Designrichtlinien für die Blechbearbeitung: Ein umfassender Leitfaden

Die Blechbearbeitung ist ein entscheidender Prozess in der Fertigungsindustrie mit zahlreichen Anwendungen im Baugewerbe, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie und anderen Bereichen. Die Vielseitigkeit von Blech und seine Möglichkeit, es in verschiedene Formen und Größen zu bringen, machen es zu einer beliebten Wahl für die Erstellung komplexer und komplizierter Designs.

Um jedoch den Erfolg jedes Blechfertigungsprojekts sicherzustellen, ist ein solides Verständnis der Konstruktionsprinzipien und Best Practices unerlässlich. In diesem Artikel stellen wir einen umfassenden Leitfaden zum Design der Blechfertigung bereit, einschließlich Tipps zur Materialauswahl, geometrischen Einschränkungen und kostengünstigen Designstrategien.

Egal, ob Sie ein erfahrener Ingenieur oder ein unerfahrener Konstrukteur sind, dieser Leitfaden hilft Ihnen bei der Erstellung hochwertiger Blechteile, die den Anforderungen und Spezifikationen Ihres Projekts entsprechen.

Überblick über die Blechbearbeitung

Aus Fertigungsgründen wird Blech als alles klassifiziert, das dünner als 0.25 Zoll ist. Für alle Blechteile gilt die Anforderung einer einheitlichen Breite, was einige ihrer Anwendungen einschränkt. Aber stellt sicher, dass das resultierende Teil die Anforderungen an Haltbarkeit und Langlebigkeit erfüllen kann.

Im Allgemeinen werden Blechteile häufig in Anwendungen wie Automobilchassis und anderen Bereichen eingesetzt, in denen das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht wichtig ist. Blech hat eine geringere Dicke und die daraus hergestellten Teile sind im Allgemeinen hohl. Das bedeutet, dass sie weniger wiegen, aber bei gleicher Kapazität größere Belastungen aushalten können.

Es macht keinen Sinn, bei einfachen Anwendungen auf Präzisionsverfahren zu setzen. Allerdings ist es auch nicht möglich, bei hochwertigen Anwendungen auf die Präzisionsblechfertigung zu verzichten. Denn es kann durch Abnutzung zu Schäden an empfindlichen Geräten kommen.

Das Arbeitsprinzip

Das Funktionsprinzip dahinter Blechbearbeitung ist ganz einfach. Dies hängt von der Elastizität des Metalls und der Tatsache ab, dass kaltgewalztes Metall hinsichtlich der Haltbarkeit eine bessere Leistung erbringt. Die Blechfertigung besteht aus zwei Methoden: Schneiden und Formen.

Wie der Name schon sagt, erfordert das Schneiden das Entfernen eines Teils des Blechs, um die gewünschte Form zu erhalten. Andererseits ist das Umformen eine etwas schwierige Methode, die aus drei verschiedenen Prozessen besteht. Meistens arbeiten sie zusammen, um die Form des Objekts zu schaffen, das Sie benötigen. Der Prozess erfordert eine sorgfältige Prüfung des Designs und der Herstellbarkeit, um jeglichen Abfall zu minimieren und Perfektion zu gewährleisten.      

In den meisten Fällen verlassen sich Hersteller auf CAD-Dateien im DXF- oder DWG-Modell, um die Übereinstimmung mit dem verfügbaren Design sicherzustellen. Bei den meisten Projekten arbeiten die Schneid- und Umformprozesse zusammen, um schnellere Ergebnisse zu erzielen. Darüber hinaus erfordert die Blechfertigung im Allgemeinen keine Nachbearbeitung, kann jedoch je nach Anwendung eine gewisse Nachbearbeitung und Verbindung erfordern.

Die 4 wichtigsten Blechbearbeitungstechniken

Der Blechfertigungsprozess besteht aus zwei Hauptprozessen; Formen und Schneiden. Diese beiden Techniken arbeiten zusammen, um die endgültige Form jedes Produkts zu schaffen. Während das Schneiden ein einfacher Prozess ist, gibt es beim Umformen weitere Klassifizierungen, nämlich Stanzen, Biegen und Stanzen.

Hier sind die grundlegenden Details zu den wichtigsten Techniken zur Herstellung von Blechteilen:

1 – Schneiden

Beim Schneidvorgang wird das überschüssige Blech in einer bestimmten Form entfernt, um die endgültige Form zu erhalten. Beim Schneiden von Blechen gibt es drei Hauptansätze:

1.      Laserschneiden
2.      Plasmaschneideng
3.      Wasserstrahlschneiden

2 – Biegen

Die Biegeprozess Es wird einfach an einer bestimmten Stelle eine große Kraft auf das Blech ausgeübt, um die gewünschte Form zu erhalten. In manchen Fällen muss der Bereich unter der Biegung möglicherweise etwas vorbereitet werden. Biegekerben zeigen dem Techniker beispielsweise nicht nur die Lage der Biegung, sondern können auch den Vorgang selbst erleichtern.

