Was ist Blechwalzenbiegen? Arten, Vorteile und mehr

Blechrollenbiegen ist eine unverzichtbare Technik in der Welt der Metallverarbeitung. Dieser Prozess ermöglicht die Herstellung komplexer, gekrümmter Formen aus Blechen, Stangen und Rohren, indem das Material schrittweise durch eine Reihe von Walzen gerollt wird. Ob es sich um die Bildung einfacher Bögen oder komplexerer zylindrischer Strukturen handelt, Rollformen von Blechen spielt eine entscheidende Rolle in Branchen wie dem Baugewerbe, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie der Fertigung.

In diesem Artikel untersuchen wir die verschiedenen Aspekte von Blechrollenbiegen, einschließlich der verschiedenen Arten von Walzverfahren wie Dreiwalzenbiegen, Vierwalzenbiegen und Pyramidenwalzen. Wir werden uns auch mit dem breiten Anwendungsspektrum befassen, von der Herstellung gebogener Platten für Architekturprojekte bis hin zur Herstellung von Strukturkomponenten für schwere Maschinen. Darüber hinaus besprechen wir die wichtigsten Vorteile von Metallwalzen, wie etwa die Fähigkeit, große Blätter zu verarbeiten und gleichmäßige Kurven zu erzielen, wodurch es sich ideal sowohl für Groß- als auch für Präzisionsprojekte eignet.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Technik ihre Grenzen hat, einschließlich möglicher Materialverformungen und Dickenbeschränkungen, die möglicherweise zusätzliche Prozesse oder spezielle Geräte erfordern. Tauchen wir also tiefer in die Welt der Metallwalzformen um sein volles Potenzial und seine Herausforderungen zu verstehen!

Was ist Blechrollbiegen?

Rollbiegen, auch als Blechbiegen oder Winkelbiegen bekannt, ist ein Metallbearbeitungsverfahren, bei dem eine Reihe von Walzen verwendet wird, um ein Metallstück in eine bestimmte Kurve oder einen bestimmten Radius zu biegen. Das Metall wird durch die Walzen gedrückt, wobei zunehmend Druck ausgeübt wird, um das Material in die gewünschte Krümmung zu bringen. Dieses Verfahren wird häufig zur Herstellung von Rohren, Tanks und anderen zylindrischen oder konischen Formen verwendet.

Verschiedene Arten der Blechrollbiegung

Das Walzenbiegen von Blechen kann mit verschiedenen Methoden durchgeführt werden, die jeweils für unterschiedliche Formen, Materialien und Produktionsanforderungen geeignet sind. Hier sind die wichtigsten Arten von Walzenbiegeprozessen für Bleche:

1. Dreiwalzenbiegen
   Dies ist die gängigste Methode des Rollbiegens, bei der drei Walzen verwendet werden, um das Blech allmählich zu biegen. Die obere Walze übt Druck aus, während die beiden unteren Walzen Halt geben und das Blech vorwärts treiben. Diese Methode eignet sich ideal zum Herstellen zylindrischer oder gekrümmter Formen wie Rohre, Leitungen und große zylindrische Tanks.
2. Vierwalzenbiegen
   Ähnlich wie beim Dreiwalzenbiegen wird bei dieser Methode eine zusätzliche Walze verwendet, die dabei hilft, den Prozess präziser zu steuern. Die Vierwalzenmaschine ermöglicht eine bessere Kontrolle über den Walzprozess und kann auch die Kanten des Blechs vor dem vollständigen Walzprozess vorbiegen. Dies ist nützlich, um eine höhere Präzision zu erreichen und Materialabfall zu reduzieren.
3. Pyramidenwalzenbiegen
   Bei dieser Methode sind die Walzen pyramidenförmig angeordnet, wobei sich eine Walze oben und zwei unten befinden. Diese Methode wird hauptsächlich für dickere Bleche verwendet, die höhere Walzkräfte erfordern. Die Pyramidenform bietet Stabilität und wird häufig bei der Schwermetallverarbeitung verwendet.
4. Blechwalzen
   Beim Blechwalzen werden Metallbleche in zylindrische Formen gebogen. Es wird häufig verwendet, um Rohre mit großem Durchmesser oder Strukturkomponenten für industrielle Anwendungen herzustellen. Blechwalzen kann mit einer Reihe von Materialien durchgeführt werden und wird häufig in Branchen wie Öl und Gas, Schiffbau und Bauwesen eingesetzt.
5. Biegen mit Andruckrollen
   Bei diesem Typ „klemmen“ zwei der Rollen das Blech, während die dritte Rolle es biegt. Das Klemmrollenbiegen ist dafür bekannt, dass es enge Kurven und Zylinder mit kleinerem Durchmesser formen kann, wodurch es sich für die feine oder präzise Metallbearbeitung eignet.

