Seit die Menschheit mit der Blechbearbeitung begann, sind Jahrtausende vergangen. In dieser langen Zeitspanne haben sich die Verfahren zur Herstellung und Weiterverarbeitung von Blechen stetig weiterentwickelt. Einst hämmerten Blechschmiede das Metall platt, heute wird es zu Blechtafeln gewalzt. Das Ergebnis war und ist in beiden Fällen ein Halbzeug, das zu unterschiedlichen Dingen weiter verarbeitet wird. Je nach Material und Produkt wird es zugeschnitten, gebogen, gefalzt, gebohrt, verschweißt, geklebt und anderweitig bearbeitet.
Die „Urbleche“ bestanden sicher aus den elementar vorkommenden Weichmetallen Gold, Silber und Kupfer. Inzwischen lassen sich beinahe alle Metalle und viele Metalllegierungen in Blechform walzen. Zu den gängigsten Blechen gehören Aluminiumbleche, Stahlbleche, Kupferbleche und Zinkbleche. Je nach Materialdicke wird zwischen Feinblechen, Mittelblechen und Grobblechen unterschieden, entsprechend der Tafelgröße erfolgt die Einteilung in Normaltafeln, Mitteltafeln, Großtafeln und Maxitafeln.
Mechanische und thermische Trennverfahren
Damit aus Blechtafeln Endprodukte werden, sind weitere Bearbeitungsschritte nötig. Zunächst wird das Blech zugeschnitten beziehungsweise in Stücke getrennt. Dies kann auf thermische und mechanische Weise geschehen. Zu den thermischen Trennverfahren gehören Brennschneiden und Laserschneiden, mechanisches Trennen erfolgt meist durch Scherschneiden, in bestimmten Fällen durch Wasserstrahlschneiden.
Mechanisches Trennen von Blech
Scherschneiden mit der Blechschere
Schon die alten Römer benutzten handliche Blechscheren, archäologische Fundstücke beweisen es. Handwerker, wie Spengler, Dachdecker und Trockenbauer arbeiten heute noch mit ähnlichen Handblechscheren. Denn aus der Römerzeit hat sich das Prinzip der gegenläufigen Klingen erhalten, darüber hinaus sind die Schneidwerkzeuge natürlich besser geworden. Davon zeugen unter anderem spezielle Scherenkonstruktionen, wie links- und rechtsschneidende Scheren, Figurenscheren, Rundlochscheren und Durchlaufscheren. Neben mechanischen Modellen sind auch mit Druckluft betriebene und elektrische Handblechscheren erhältlich. Außerdem stehen in Werkstätten und Produktionshallen Handhebelscheren und Schlagscheren, die das Schneiden großer, dicker Bleche sowie Serienproduktionen erleichtern.
Scherschneiden durch Stanzen
Genau wie das Blechscheren ist das Stanzen ein spanloses Trennverfahren. Ein Stanzwerkzeug besteht aus einem Oberteil (Stempel) und einem Unterteil (Matrize) , die perfekt zusammenpassen. Zwischen beide Elemente kommt das Blech. Unter Druck werden die Werkzeugteile zusammengeführt, wobei das Werkstück ausgestanzt wird. Das funktioniert ähnlich wie das Ausstechen von Plätzchen und das Lochen von Papier mit dem Bürolocher. Im Grunde reichen ein Stanzmesser als Oberteil und eine etwas weichere, ebene Unterlage als Matrize. Im Produktionsprozess werden die Werkzeugteile oft in eine Stanzpresse eingespannt. Herkömmliche Stanzmaschinen werden mittels Hebelkraft oder hydraulisch betrieben.
In der modernen Blechbearbeitung spielt das CNC-Stanzen eine wichtige Rolle. Einmal programmiert, führen die numerisch gesteuerten Stanzmaschinen die Arbeit schnell, präzise und zuverlässig aus.