3 – Stempeln

Um ein komplexes Teil in begrenzter Zeit herzustellen, entscheiden sich Hersteller häufig für das Stanzverfahren, bei dem es sich um eine komplexe Formgebung handelt. Der Prozess nutzt eine Kombination verschiedener Techniken wie Scheren, Biegen und Strecken, um aus Blech neue Formen zu schaffen. 

4 – Stanzen

Um ein komplexes Teil in begrenzter Zeit herzustellen, wählen Hersteller häufig das Stanzverfahren, bei dem es sich um eine komplexe Form handelt. Bei diesem Verfahren wird eine Kombination verschiedener Techniken wie Scheren, Biegen und Strecken verwendet, um aus Blech neue Formen zu erzeugen. Darüber hinaus gehen einige Stanzverfahren sogar so weit, mehrere Teile mithilfe unterschiedlicher Techniken zu verbinden. 

Die wichtigsten Vorteile und Einschränkungen der Verwendung von Blech für die Fertigung

Blechteilekonstruktionen erfreuen sich in vielen Branchen aufgrund ihrer vermeintlichen Vorteile großer Beliebtheit. Es gibt jedoch auch mehrere Einschränkungen für den Prozess. Diese Vorteile und Einschränkungen gehören zu den wichtigsten Designüberlegungen für Hersteller, da sie die richtige Verwendung des Metalls bestimmen.

Richtlinien für die Blechbearbeitungskonstruktion

Wie bereits erwähnt, müssen bei der Konstruktion für die Blechfertigung einige Designanforderungen beachtet werden. Die meisten dieser Anforderungen hängen vom Gesamtdesign des Produkts ab. Ein einfaches Produkt würde beispielsweise nicht viele Anforderungen stellen, aber eine komplizierte Geometrie würde natürlich mehr Prozesse erfordern, um marktreif zu sein.

Im Allgemeinen erfordert die Blechfertigung eine Reihe von Best Practices, die Perfektion gewährleisten und die beste Qualität in kürzester Zeit liefern können. Die allgemeinen Richtlinien für Bleche umfassen die folgenden 5 Kategorien.

1 – Toleranzen

Toleranz ist einer der wichtigsten Parameter für eine Vielzahl von Anwendungen. Die allgemeine Faustregel besagt, dass mehr Präzision mehr Ressourcen erfordert und zusätzliche Kosten verursacht. Daher sollten die Toleranzen der Anwendung entsprechen.

Das perfekte Beispiel dafür kann die Automobilindustrie sein.

Die für die Tür oder einen anderen Teil der Karosserie erforderliche Präzision wäre offensichtlich geringer als die Anforderung für das Fahrgestell oder ein anderes integrales Teil. Im Allgemeinen hängen die Toleranzanforderungen von den Projektanforderungen ab, dieser Ansatz kann jedoch zu vielen Inkonsistenzen im Produkt führen.

Viele Hersteller und Branchen ziehen es vor, Qualitätsstandards festzulegen, um diese Inkonsistenzen zu vermeiden. Diese Standards sind zwar keine Universallösung, aber sie sind ein hervorragendes Instrument zur Aufrechterhaltung von Konsistenz und Leistung. Darüber hinaus erleichtert die Einhaltung von Industriestandards auch die Erfüllung industrieller Anforderungen und stärkt das Vertrauen der Verbraucher in die Marke.

Für die Blechbearbeitung ist ISO 2768 die vorherrschende Norm. Diese deckt die Toleranzanforderungen für mehrere Branchen ab und sorgt gleichzeitig für ein perfektes Gleichgewicht zwischen Kosten und Verarbeitungsmöglichkeiten.

Allgemeine Toleranzen

Für die Blechbearbeitung gibt es einige allgemeine Toleranzen, die in der Industrie überall angewendet werden. Sie entsprechen internationalen Standards. Bei sensiblen Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt und dem Automobilbereich, bei denen Präzision für die Leistung von entscheidender Bedeutung ist, wird es jedoch mehrere Ausnahmen geben.

Formungsgrundlagen

Bei diesem Verfahren wird ein flaches Metallblech durch Druck in eine vorgegebene Form gebogen. Die Prozessanforderungen und -details ändern sich je nach Art des Biegeprozesses. Obwohl es zahlreiche Möglichkeiten gibt, sind die folgenden drei Methoden des Blechbiegens die gebräuchlichsten.

• Abkantpressen: Bei diesem manuellen Verfahren wird das Blech mithilfe einer Klemmleiste und einer Platte geformt. Das Verfahren ist nur für Prototypen und Kleinserien geeignet.
• Rollbiegen: Die gleichen Grundlagen, aber das Ergebnis wäre die Form von Zylindern, Kegeln oder anderen Bögen. 
• Abkantbiegen: Das fortschrittlichste Biegeverfahren, bei dem hydraulische Maschinen mit Stempel und Matrizen zum Einsatz kommen. Dies eignet sich für Bleche bis zu einer Dicke von 6 mm und ermöglicht die einfache Herstellung präziser Merkmale. 