Jeder Typ von Blechrollenbiegen hat seine einzigartigen Stärken und Anwendungen, sodass Hersteller die beste Technik für ihre spezifischen Projektanforderungen auswählen können.

Anwendungsgebiete des Blechwalzenbiegens

Das Rollbiegen ist eine äußerst vielseitige Technik, die in verschiedenen Branchen eingesetzt wird, da damit Metall in präzise, gebogene Formen gebracht werden kann. Hier sind einige der wichtigsten Anwendungen des Rollbiegens:

Druckbehälter
In der Petrochemie, der Energieerzeugung und der Lebensmittelverarbeitung wird Rollbiegen zur Herstellung von Druckbehältern eingesetzt. Diese Behälter sind für die Aufnahme von Flüssigkeiten oder Gasen unter hohem Druck unerlässlich. Durch Rollbiegen wird sichergestellt, dass die Bleche genau gebogen sind, um den inneren Spannungen standzuhalten.

Architektur- und Strukturkomponenten
Das Rollbiegen wird in der Bau- und Architekturbranche häufig verwendet, um gebogene Balken, Bögen und Metallrahmen herzustellen. Diese Komponenten werden häufig in modernen Gebäudeentwürfen, Brücken, Stadien und anderen Infrastrukturprojekten verwendet.

Rohrleitungen und Rohre
Die Öl- und Gasindustrie setzt bei der Herstellung von Rohren und Schläuchen mit großem Durchmesser auf Rollbiegen, die für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen über weite Entfernungen unverzichtbar sind. Rollbiegen hilft dabei, nahtlose Kurven in Metallblechen zu erzeugen, die später zu Rohren verschweißt werden.

Autoteile
Das Rollbiegen spielt in der Automobilindustrie eine wichtige Rolle, da dort gebogene Komponenten wie Auspuffanlagen, Stoßfänger und Rahmen präzise gebogen werden müssen. Dadurch wird sichergestellt, dass diese Teile mit gleichbleibender Qualität, Festigkeit und Genauigkeit hergestellt werden.

Luft- und Raumfahrtindustrie
In der Luft- und Raumfahrt wird Rollbiegen verwendet, um leichte, aber stabile Komponenten wie Flugzeugstrukturen, Flügel und Rumpfabschnitte zu formen. Die Fähigkeit, leichte Metalle wie Aluminium rollzubiegen, gewährleistet die Herstellung aerodynamischer Formen, die für die Flugeffizienz entscheidend sind.

Metalltanks und Silos
In Branchen wie der Landwirtschaft, der Lebensmittelverarbeitung und der Chemieproduktion wird das Rollbiegen zur Herstellung großer zylindrischer Tanks und Silos eingesetzt. Diese Tanks werden zur Lagerung von Flüssigkeiten, Chemikalien und Getreide verwendet, und das Rollbiegen stellt sicher, dass die Strukturen sowohl langlebig als auch präzise sind.

Schiffbau
Das Rollbiegen ist im Schiffbau von entscheidender Bedeutung, um große, gebogene Bleche herzustellen, die in den Rümpfen, Decks und verschiedenen Strukturkomponenten von Schiffen verwendet werden. Das Verfahren ermöglicht die Präzisionsformung von Metallen, die den rauen Meeresbedingungen standhalten müssen.

Erneuerbare Energien
Im Bereich der erneuerbaren Energien wird das Rollbiegen zur Herstellung von Komponenten für Windturbinen, Solarmodule und andere grüne Technologien eingesetzt. Beispielsweise müssen die Turmabschnitte von Windturbinen oft großflächig gerollt werden, um ihre zylindrische Form zu erhalten.

Eisenbahn- und Transportausrüstung
Das Rollbiegen wird bei der Herstellung von Gleisen, Wagenkästen und anderen gebogenen Metallkomponenten verwendet, die für den sicheren und effizienten Betrieb von Zügen und anderen Transportfahrzeugen unverzichtbar sind.

