparameter wie Biegekante, -winkel und -radius eine gleichbleibende Qualität der Abkantteile auch bei großen Stückzahlen gewährleisten. Dabei liegt das Blech während des Biegevorgangs zwischen den Werkzeugen und wird durch das Absenken des Stempels in die Matrize winkelgenau in Form gebracht. Je nach Maschinentyp können dabei durch Austausch des Stempels die gewünschten Winkel und Radien gleichermaßen gebogen werden, weshalb das Abkanten von Blech fester Bestandteil vieler Fertigungsprozesse ist.
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Geeignete Blechwerkstoffe für Abkantarbeiten
Grundsätzlich eignen sich gut umformbare Bleche mit ausreichender Duktilität besonders gut. Baustahl ist der am häufigsten eingesetzte Werkstoff, da er sich leicht biegen lässt, ein breites Dickenspektrum abdeckt und vergleichsweise kostengünstig ist. Edelstahl ist ebenfalls abkantbar, erfordert jedoch hohe Presskräfte und größere Biegeradien aufgrund seiner höheren Festigkeit und Rückfederung. Aluminium punktet durch geringes Gewicht und gute Umformbarkeit, ist aber empfindlicher gegenüber Oberflächenbeschädigungen und benötigt saubere Werkzeuge. Die geeignete Blechdicke ist dabei vom Werkstoff, Bauteilgeometrie und eingesetztem Werkzeug abhängig. Dünnere Bleche lassen sich leicht biegen, neigen jedoch zum Verziehen. Dickere Bleche erfordern leistungsstarke Abkantpressen und angepasste Matrizenöffnungen. Als Faustregel gilt: Die Matrizenöffnung sollte etwa das 6- bis 10-fache der Blechdicke betragen.
| Blechsorten | Blechdicke | Merkmale |
|---|---|---|
| Baustahl | ca. 1,0 – 8,0 mm | Sehr gut abkantbar, geringe Rückfederung, kostengünstig, weit verbreitet |
| Edelstahl | ca. 1,0 – 6,0 mm | Hohe Festigkeit, starke Rückfederung, höhere Presskräfte erforderlich |
| Aluminium | ca. 1,0 – 6,0 mm | Leicht, gut umformbar, empfindlich gegenüber Kratzern |
| Verzinkter Stahl | ca. 1,0 – 5,0 mm | Korrosionsgeschützt, Zinkschicht kann beim Biegen reißen |
| Kupfer | ca. 1,0 – 4,0 mm | Sehr weich, sehr gut formbar, dekorative Oberfläche |
| Messing | ca. 1,0 – 4,0 mm | Gute Umformbarkeit, höhere Festigkeit als Kupfer, optisch ansprechend |
Hinweis: Die maximalen Blechdicken sind Richtwerte und hängen von Abkantpresse, Werkzeug, Biegeradius und Materialzustand ab.
Die Verfahren der Abkanttechnik
Bei einfachen Abkantarbeiten oder Reparaturen kommt zum Umbiegen der Bleche meist ein einfacher Kunststoffhammer zum Einsatz. Blechteile mit genau definierten Vorgaben werden in der Industrie dagegen auf Maschinen oder mit Vorrichtungen gefertigt. Die gängigsten Biegetechnologien sind dabei das Abkanten und Schwenkbiegen.
Freies Abkanten oder Gesenkbiegen
Das freie Abkanten erfolgt auf sogenannten Abkantmaschinen, welche durch modernste CNC-Technik eine präzise Steuerung des Stempels ermöglichen. Beim Biegevorgang liegt das Blech nur auf den beiden oberen Enden der Matrize und wird dabei durch die vorprogrammierte Absenkungstiefe des Biegestempels in das Gesenk gedrückt. Ein wichtiger Vorteil des freien Abkantens gegenüber dem Präge- oder Dreipunktbiegen ist dabei die hohe Flexibilität, da das Biegen unterschiedlicher Winkel in einem Arbeitsgang ohne Austausch von Werkzeugen möglich sind und somit eine wirtschaftliche Fertigung gewährleistet ist.
Schwenkbiegen
Schwenkbiegen zählt zu der Gruppe des Biegeumformens und erfolgt auf Maschinen mit einer schwenkbaren Biegewange, welche manuell oder CNC-gesteuert bedient wird. Das Blech wird dabei fest zwischen Ober- und Unterwange an der Biegekante sicher eingespannt und mit der schwenkbaren Biegewange exakt in die gewünschte Form gebracht. Gerade bei Blechteilen mit sehr kurzen Schenkeln oder beim Biegen beliebiger Radien findet dieses Biegeverfahren oft Anwendung, da unterschiedliche Biegewinkel, Biegeradien, Blechdicken und Schenkellängen mit einem Werkzeugsatz gefertigt werden können.
Tipps zum fachgerechten Abkanten
Abkanten kleiner Biegeradien
Beim Abkanten kleiner Biegeradien liegt die neutrale Faser außerhalb des Querschnitts der Biegeteile, da das Blech mehr gestaucht als gestreckt wird. Deshalb muss dies auch für eine exakte Berechnung der gestreckten Länge im Ausgleichswert, welcher aus Tabellen entnommen werden kann, mit eingerechnet werden.
Mindestbiegeradius beachten
Der Mindestbiegeradius beschreibt den an der Innenseite des Biegeteils liegenden Radius nach dem Abkanten. Um bei der Bearbeitung eventuelle Beschädigungen wie z.B. Risse an der Oberfläche zu vermeiden, sollte dieser nicht beliebig gewählt werden und der Biegevorgang sollte möglichst quer zur Walzrichtung erfolgen.