Integrale Parameter für das Blechbiegen

Wenn es um den Biegeprozess geht, müssen Hersteller und Konstrukteure zahlreiche Parameter berücksichtigen. Diese Konstruktionsanforderungen charakterisieren grundsätzlich jede Blechbiegung und es ist ratsam, sich an deren Standards zu halten, um hervorragende Ergebnisse zu gewährleisten.

Hier sind die 6 wichtigsten Parameter für jeden Blechbiegevorgang.

• Biegelinie: Die Biegelinie ist eine gerade Linie auf der Blechoberfläche, die den Anfang bis zum Ende auf beiden Seiten der Biegung markiert. Der Industriestandard für Biegelinien besteht darin, den Abstand von der 5-fachen Blechdicke zwischen der Innenkante und der Außenseite der Biegung einzuhalten.
• Biegeradius: Der Biegeradius bezieht sich auf den Abstand von der Biegeachse zur Innenfläche eines Materials zwischen zwei Biegelinien. Generell empfiehlt es sich, einen Biegeradius zu verwenden, der mindestens so groß ist wie die Materialstärke. Ein größerer Biegeradius ist noch besser, allerdings kann die Verwendung eines kleineren Radius als die Materialstärke die Tragfähigkeit des Teils verringern.
• Biegewinkel: Der Winkel, der durch die Biegung mit der imaginären Senkrechten entsteht, die von der Achse ausgehen. Anstelle einer bestimmten Zahl besteht die Industriepraxis für Biegewinkel darin, sicherzustellen, dass die Flanschlänge das Vierfache der Dicke betragen muss. Es empfiehlt sich außerdem, alle Biegewinkel gleich zu halten.  
• Neutrale Achse: Die neutrale Achse ist der Teil eines Blattes, der seine ursprüngliche Länge behält, da er weder gedehnt noch gestaucht wird. Es handelt sich um einen unabhängigen Parameter und es gibt keine gesetzliche Grenze oder Richtlinie für seinen Standort. Die Genauigkeit anderer Faktoren wie Biegeradius und -winkel spielt jedoch eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Leistung des Endprodukts. Je präziser diese Faktoren sind, desto besser ist die Leistung des Produkts.
• Der K-Faktor: Der K-Faktor eines Materials ist ein Maß für seine Position und wird bestimmt, indem der Abstand zwischen dem Material und seiner Dicke (t) durch seinen T dividiert wird. Der K-Faktor hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich der Materialart und der Biegung Prozess, Biegewinkel und andere. Um optimale Ergebnisse zu gewährleisten, sollte der K-Faktor im Bereich von 0.25 bis 0.50 liegen. Die K-Metrik kann mit der Formel K = T/t berechnet werden.
• Biegezugabe: Um präzise und gleichmäßig gebogene Teile herzustellen, ist es wichtig, die Bogenlänge und den Abstand zwischen der neutralen Achse und den Biegelinien sorgfältig zu messen und zu berücksichtigen. Sie sollten außerdem genaue Biegezugaben verwenden, die für das zu biegende Material und die zu biegende Dicke sowie für die Art des verwendeten Biegeverfahrens (z. B. Luftbiegen, Bodenbiegen oder Prägen) geeignet sind.

Grundlagen des Schneidens

Ein weiterer wichtiger Prozess in der Blechbearbeitung ist das Schneiden. In vielen Fällen handelt es sich um eine einfachere Alternative, die schnelle Ergebnisse mit akzeptabler Präzision liefert. Während der Entwurfsphase konzentrieren sich die Blechkonstruktionsrichtlinien auf die folgenden 5 Parameter.

Materialauswahl

Während des Prozesses spielen die Materialeigenschaften eine wichtige Rolle, um den geeigneten Prozess für das spezifische Material zu bestimmen. Betrachten Sie das Beispiel von Aluminium und Stahl, um dies besser zu verstehen. Aufgrund der relativen Festigkeit und Haltbarkeit von Stahl wäre das Schneiden von Aluminium natürlich einfacher als das Bearbeiten von Stahl.

Bei der Materialauswahl empfiehlt es sich, auch die Herstellbarkeit zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise sowohl Stahl als auch Aluminium den Belastungen eines bestimmten Betriebs standhalten können, ist es nicht immer klüger, sich für die stärkere Alternative (Stahl) zu entscheiden, ohne die Fertigungsmöglichkeiten zu berücksichtigen.   