Vorteile des Rollbiegens

Das Rollbiegen bietet im Vergleich zu anderen Metallbearbeitungstechniken mehrere wesentliche Vorteile und ist daher in zahlreichen Branchen die bevorzugte Wahl:

1. Vielseitigkeit:
   Rollbiegemaschinen können eine breite Palette von Materialien verarbeiten, darunter Stahl, Aluminium und verschiedene Legierungen sowie unterschiedliche Dicken. Diese Anpassungsfähigkeit macht sie für zahlreiche Anwendungen geeignet, von Architekturkomponenten bis hin zu Teilen für schwere Maschinen.
2. Effizienz:
   Der Rollbiegeprozess ist relativ schnell und ermöglicht hohe Produktionsraten. Im Vergleich zu anderen Metallbiegetechniken, wie z. B. Abkantpressen, kann beim Rollbiegen effizient große Mengen gebogener Komponenten mit minimalen Ausfallzeiten hergestellt werden.
3. Präzision:
   Durch Rollbiegen lassen sich enge Radien und komplexe Kurven mit beeindruckender Genauigkeit erzielen. Moderne Rollbiegemaschinen sind mit digitalen Steuerungen und Messsystemen ausgestattet, die gleichbleibende Ergebnisse gewährleisten. Damit sind sie ideal für Anwendungen, die genaue Spezifikationen erfordern.
4. Minimaler Materialabfall:
   Durch die Präzision des Rollbiegens entsteht nur minimaler Materialabfall. Im Gegensatz zu anderen Biegetechniken, bei denen möglicherweise überschüssiges Material zum Formen benötigt wird, wird das Material beim Rollbiegen effektiv genutzt, was Kosten und Umweltbelastung reduziert.
5. Starke strukturelle Integrität:
   Beim Rollbiegen bleibt die Festigkeit des zu verarbeitenden Materials erhalten. Im Gegensatz zu anderen Verfahren, die das Metall schwächen oder verformen können, bleibt beim Rollbiegen die strukturelle Integrität des Metalls erhalten, wodurch sichergestellt wird, dass das Endprodukt langlebig und zuverlässig ist.
6. Fertigung von Großteilen:
   Das Rollbiegen eignet sich besonders gut für die Herstellung großer und schwerer Bauteile, die mit anderen Methoden nur schwer zu formen wären. Diese Fähigkeit ist in Branchen wie dem Bau- und Schiffbau, in denen große Strukturelemente üblich sind, von entscheidender Bedeutung.

Einschränkungen beim Rollbiegen

Trotz seiner zahlreichen Vorteile weist das Rollbiegen einige Einschränkungen auf, die seine Eignung für bestimmte Anwendungen beeinträchtigen können:

1. Wesentliche Einschränkungen:
   Manche Materialien, wie spröde Metalle oder solche mit extremer Härte, sind möglicherweise nicht für das Rollbiegen geeignet. Diese Materialien können während des Biegeprozesses reißen oder brechen, was zu Produktfehlern oder erhöhten Produktionskosten führen kann.
2. Erstinvestition:
   Die Kosten für Rollbiegemaschinen können hoch sein, insbesondere für moderne Modelle mit Automatisierung und Präzisionssteuerung. Diese Anfangsinvestition kann für kleine Unternehmen oder solche mit begrenztem Budget ein Hindernis darstellen und die Einführung dieser Technologie erschweren.
3. Erfahrene Bediener erforderlich:
   Die Bedienung einer Rundbiegemaschine erfordert ein gewisses Maß an Geschick und Erfahrung. Die Maschinen sind zwar benutzerfreundlich, doch um die Feinheiten des Biegeprozesses zu beherrschen, ist möglicherweise eine zusätzliche Schulung des Personals erforderlich, was zeit- und kostenintensiv sein kann.
4. Größenbeschränkungen:
   Während durch Rollbiegen große Teile hergestellt werden können, kann die Größe der Maschine die maximalen Abmessungen der Komponenten, die geformt werden können, begrenzen. Größere Teile erfordern möglicherweise spezielle Ausrüstung oder Änderungen an vorhandenen Maschinen.
5. Rüstzeit:
   Obwohl der Biegeprozess selbst effizient ist, kann die anfängliche Einrichtungszeit für Rollbiegemaschinen erheblich sein, insbesondere beim Wechsel zwischen verschiedenen Materialien oder Formen. Dies kann bei unsachgemäßer Handhabung zu Produktionsverzögerungen führen.

