Aluminium umformen: Was Sie zum Kanten und Biegen von Aluminium wissen sollten

Die Aluminiumumformung spielt in der industriellen Fertigung eine zentrale Rolle – ob beim Herstellen von Fassadenprofilen, Maschinenbauteilen, Fahrzeugkomponenten oder passgenauen Blechkonstruktionen. Beim Biegen, Kanten oder der Anarbeitung von Aluminium entsteht jedoch schnell Ausschuss, wenn Werkstoffzustände oder Biegeradien nicht optimal gewählt werden. Ein grundlegendes Verständnis dieser Vorgänge hilft dabei, typische Fehler wie Materialrisse, Rückfederung oder Maßabweichungen zu vermeiden und die Qualität der Bauteile zu sichern.

Was ist Aluminium?

Aluminium ist ein Metall und wird der Gruppe der Leichtmetalle zugeordnet und ist aufgrund seiner hohen Umformbarkeit, des geringen Gewichts und seiner Leitfähigkeit ein bevorzugter Werkstoff in vielen Branchen. Begriffe wie Kanten oder Anarbeitung gehören dabei zum Arbeitsalltag: Beim Kanten wird ein Blech entlang einer geraden Linie gebogen, während die Anarbeitung vorbereitende oder nachbearbeitende Schritte umfasst, mit denen das Material in die gewünschte Form gebracht wird. Anarbeiten bedeutet, ein Werkstück gezielt so zu bearbeiten, dass es montagefertig oder optimal weiterverarbeitet werden kann. Mit diesen Grundlagen gelingt der Einstieg in die wichtigsten Umformtechniken deutlich leichter.

Wie wird Aluminium hergestellt?    

Bei der Aluminiumherstellung unterscheidet man zwischen Primär- und Sekundäraluminium.

Primäraluminium entsteht aus dem Rohstoff Bauxit, der über das Bayer-Verfahren zu Aluminiumoxid und anschließend im Hall-Héroult-Prozess zu reinem Aluminium weiterverarbeitet wird. Dieser Prozess ist energieintensiv, liefert jedoch besonders reine Qualitäten.

Sekundäraluminium entsteht durch das Umschmelzen von Aluminiumschrott. Es ist deutlich nachhaltiger, da die Produktion bis zu 95 % weniger Energie verbraucht – ohne Qualitätsverlust. Viele Industriebetriebe setzen deshalb zunehmend auf Sekundäraluminium, um CO₂-Emissionen zu reduzieren.

Möchten Sie Metallverarbeitungsbetrieb zukünftig die Produktion zugunsten von mehr Nachhaltigkeit anpassen? Dann wäre beispielsweise die Beschaffung und Verwendung von Sekundäraluminium zum Vorteil.

Was hat Aluminium für Eigenschaften?

Der Werkstoff Aluminium ist durch seine positiven Eigenschaften vielfältig einsetzbar und ist daher eines der wichtigsten Metalle innerhalb der Metallindustrie. Die Eigenschaften von Aluminium kurz zusammengefasst:

Eigenschaften von Aluminium:

• Leichtmetall: Aluminium weist eine geringe Dichte auf und ist darum sehr gut für den Leichtbau geeignet.

• Elastizitätsmodul: Aluminium hat ein E-Modul von 70.000 N/mm² und ist daher gut formbar.

• Wärme- und Stromleiter: Durch gute Leitfähigkeit ist Aluminium sinnvoll einsetzbar in Bereichen der Elektroindustrie.

• Paramagnetisch: Aluminium wird nicht von Magneten angezogen.

• Schmelztemperatur: Dank des geringen Schmelzpunkts kann Aluminium sehr gut vergossen werden.

• Versprödungsneigung: Aluminium bleibt selbst bei tiefen Temperaturen formbar und eignet sich daher optimal für die Kryotechnik.

• Korrosionsbeständigkeit: In neutralen Medien zeigt Aluminium hohe Beständigkeit.