Lochdurchmesser

Beim Entwerfen eines Produkts, bei dem Löcher in ein Blech gebohrt werden, ist es wichtig, die Dicke des Blechs und den Durchmesser des Lochs zu berücksichtigen. Eine allgemeine Faustregel besteht darin, sicherzustellen, dass der Durchmesser des Lochs mindestens der Gesamtdicke des Blechs entspricht.

Ist der Lochdurchmesser im Verhältnis zur Blechdicke zu klein, kann es zur Bildung von Rissen und spröden Stellen rund um das Loch kommen. Diese Risse können sich im Laufe der Zeit ausbreiten und zu Haltbarkeitsproblemen führen, die sich negativ auf die Gesamtleistung des Produkts auswirken können.

Daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass der Durchmesser des Lochs zur Dicke des Blechs passt, um die strukturelle Integrität und langfristige Haltbarkeit des Produkts aufrechtzuerhalten.

Lokalisierte Verhärtung

Beim Schneiden von Materialien kann der Prozess erhebliche Wärmemengen erzeugen, die sich auf deren Eigenschaften auswirken können. Insbesondere kann der Bereich um den Schnitt herum überhitzt werden, was zu einer lokalen Verhärtung führen kann. Um diesem Problem vorzubeugen, empfiehlt es sich, die Schnittgeschwindigkeit insgesamt zu verlangsamen und Kühlmittel zur Temperaturregulierung im betroffenen Bereich einzusetzen. Dadurch kann das Risiko örtlicher Verhärtungen minimiert werden.

Verzerrung

Unter Verformung bei der Blechfertigung versteht man das Verziehen, Biegen, Verdrehen oder Knicken des Blechs während des Herstellungsprozesses. Dieses Problem kann aufgrund einer Vielzahl von Faktoren auftreten, wie z. B. Temperatur-, Spannungs- oder Druckänderungen während des Herstellungsprozesses. Verformungen können zu erheblichen Problemen im Endprodukt führen, wie z. B. Maßungenauigkeiten, schlechter Passung und verringerter Festigkeit.

Kerbe

Die Schnittfuge steht in direktem Zusammenhang mit der Breite des verwendeten Schneidwerkzeugs und der Dicke des zu schneidenden Materials. Im Wesentlichen stellt er die Breite des Materials dar, das vom Schneidwerkzeug entfernt wird, und bestimmt, wie viel Material beim Schneidvorgang verschwendet wird.

Wenn ein Laserstrahl beispielsweise eine Schnittfuge von 0.1 mm hat und ein Schnitt durch ein 1 mm dickes Metallblech erfolgt, beträgt die Gesamtbreite des vom Blech entfernten Materials 0.2 mm (0.1 mm von jeder Seite). der Schnitt). Die Schnittfugenbreite kann je nach Art des Schneidvorgangs, der Art des zu schneidenden Materials und der Dicke des Materials variieren.

Bei der Konstruktion von Teilen für die Blechfertigung ist es wichtig, die Schnittfuge zu berücksichtigen, da sie sich auf die endgültigen Abmessungen des Teils auswirken kann. Wenn genaue Abmessungen erforderlich sind, sollte der Designer die Schnittfuge berücksichtigen und das Design entsprechend anpassen. Darüber hinaus kann sich die Schnittfuge auch auf die Kosten des Herstellungsprozesses auswirken, da bei einer breiteren Schnittfuge möglicherweise mehr Material verschwendet wird.

Gemeinsame Merkmale in Blechteilen

Die Blechkonstruktion befasst sich mit mehreren Merkmalen, die es diesen Teilen ermöglichen, die Anforderungen der Branche zu erfüllen. Hier sind die 6 wichtigsten gemeinsamen Merkmale, die Blechteile häufig aufweisen.

Kernfilets

Eckverrundungen sind abgerundete Kanten oder Ecken an Blechteilen, die erstellt werden, um scharfe Kanten zu vermeiden, die gefährlich sein können und auch zu Spannungskonzentrationen im Metall führen können, die zum Versagen führen können.

Vorschläge:

• Größe: Die Größe der Abrundungsleiste sollte mindestens der Dicke des Blechs entsprechen. Mit anderen Worten: Bei Blechen mit einer Dicke von 2 mm oder weniger sollte eine Abrundungsleiste von 2 mm verwendet werden. 
• Symmetrie: Die Rundungen eines Teils sollten symmetrisch sein. Dies bedeutet, dass die Rundungen an gegenüberliegenden Ecken gleich groß sein sollten.
• Gleichmäßigkeit: Die Rundungen sollten im gesamten Teil gleichmäßig groß sein. Dies bedeutet, dass die Rundungen an allen Ecken gleich groß sein sollten. 
• Platzierung: Rundungen sollten in Bereichen platziert werden, in denen wahrscheinlich Spannungskonzentrationen auftreten. Dazu gehören Bereiche, in denen das Blech gebogen ist oder sich Form oder Richtung ändern. 
• Radius: Der Radius der Rundung sollte so groß wie möglich sein. Dies trägt zu einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung bei und verringert die Wahrscheinlichkeit von Spannungskonzentrationen. 
• Design: Das Design des Teils sollte so sein, dass Rundungen problemlos hinzugefügt werden können, ohne die Integrität des Teils zu beeinträchtigen.