Wasserstrahlschneiden
Im Gegensatz zum Scherschneiden ist das Wasserstrahlschneiden ein abtragendes Trennverfahren. Unter Hochdruck trägt der Wasserstrahl mikroskopisch kleine Partikel von der Oberfläche der Schnittfuge ab. So wird das Werkstück an dieser Stelle stetig dünner, bis es schließlich völlig durchtrennt ist. Weiche Materialien wie Silikon und Schaumstoffe lassen sich durch Reinwasserschneiden trennen. Bei härteren Werkstoffen wie Stein und Stahl wird dem Wasserstrahl ein Abrasiv zugesetzt. Dabei handelt es sich um harte, pulverförmige Partikel eines Schleifmittels. Häufig kommt Granatsand als Strahlmittel zum Einsatz. Der feine Abrasivstrahl schneidet auch filigrane und komplexe Konturen, wobei der Schnitt nicht zwingen am Rand beginnen muss, sondern an jeder Stelle des Werkstückes angesetzt werden kann.
Thermische Trennverfahren
Bei thermischen Trennverfahren wird das Blech an der Schnittstelle erhitzt und die dabei entstehende Schlacke abgetragen.
Autogenschneiden
Brennschneiden, Autogenschneiden, Trennschweißen sind Bezeichnungen für das Trennen mit offener Flamme. Hier kommt der Schneidbrenner zum Einsatz. Die Flamme bringt das Material an der Schneidfront auf Zündtemperatur und der Schneidsauerstoff bläst die Schlacke weg, bis das Blech komplett durchtrennt ist. Im Vergleich zu anderen Thermotrennverfahren entsteht eine relativ breite Schnittfuge, entsprechend hoch ist der Materialverlust. Autogenes Brennschneiden eignet sich vor allem zum Schneiden von dicken Blechen und niedrig legiertem Stahl.
Laserschneiden
Laserschneiden ist ein berührungsfreies, beinahe kraftloses Trennverfahren. Es zeichnet sich durch extrem schmale Fugen aus, wodurch weniger Material verloren geht. Denn der Laserstrahl erhitzt das Material punktgenau auf mikroskopisch kleiner Fläche. Aus der integrierten Schneiddüse strömt Blasgas und bläst die Schlacke weg, das Ergebnis sind saubere Schnittfugen. Mit der Laserschneidtechnik lassen sich exakt gerade Schnitte realisieren aber auch filigrane Konturen, dreidimensionale Durchbrüche und Ähnliches präzise schneiden. In der Regel ist das Verfahren auch bei Kleinstmengen wirtschaftlich, nicht nur in der Blechbearbeitung. Laserschneiden ist auch für andere Materialien wie Kunststoffe, Holz und Leder geeignet.
Fügen in der Blechbearbeitung
In der Blechbearbeitung steht eine Vielzahl von Fügeverfahren zur Auswahl. Grundsätzlich lassen sich lösbare, unlösbare und bedingt lösbare Verbindungen herstellen. Bei einigen Verfahren wird zusätzlich ein Hilfsmittel wie Klebstoff, Lot oder Schweißdraht verwendet. In der DIN 8593 sind die verschiedenen Fügeverfahren für Werkstoffe in neun Gruppen zusammengefasst. Dazu gehört zum Beispiel das Fügen durch Umformen, dem Biegen, Falzen und Nieten zugeordnet werden. Schraubverbindungen zählen zur Gruppe An- und Einfügen. Eine weitere Verfahrensgruppe bildet das Schweißen, das zu den häufigsten Fügetechniken in der Blechbearbeitung zählt. In diesem Bereich kommen mehrere Schweißverfahren wie Lichtbogenschweißen, Punktschweißen und Laserschweißen infrage.
Das Laserschweißen empfiehlt sich mit einigen Vorteilen. So ist zum Beispiel in der Regel kein Zusatzstoff wie Schweißdraht nötig. Der Energieeintrag erfolgt punktgenau und präzise und der Wärmefluss ist vergleichsweise gering. Dadurch ist auch der thermische Verzug geringer. Außerdem kann der Laserstrahl an schwer erreichbaren Stellen und relativ großer Entfernung eingesetzt werden. Zudem sind keine Nacharbeiten erforderlich.
Fazit
Aus Blech lassen sich viele grundverschiedene Produkte herstellen. Dazu gehören Schmuck- und Dekorationsartikel genauso wie Maschinen- und Fahrzeugteile oder Werkzeuge. Dafür stehen den Erzeugern traditionelle und moderne Fertigungsverfahren zur Verfügung, von denen hier eine kleine Auswahl genannt ist.