Das Verständnis dieser Vorteile und Einschränkungen hilft Herstellern dabei, fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, ob das Rollbiegen die richtige Wahl für ihre spezifischen Metallverarbeitungsanforderungen ist.

Wie funktioniert eine Biege-/Walzmaschine für Metallplatten?

Um mit einer Metallplattenbiege-/Walzmaschine die gewünschte Form einer Metallplatte zu erreichen, sind vier wesentliche Schritte erforderlich:

1. Einstellen der Biegekraft entsprechend dem gewünschten Radius
2. Positionieren der Metallplatte auf dem Tisch, um ein gleichmäßiges Biegen/Rollen zu gewährleisten
3. Vorklemmen/Vorbiegen der Kanten der Metallplatte
4. Durchführen der Metallplatte durch die Biege-/Rollmaschine

Schritt 1: Einstellen der Biegekraft an der Maschine

Der Prozess beginnt damit, dass der Bieger die Arbeitslast der Biege-/Walzmaschine für Metallplatten beurteilt. Nach der Bewertung der Einzelheiten bestimmt der Bediener die geeignete Biegekraft, die erforderlich ist, um die Metallplatte auf den gewünschten Innendurchmesser (ID) oder Außendurchmesser (OD) zu bringen. Diese Entscheidung ist entscheidend, da sie sich direkt auf das Endergebnis auswirkt.

Schritt 2: Positionieren der Metallplatte auf dem Tisch

Sobald die Biegekraft aufgebaut ist, legt der Bediener die Metallplatte auf den Tisch der Maschine. Dieser Schritt ist entscheidend, um unerwünschte Bewegungen der Platte während des Biegevorgangs zu verhindern. Die richtige Positionierung stellt sicher, dass die Metallplatte stabil bleibt und Fehlausrichtungen oder falsche Biegungen vermieden werden.

Schritt 3: Kanten vorkneifen/vorbiegen

Vor dem Beginn des Hauptbiegevorgangs werden beim Vorbiegen oder Vorquetschen die Kanten (Schwänze) der Metallplatte gebogen. Dieser erste Schritt ist entscheidend, um den gewünschten Radius an den Kanten zu erreichen und minimiert außerdem den Bedarf an Anpassungen nach dem Hauptbiegevorgang, wodurch der Gesamtprozess rationalisiert wird.

Schritt 4: Biegen des Werkstücks mit der Maschine

Wenn die Metallplatte sicher positioniert und die Vorbiegung abgeschlossen ist, kann der Bediener die Platte zwischen die Ober- und Unterwalzen der Biegemaschine legen. Dieser letzte Biegeschritt ist entscheidend und ein erfahrener Bediener ist unerlässlich, da Biege-/Walzmaschinen für Metallplatten für jede Werkstatt eine erhebliche Investition darstellen. Das Fachwissen des Bedieners gewährleistet präzises und effektives Biegen, wodurch hochwertige Metallkomponenten entstehen.

Arten von Maschinen für Blechbiege-/Walzvorgänge

In zahlreichen Branchen weltweit – beispielsweise im Schiffbau, in der Metallverarbeitung, in der Windenergie, im Erdbau, in der Metallkonstruktion, in der Raketenhülsenproduktion, bei Öltanks sowie in Rohren und Leitungen – spielen Metallplattenbiege-/Walzmaschinen bei der Herstellung unterschiedlichster Geräte und Metallkonstruktionen eine entscheidende Rolle.

In diesen Industriezweigen werden für die Biegevorgänge üblicherweise die folgenden Typen von Blechbiege-/Walzmaschinen eingesetzt:

1. 2-Walzen-Blechbiege-/Walzmaschine
2. 3-Walzen-Blechbiege-/Walzmaschine
3. 4-Walzen-Blechbiege-/Walzmaschine

Diese Maschinen können anhand der Führungskonstruktion weiter in zwei Typen unterteilt werden:

• Biege-/Walzmaschine für lineare Führungsplatten
• Biege-/Walzmaschine für Schwenkführungsplatten

Verschiedene Branchen benötigen spezifische Maschinen, die auf ihre betriebliche Arbeitsbelastung zugeschnitten sind. Die Wahl der Maschine hängt auch von der erforderlichen Präzision und vor allem von den Fähigkeiten der Bediener ab. Die Auswahl der richtigen Ausrüstung gewährleistet optimale Leistung und Effizienz bei Metallbiegeprozessen.