Rippen

Erhabene Merkmale, die typischerweise senkrecht zur Oberfläche des Blechteils verlaufen. Sie werden verwendet, um dem Teil Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen, ohne viel Gewicht hinzuzufügen.

Vorschläge:

• Glätten Sie den Übergang zwischen der Rippe und dem umgebenden Material durch Rundungen. Dies trägt zu einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung bei. 
• Vermeiden Sie, Rippen zu nahe beieinander oder zu nahe an Biegungen zu platzieren, da dies zu schwachen Stellen im Material führen kann. 
• Erwägen Sie die Verwendung von konischen Rippen oder Rippen mit variabler Höhe, um die Spannungen gleichmäßiger zu verteilen. 

Prägungs

Grübchen werden häufig aus verschiedenen Gründen verwendet, unter anderem: Um die Steifigkeit und Festigkeit eines Blechteils durch zusätzliche Verstärkung zu verbessern. Um eine glatte und bündige Oberfläche für Befestigungselemente oder andere anzubringende Komponenten zu schaffen. Um Freiraum für andere Teile oder Komponenten zu schaffen. 

Vorschläge:

• Die Prägungstiefe sollte 50 % der Blechdicke nicht übersteigen, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden. 
• Glätten Sie den Übergang zwischen der Prägung und dem umgebenden Material durch Rundungen. Dies trägt zu einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung bei.
• Vermeiden Sie, Prägungen zu dicht beieinander oder zu nah an Biegungen zu platzieren, da dadurch Schwachstellen im Material entstehen können.
• Berücksichtigen Sie die Auswirkungen der Prägung auf das Gesamterscheinungsbild des Teils und stellen Sie sicher, dass sie allen Marken- und Designanforderungen entspricht. 

Runder Boss

Ein erhabenes kreisförmiges Element in der Blechfertigung, das verwendet wird, um einem Teil Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen. Typischerweise entsteht es durch Stanzen oder Formen einer kreisförmigen Vertiefung im Blech, wodurch sich das Metall um den Umfang der Vertiefung herum ausbeult und ein erhabenes kreisförmiges Merkmal bildet.

Vorschläge:

• Wählen Sie die richtige Größe und Position: Überlegen Sie sich die Platzierung und Größe des Vorsprungs genau, um sicherzustellen, dass er den nötigen Halt und die nötige Festigkeit bietet, ohne mit anderen Komponenten in Konflikt zu geraten oder Herstellungsprobleme zu verursachen.
• Verwenden Sie das richtige Werkzeug: Zum Erstellen einer runden Wölbung sind spezielle Werkzeuge erforderlich, z. B. ein Stanz- und Matrizensatz oder ein Formwerkzeug. Es ist wichtig, das richtige Werkzeug für die Aufgabe zu verwenden, um sicherzustellen, dass die Wölbung richtig geformt wird und das Blech dabei nicht beschädigt wird.
• Berücksichtigen Sie die Materialstärke: Die Stärke des Blechs beeinflusst die Größe und Form der runden Erhebung, die geformt werden kann. Dickere Materialien erfordern möglicherweise größere oder tiefere Erhebungen, um die nötige Festigkeit und Steifigkeit zu erreichen.

Grübchen-Funktion

Grübchen werden häufig aus verschiedenen Gründen verwendet, unter anderem: Um die Steifigkeit und Festigkeit eines Blechteils durch Hinzufügen von Verstärkungen zu verbessern. Zur Schaffung einer glatten und bündigen Oberfläche für die Befestigung von Befestigungselementen oder anderen Komponenten. Um Freiraum für andere Teile oder Komponenten zu schaffen.

Vorschläge:

• Überlegen Sie sich die Größe und Position der Delle genau. Dellen sollten an den Stellen platziert werden, an denen sie den größten Nutzen bringen, und ihre Größe sollte für die Anwendung geeignet sein.
• Zu große oder tiefe Grübchen können das Material schwächen, während zu kleine oder flache Grübchen möglicherweise keine ausreichende Verstärkung bieten.
• Wählen Sie das richtige Werkzeug für die Aufgabe. Es gibt eine Vielzahl von Werkzeugen, mit denen Sie Grübchen erzeugen können, darunter Stempel, Matrizen und Formwerkzeuge. Das von Ihnen gewählte Werkzeug hängt von der Größe und Form der Grübchen sowie der Art des verwendeten Materials ab.
• Berücksichtigen Sie die Dicke und das Material des Blechs. Verschiedene Blecharten erfordern möglicherweise unterschiedliche Techniken oder Werkzeuge zum Erstellen von Vertiefungen, und dickere Materialien erfordern möglicherweise mehr Kraft oder ein größeres Werkzeug.
• Beachten Sie etwaige Einschränkungen oder Beschränkungen im Design. Grübchen können nützliche Merkmale sein, sind aber möglicherweise nicht für jede Anwendung geeignet. Stellen Sie sicher, dass das Design alle potenziellen Probleme oder Herausforderungen berücksichtigt, die durch das Hinzufügen von Grübchen entstehen können.