Oberflächenschutz beim Kanten
Die Gefahr von Beschädigungen ist beim Abkanten von Blechen sehr gering, doch kann es bei manchen Blecharten zu einer Abdruckbildung kommen. Dies kann mit einer Kunststofffolie zwischen Werkstück und Matrize vermieden werden, weshalb die Blechoberfläche gegen einen direkten Werkzeugkontakt geschützt ist.
Die Vorteile von Abkantarbeiten
Abkanten bietet zahlreiche Vorteile in der Blechbearbeitung und ist ein wirtschaftliches sowie präzises Umformverfahren. Es ermöglicht die exakte Herstellung definierter Winkel und Kanten bei hoher Wiederholgenauigkeit. Durch den Einsatz vollautomatisierter CNC-Abkantpressen lassen sich unterschiedliche Materialien und Blechdicken flexibel bearbeiten. Zudem ist das Verfahren materialschonend, da kaum Verschnitt entsteht. Es garantiert kurze Rüstzeiten, hohe Produktivität und eignet sich sowohl für Einzelteile als auch für die Serienfertigung. Durch die gute Maßhaltigkeit können nachfolgende Bearbeitungsschritte reduziert werden, was Zeit und Kosten spart.
- Hohe Wiederholgenauigkeit
- Materialschonend, kein Verschnitt
- Schnelle Rüst- und Taktzeiten
- Einzelteile und Serienfertigung
Beispiele für das Abkanten von Blech
Typische Fertigungsbeispiele für das Abkanten finden sich in vielen Industriebereichen. Häufig werden Gehäuse, Abdeckungen, Winkelprofile und Halterungen aus Blech durch Abkanten hergestellt. Im Maschinen- und Anlagenbau entstehen so Rahmen, Konsolen und Verkleidungsteile mit hoher Maßgenauigkeit. Auch im Metallbau werden Treppenwangen, Geländerbauteile und Fassadenelemente abgekantet. In der Elektrotechnik kommen abgekantete Blechteile für Schaltschränke und Verteilerkästen zum Einsatz. Das Verfahren eignet sich sowohl für einfache Bauteile als auch für komplexe, funktionsintegrierte Konstruktionen.
- Beschläge und Winkel
- Halterungen, Gehäuseteile
- Treppenwangen, Geländer
- Abdeckungen, Verkleidungen
Fragen zum Thema „Abkanten“
Was bedeutet Abkanten?
Abkanten ist ein spanfreies Umformverfahren, bei dem Flächenteile des Bleches unter mechanischer Krafteinwirkung auf der gesamten Biegelinie winkelgenau gekantet werden.
Zuerst wird die gewünschte Form der Teile und die entsprechenden Abkantlängen mit einem CAD-Programm ermittelt. Der eigentliche Abkantprozess erfolgt auf speziellen Schwenkbiegemaschinen oder Abkantpressen, welche das Blech durch Ausübung von Druck mit Hilfe der Kanten des Biegewerkzeugs in die gewünschte Form bringen.
Zum Einsatz kommen Abkantpressen, meist hydraulisch oder elektrisch betrieben, mit Stempel und Matrize.
Die wichtigsten Fertigungsparameter beim Abkanten sind die gestreckte Länge, Presskraft und der Biegeradius, welche sich mit bestimmten Formeln für jede Anwendung exakt berechnen lassen. Die Formel zur Berechnung der gestreckten Länge lautet dabei: L= Dm x pi. Der Mindestbiegeradius wird dagegen durch die Multiplikation der Blechstärke mit einem werkstoffspezifischen Wert ermittelt.
Die Toleranzen beim Abkanten sind nach DIN ISO 2768-1 festgelegt und von der jeweiligen Blechdicke und dem Längenmaß abhängig. Dabei lassen sich Schenkelgenauigkeiten von ± 0,10 bis ± 2,0 mm und Winkelgenauigkeiten von ± 0,5˚ bis ± 5,0˚ sicher erreichen.
Abkanten ist eine wichtige Fertigungstechnologie für zahlreiche Anwendungen und industrielle Branchen. Typische Beispiele sind Trapezbleche für den Dachbau, Umhausungen für Maschinen und Geräte zum Schutz vor äußeren Einflüssen, Karosserieteile für den Fahrzeugbau oder Halterungen und Trägerelemente für die Befestigungstechnik.
Zum Abkanten sind alle Blechwerkstoffe geeignet, welche über eine gute Kaltumformbarkeit verfügen und nach DIN EN 10025 mit den Kennbuchstaben C gekennzeichnet sind. Dazu zählen Fein- und Grobbleche aus Stahl, Aluminium oder Edelstahl bis ca. 12 mm Blechdicke.
Die Kosten beim Abkanten von Blech sind vom Material, Blechdicke, technischem Arbeitsaufwand und der Bestellmenge abhängig.
Rückfederung bezeichnet das teilweise Zurückspringen des Materials nach dem Abkanten, besonders bei hochfesten Werkstoffen.
Die Kosten für das Abkanten liegen in der Praxis meist bei etwa 40 bis 80 Euro pro Stunde, abhängig von Maschine, Region und Qualifikation des Bedieners. Bei Serienfertigung oder einfachen Teilen wird oft zusätzlich oder alternativ pro Biegung abgerechnet, was den Stückpreis senken kann.
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