Tipps zum Biegen/Rollen von Blech

Während das Biegen von Blechen für viele verschiedene Arten von Projekten eine nützliche Strategie ist, kann das Biegen von Blechen leicht schiefgehen, wenn Sie die Technik falsch anwenden. Um sicherzustellen, dass Sie die gewünschte professionelle Biegung erzielen, befolgen Sie diese hilfreichen Tipps. 

Tipp 1: Wählen Sie die richtigen Materialien

Da einige Metalle formbarer sind als andere, müssen Sie bei der Anwendung von Hitze vorsichtig sein und wissen, ob diese erforderlich ist, um Rissbildung und Schwächung des Materials zu verhindern. 

Materialien, die sich gut zum Biegen von Blechen eignen:

• Verzinkter Stahl: Ein widerstandsfähiges und korrosionsbeständiges Metall. Wenn Sie verzinkten Stahl biegen, können Sie ihn in die für Ihr Projekt passende Form bringen. Der Biegevorgang ist normalerweise recht einfach und in den meisten Fällen ist verzinkter Stahl formbarer als geformte Edelstahlformen. 
• 5052 Aluminium: Aluminium lässt sich gut verformen und hat ein geringes Gewicht. Es ist sehr formbar und daher leicht zu biegen. Dadurch kommt es selten zu Rissen. 
• Edelstahl: Es wird hauptsächlich in der Lebensmittel- und Medizinindustrie verwendet und ist korrosionsbeständig, wobei einige Sorten eine besonders hohe Beständigkeit aufweisen. Verschiedene Edelstahlsorten weisen unterschiedliche Eigenschaften auf, können aber anfällig für Kaltverfestigung sein.

• Federstahl: Kann im geglühten Zustand formbar sein, ist nach dem Aushärten des Werkstücks jedoch meist Wärme erforderlich, um es wieder biegen zu können.
• Kupfer: Kupfer ist in der Regel sehr formbar. Seine antimikrobiellen Eigenschaften verleihen Kupfer außerdem einen zusätzlichen Vorteil.
• Weichstahl: Für Weichstahl ist in der Regel keine Hitze erforderlich, wodurch er sehr formbar ist. 

Tipp 2: Vermeiden Sie das Biegen zu einer scharfen Innenecke

Beim Biegen von Blechen ist es wichtig, das Biegen an einer scharfen Innenecke zu vermeiden, da dies zu Rissen oder einer Schwächung des Metalls führen kann. Dies lässt sich vermeiden, indem Sie Ihr Werkzeug mit einem Radius versehen. 

PROFI-TIPP: Die Dicke des von Ihnen hergestellten Materials sollte dem inneren Biegeradius entsprechen.

Tipp 3: Verwenden Sie eine Abkantpresse

Bremsen sind äußerst praktisch, um eine saubere Biegung zu erzeugen, da das Metall weder wellig noch verzogen wird. 

Die beiden größten Vorteile einer mechanischen Abkantpresse sind die Geschwindigkeit und Genauigkeit, die sie beim Biegen von Blechen bietet. 

Tipp 4: Schützen Sie die Oberflächen

Achten Sie auf das Aussehen Ihres Metalls, indem Sie Kratzer auf der Oberfläche vermeiden. 

PROFI-TIPP: Die beste Methode, Kratzer zu vermeiden, ist, überall dort, wo es mit einem harten Gegenstand in Berührung kommen könnte, Klebeband anzubringen. Ebenso können Sie beim Biegen Holzklötze verwenden, um den Abschnitt zu schützen. 

Tipp 5: Biegezugabe

Beim Biegen von Metall wird das Material gedrückt, gezogen oder gestreckt. Daher müssen Sie die Biegezugabe berechnen, da Sie dadurch zuverlässige Zahlen erhalten, mit denen Sie beim Auslegen eines flachen Blechs arbeiten können. 

Dabei sind gewisse Faktoren, wie beispielsweise Materialstärke und Innenradiusgröße zu berücksichtigen. 

Die Biegezugabe ist ein Ausgleich für das, was mit dem Material passiert, wenn es gedehnt und aus einem flachen Muster in die gewünschte Biegung gebracht wird. Indem Sie diese Biegezugabe berechnen, können Sie herausfinden, wie viel Flansch übrig bleibt, wenn Sie die gewünschte Biegung vorgenommen haben. 

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