Lamellenfunktion

Der Hauptzweck von Lamellen besteht darin, den Luftstrom und die Belüftung im Gehäuse oder Panel, auf dem sie installiert sind, zu verbessern. Lamellen können für einen bestimmten Zweck konzipiert werden, z. B. um Luft in eine bestimmte Richtung zu leiten, Lärm zu reduzieren oder Schutz vor Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit zu bieten.

Vorschläge:

• Größe: Die Größe der Lamellen sollte sorgfältig anhand des erforderlichen Luftstroms und des für die Installation verfügbaren Platzes ausgewählt werden. Zu kleine Lamellen bieten möglicherweise nicht genügend Belüftung, während zu große Lamellen die strukturelle Integrität des Panels beeinträchtigen können.
• Ausrichtung: Die Ausrichtung der Lamellen sollte unter Berücksichtigung der Luftstromrichtung und der Lage möglicher Blockaden oder Hindernisse gewählt werden, die den Luftstrom beeinträchtigen könnten.
• Form: Die Form der Lamellen kann sich auf die Effizienz des Belüftungssystems auswirken. Lamellen, die eine stromlinienförmige, aerodynamische Form aufweisen, können den Luftstrom verbessern und Turbulenzen reduzieren.
• Material: Das für die Lamellen verwendete Material sollte auf der Grundlage des vorgesehenen Einsatzzwecks sowie der Umgebungsbedingungen ausgewählt werden, denen das Panel ausgesetzt sein wird. Beispielsweise sind Edelstahl oder Aluminium möglicherweise besser für Außenanwendungen geeignet, bei denen die Witterungseinflüsse ein Problem darstellen.
• Herstellungsverfahren: Das zur Herstellung der Lamellen verwendete Herstellungsverfahren sollte auf Grundlage der gewünschten Präzision, Konsistenz und Kosteneffizienz des Fertigungsprozesses ausgewählt werden.

Rundes Knockout

Mit runden Vorprägungen können Löcher unterschiedlicher Größe erzeugt werden, abhängig von der Größe des verwendeten Stempels und der verwendeten Matrize. Sie werden häufig in der Blechfertigung für Anwendungen wie Schaltkästen, HVAC-Systeme und Gehäuse verwendet.

Vorschläge:

• Wählen Sie die richtige Größe: Achten Sie darauf, dass Sie für die benötigte Lochgröße Stempel und Matrize der richtigen Größe verwenden. Die Verwendung der falschen Größe kann zu einem zu kleinen oder zu großen Loch führen.
• Verwenden Sie das richtige Material: Runde Ausbrechvorrichtungen sind normalerweise für die Verwendung mit bestimmten Blecharten vorgesehen. Achten Sie daher darauf, dass Sie für das von Ihnen bearbeitete Material das geeignete Ausbrechwerkzeug verwenden.
• Halten Sie Stempel und Matrize scharf: Mit der Zeit können Stempel und Matrize stumpf werden und sich verformen, was zu Löchern von schlechter Qualität führen kann. Halten Sie sie scharf und in gutem Zustand, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
• Berücksichtigen Sie die Materialstärke: Runde Ausbrechlöcher eignen sich am besten für dünnere Materialien. Wenn Sie Löcher in dickeres Blech bohren müssen, benötigen Sie möglicherweise ein anderes Werkzeug oder eine andere Technik.
• Achten Sie auf Grate: Bei der Verwendung runder Ausbrechöffnungen besteht die Gefahr, dass sich am Rand des Lochs Grate bilden. Entfernen Sie alle Grate unbedingt mit einem Entgratungswerkzeug oder Schleifpapier, um ein sauberes Finish zu erzielen.

Materialstärke

Die empfohlene Blechdicke hängt von der konkreten Anwendung und dem verwendeten Material ab. Im Allgemeinen bieten dickere Metalle eine höhere Festigkeit und Haltbarkeit, während dünnere Metalle flexibler und leichter sind. Übliche Blechdicken liegen zwischen 0.5 mm und 6 mm, können jedoch je nach Material und Verwendungszweck variieren. Hier ist eine Tabelle, die die empfohlene Materialstärke für einige gängige Metalle zeigt, die bei der Blechherstellung verwendet werden.

Hinweis: Diese Tabelle enthält allgemeine Richtlinien und die geeignete Materialstärke für eine bestimmte Anwendung kann von zusätzlichen Faktoren abhängen.