Aluminiumumformung: Was Sie beim Kanten und Biegen beachten sollten

In der industriellen Praxis zeigt sich der Einfluss der richtigen Technik besonders deutlich. Beim Herstellen von Maschinenbaugehäusen werden beispielsweise enge Innenradien benötigt, die nur durch präzises Gesenkbiegen mit definiertem Werkzeug realisiert werden können. Für größere Radien, wie sie bei Fassadenprofilen oder Abdeckungen im Anlagenbau vorkommen, wird hingegen häufig Rundbiegen oder Dornbiegen eingesetzt, um eine gleichmäßige Form ohne Verzug zu erreichen. Je nach Legierung unterscheiden sich Dehnverhalten, Festigkeit und Rückfederung spürbar, was die Wahl des Verfahrens beeinflusst.

Umformprozess im Detail

Der Umformprozess beginnt mit der Auswahl des geeigneten Werkstoffzustands, gefolgt von der Festlegung des Biegeradius und der passenden Umformmethode. Faktoren wie Rückfederung, Wanddickenänderung und Werkzeugwahl beeinflussen die Präzision des Ergebnisses wesentlich.

Prozess und Techniken des Biegens von Aluminium

Beim Biegen von Aluminium stehen mehrere Verfahren zur Auswahl. Beim Luftbiegen wird das Blech nur an drei Punkten gestützt, wodurch flexible Radien möglich sind. Das Gesenkbiegen arbeitet mit Stempel und Matrize und ermöglicht sehr präzise Winkel für die Serienfertigung. Das Rundbiegen kommt zum Einsatz, wenn große Radien benötigt werden – zum Beispiel bei Profilen im Fassadenbau. Für Rohre wird zudem häufig Dornbiegen verwendet, um Einfallstellen und Ovalisierung zu verhindern. Jedes Verfahren unterscheidet sich in Genauigkeit, Rückfederung und Kraftbedarf.

Achten Sie auf den Lieferzustand der Legierung

Der Lieferzustand der Legierung beeinflusst entscheidend, wie gut sich Aluminium umformen lässt. Weiche Zustände wie H111 bieten das höchste Umformpotenzial und eignen sich für enge Biegeradien.

Verfestigte Zustände wie H22 oder H24 sind zwar fester, lassen sich jedoch weniger stark verformen. Wer also enge Radien benötigt, sollte zu einem weicheren Zustand greifen. Soll das Bauteil dagegen eine höhere Festigkeit aufweisen, eignet sich ein stärker verfestigter Zustand besser – auch wenn die Umformbarkeit geringer ist.

Wählen Sie den Werkstoffzustand und Biegeradius mit Bedacht

Beim Abkanten von Aluminium spielt der Biegeradius eine entscheidende Rolle. Zu kleine Radien können zu Materialrissen führen, insbesondere bei harten oder verfestigten Zuständen. In vielen Betrieben wird deshalb mindestens der Radius in Höhe der Blechdicke gewählt. Je härter die Legierung, desto größer sollte der Radius sein, um Überdehnung zu vermeiden. Diese Abstimmung trägt wesentlich zur Qualität und Langlebigkeit des Bauteils bei.

Methoden der Kantenbearbeitung

Beim Kanten von Aluminium kommen Verfahren wie Luftkanten, Gesenkbiegen oder präzises Abkanten zum Einsatz. Die Wahl des Verfahrens richtet sich nach Wanddicke, gewünschtem Winkel und Oberflächenanforderungen.

Normen sind immer nur Mindestwerte

Normen definieren Mindestanforderungen für mechanische Eigenschaften von Aluminium. Trotzdem können sich Legierungen aus unterschiedlichen Chargen spürbar verschieden verhalten. Besonders bei engen Radien oder anspruchsvollen Geometrien sollten Betriebe deshalb berücksichtigen, dass selbst Material mit gleicher Bezeichnung unterschiedliche Umformeigenschaften aufweisen kann. Ein kurzer Vorab-Test kann helfen, spätere Probleme zu vermeiden.