Häufige Fehler bei der Blechkonstruktion, die es zu vermeiden gilt

Die Blechfertigung ist ein komplexer Prozess, der das Entwerfen, Schneiden, Biegen und Zusammenfügen von Blech zu einem Endprodukt umfasst. Allerdings können selbst die erfahrensten Konstrukteure Fehler machen, die zu kostspieligen Nacharbeiten oder Ausschussteilen führen können. Um diese kostspieligen Fehler zu vermeiden, ist es wichtig, die häufigsten Designfehler zu kennen und Maßnahmen zu ihrer Vermeidung zu ergreifen.

Fehler 1: Eine CAD-Datei ohne Biegungen

Ein häufiger zu vermeidender Fehler besteht darin, eine CAD-Datei ohne Biegungen bereitzustellen. Ein Blechteil ohne Biegungen kann nicht als Einzelstück hergestellt werden und erfordert möglicherweise zusätzliche Teile und Arbeitsaufwand, um mehrere Teile zusammenzufügen. Es ist wichtig, Biegungen in die Konstruktion einzubeziehen und die Biegewinkel und -radien festzulegen, um sicherzustellen, dass das Teil korrekt hergestellt werden kann.     

Fehler 2: Merkmale zu nah an einer Kurve

Ein weiterer ähnlicher Fehler besteht darin, Elemente wie Löcher, Laschen usw. versehentlich zu nahe an einer Biegung zu platzieren. Was passiert, wenn Sie die Funktionen zu nah beieinander halten? Am Ende erhalten Sie ein verformtes Metallteil, das nur Geld und Zeit verschwendet. Um diesen Fehler zu vermeiden, können Sie einfach die 4T-Regel in alle Ihre CAD-Entwürfe implementieren. Die 4T-Regel schreibt vor, dass alle Merkmale mindestens 4x Materialstärke von jeder Biegelinie entfernt sein sollten.

Fehler 3: Perfekt senkrechter interner Biegeradius

Es ist immer verlockend, in Ihrem CAD-Design senkrechte Linien zu verwenden. Die Realität sieht jedoch etwas anders aus. Beim Biegen von Blech entsteht meist eine abgerundete Spitze, die der Biegung einen Radius verleiht. Der Versuch, eine perfekt scharfe Ecke zu erreichen, kann zu Materialverformungen und Rissen führen, die die Integrität des Endprodukts beeinträchtigen können. Um dieses Problem zu vermeiden, wird empfohlen, einen Mindestbiegeradius anzugeben, der dem verwendeten Material und der verwendeten Dicke entspricht. Dies ermöglicht einen reibungslosen Übergang in der Biegung und verhindert Spannungskonzentrationen, die zum Versagen führen könnten.

Der Einfachheit halber können Sie den Biegeradius Ihrer Metallteile leicht ermitteln, indem Sie die Länge des gebogenen Bereichs messen und das Ergebnis durch zwei teilen. Während Sie für jedes gebogene Teil problemlos unterschiedliche Radien verwenden können, ist es weitaus kostengünstiger, für alle Biegungen denselben Radius zu verwenden.           

Fehler 4: Hardwaredetails nicht in die CAD-Datei aufnehmen

Es ist immer am besten, so viele Details wie möglich in Ihre CAD-Datei aufzunehmen, einschließlich spezifischer Hardwarespezifikationen, Größen und Standorte. Dies gewährleistet einen reibungsloseren Herstellungsprozess und ein genaueres Endprodukt.                                   

Stellen Sie sich vor, Sie benötigen für den Zusammenbau eines Modells eine spezielle Einpressmutter wie die CLS-440-2, dieses Detail ist jedoch nicht in der CAD-Datei enthalten. Es bleibt Ihnen nichts anderes übrig, als darauf zu warten, dass andere Personen die benötigte Hardware besorgen. Offensichtlich erhöht diese Verzögerung die Montagezeit und die Kosten.

Fehler 5: Wählen Sie ein ungeeignetes Finish

Die Endbearbeitung ist in der Regel der letzte und wesentliche Schritt des Herstellungsprozesses. Die meisten Leute verwechseln die Endbearbeitung damit, dass sie nur eine Funktion hat, nämlich das Aussehen Ihres Teils zu verbessern.

Tatsächlich kann auch die Art der Veredelung, die Sie wählen, eine wichtige Rolle beim Schutz von Metallbauteilen vor Rost oder Korrosion spielen. Während es Veredelungen gibt, die sich nur auf die Ästhetik des Metallteils konzentrieren, sind andere Arten der Veredelung darauf ausgelegt, durch ihre schützenden Eigenschaften die Lebensdauer Ihres Produkts zu verlängern.

Ästhetische Veredelungen wie Pulverbeschichtung bieten einen gewissen Schutz. Einige Veredelungen wie Siebdruck sind jedoch nur sinnvoll, um den Metallteilen Text oder Bilder hinzuzufügen. Chemische Umwandlungslacke haben die gegenteilige Funktion.

Diese Veredelungen verändern die äußerste Schicht Ihres Produkts und wirken als Schutzschicht. Darüber hinaus verfügen Sie auch über die Chromatumwandlungsveredelung, die Metallteilen elektrische Verbindungen verleiht. Es bietet auch eine Grundierungsschicht zum Lackieren.

Es ist wichtig zu verstehen, welche Endbearbeitung Sie verwenden und welche Sie vermeiden sollten. Das richtige Finish hängt ganz von der Anwendung des Metallteils ab, das Sie entwerfen.

Fehler 6: Wählen Sie das falsche Blech aus

Sie müssen die Anwendung des Teils, das Sie entwerfen, von Anfang bis Ende berücksichtigen. Beispielsweise können Sie unbehandelten Stahl nicht in einer Meeres- und Salzumgebung verwenden. Dadurch werden Ihre Metallteile anfällig für Rost und Korrosion.

Wählen Sie stattdessen das richtige Blech aus, indem Sie sich auf die fließenden Faktoren konzentrieren. Fragen wie die folgenden sind äußerst wichtig.  

• Wie hoch ist die zu erwartende tägliche Abnutzung?
• Wird Ihr Metallteil in einer Umgebung verwendet, die anfällig für Korrosion und Rost ist?
• Wie einfach lässt sich Blech herstellen?
• Wie wichtig ist das kosmetische Erscheinungsbild Ihres Metallteils?
• Benötigt Ihr Teil Leitfähigkeit?
• Welche mechanischen Eigenschaften müssen Ihre Metallteile haben?

Die Beantwortung dieser Fragen ermöglicht es Ihnen, Ihre technischen Anforderungen zu verstehen und einen fundierten Entwurf zu erstellen.

Fehler 7: Materialstärke für U-Profile nicht berücksichtigen

U-Profile sind ein wichtiger Bestandteil jedes Produktdesigns und ihre Festigkeit hängt hauptsächlich von der Gesamtfestigkeit des Materials ab. Wenn die Materialstärke nicht berücksichtigt wird, kann dies dazu führen, dass die U-Profile zu schwach sind und sich unter Belastung verbiegen oder brechen. Um diesen Fehler zu vermeiden, ist es wichtig, das richtige Material und die richtige Dicke für den U-Kanal auszuwählen. Basierend auf der erwarteten Belastung und unter Berücksichtigung etwaiger zusätzlicher Belastungen, wie Vibrationen oder Stöße, denen der Kanal im Betrieb ausgesetzt sein kann.

Fehler 8: Unerfüllbare Schweißanforderungen entwerfen

Unabhängig davon, wie einfach ein Design ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Schweiß- oder andere mechanische Verbindungen erforderlich sind. Einige Konstrukteure machen häufig den Fehler, die Schweißfähigkeiten der Einheit zu überschätzen, was wiederum die Komplexität und die Kosten erhöht.

Der beste Weg, solche Probleme zu vermeiden, ist die Einführung strenger DFM-Praktiken (Design for Manufacturing). Dadurch wird sichergestellt, dass alle Funktionen den gängigen Standards entsprechen.

Arten von Blechen

Der Begriff Blech wird in der Branche recht häufig verwendet. Das verwendete Metall ist jedoch im Allgemeinen eines der folgenden.

• Rostfreier Stahl: Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Haltbarkeit ist dies möglicherweise die gebräuchlichste und bekannteste Option. Edelstahl ist die erste Wahl für Anwendungen, bei denen eine kostengünstige, langlebige und starke Option benötigt wird.
• Kaltgewalzter Stahl: Eine hervorragende Option für Anwendungen, bei denen die Materialfestigkeit für die Designer im Vordergrund steht.
• Vorbeschichteter Stahl: Ähnlich wie normaler Stahl, jedoch mit einer speziellen Beschichtung zum Schutz vor Korrosion.  
• Aluminium: Eine leichte und praktisch inerte Option, die ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht bietet.
• Kupfer: Kupfer ist ein teures, aber dennoch wirksames Material. Es reagiert unter normalen Bedingungen nicht und liefert eine lang anhaltende Leistung ohne jeglichen chemischen oder biologischen Abbau.
• Messing: Eine Legierung aus Kupfer und Zink, die sowohl korrosionsbeständig als auch hart genug ist, um mehrere Stöße zu absorbieren.

Gängige Oberflächen für Blechteile

Während Blech im Allgemeinen auch ohne Bearbeitung gut funktioniert, gibt es bei einigen Anwendungen Ausnahmen von dieser Regel. Die folgenden Prozesse gehören zu den häufigsten Nachbearbeitungsschritten für Blechprodukte.

• Eloxieren
• Bürsten
• Polieren
• Perlenstrahlen
• Pulverbeschichtung
• Galvanotechnik
• Passivierung
• Chrombeschichtung
• Individuelle Ausführungen auf Anfrage

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