Was ist Blechfalzen?
Blechfalzen ist ein Kaltumformungsprozess, bei dem die Kante eines Blechs umgebogen wird, wodurch eine verstärkte mehrschichtige Struktur entsteht. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:
- Erweiterte Festigkeit: Durch die Verstärkung der Kante wird die Biegefestigkeit um 30–50 % erhöht (gemäß ASTM E8-Testdaten), was für tragende Teile von entscheidender Bedeutung ist.
- Geometrieoptimierung: Entfernt scharfe Kanten und wandelt spitze Winkel in abgerundete Kurven um (Radius ≥0.5t, t =Materialstärke), was eine sicherere Handhabung ermöglicht.
- Kosteneffizienz: Reduziert die Kosten für Hilfsmaterialien um 30 % im Vergleich zum Schweißen oder Nieten und verringert so den Produktionsabfall.
Schritt-für-Schritt-Saumprozess
1.Vorbereitungsphase
Wählen Sie zunächst Materialien nach Festigkeit, Duktilität und den Anforderungen Ihres Endverbrauchs aus. Wählen Sie für Strukturteile kaltgewalzten Stahl; wählen Sie Aluminium für leichte Elektronikgehäuse. Achten Sie auf eine Blechdicke von ≤ 3 mm, um Brüche zu vermeiden.
2. Falzvorgänge
Erstes Biegen: Verwenden Sie eine Abkantpresse, um die Kanten in einem Winkel von 30°–90° vorzubiegen und so eine V-Form zu erzeugen, die das endgültige Abflachen erleichtert.
3. Saumbildung
Glätten Sie die Vorbiegung mit Matrizen (bei geschlossenen Säumen) oder Rollen (bei gebogenen Kanten). Bei offenen Säumen legen Sie Unterlegscheiben (0.06–0.25 mm) ein, um präzise Abstände einzuhalten.
4. Fertig stellen
Polieren Sie Kanten mit Schleifpapier der Körnung 320, entgraten Sie scharfe Ecken und wenden Sie eine elektrochemische Glättung für hochglänzende Oberflächen an.
5.Qualitätskontrolle
Überprüfen Sie Säume mit digitalen Mikrometern (Genauigkeit ±0.01 mm) und 3D-Laserscannern, um die Einhaltung der Breiten-/Dickenvorgaben sicherzustellen.
Arten von Blechsäumen
Geschlossener Saum
Bei einem geschlossenen Falz wird die Blechkante um 180° umgebogen, wodurch eine vollständige Falte entsteht, die eine doppellagige Struktur bildet. Diese Konstruktion verstärkt die Kante beim Falten und verdoppelt so ihre Dicke. Dies führt zu einer um über 40 % (ASTM-Tests) erhöhten Biegefestigkeit und verhindert gleichzeitig scharfe Grate ohne zusätzliches Polieren. Diese Struktur eignet sich ideal für kaltgewalzte Stahl- und Edelstahlbleche mit einer Dicke von höchstens 3 mm. Sie wird vorwiegend für Autotüren und Kühlschränke verwendet, wo diese dicht verschlossen werden müssen.
Öffnen Sie den Saum
Ein offener Saum gewährleistet einen Luftspalt von 0.06–0.25 mm zwischen den gefalteten Lagen, wodurch ein U-förmiges Profil entsteht. Dies reduziert das Gewicht um 15–20 % und verbessert die Montagetoleranzen, was ideal für Griffe, Scharniere oder bewegliche Teile ist. Metallscheiben gewährleisten die präzise Einhaltung des Spalts, wobei die Flanschlänge für ausreichende Stabilität mindestens das Vierfache der Materialstärke betragen darf.
Tropfensaum
Dieser Saum mit geschlossener Tropfenform (Radius = 1.5 × Materialstärke) erhöht die Ermüdungsbeständigkeit im Vergleich zu geschlossenen Säumen um 200 %. Er verhindert Kantenrisse bei spröden Metallen wie Aluminium und Magnesium und wird vorwiegend für Flugzeughäute sowie Satellitenträgerrahmen verwendet.
Rollsaum
Rollsäume erfordern das Rundbiegen der Metallkante (Radius ≥ 2× Dicke) gemäß ISO 13732 zum Schutz vor Schnitten. Die stromlinienförmige Kontur reduziert das Luftgeräusch um 6–8 dB und eignet sich daher für Möbel oder Elektronikgehäuse. Das Verfahren umfasst eine 90°-Vorbiegung und anschließendes dreiachsiges Rollen. Das Verfahren eignet sich am besten für 0.3–1.5 mm starken Edelstahl oder Messing.
Geeignete Materialtypen
Medientyp | Empfohlene Dicke (Mm) | Geeignete Saumarten |
Kaltgewalzter Stahl(CRS) | 0.5 bis 3.0 | Geschlossene, offene oder gerollte Säume |
Edelstahl(304) | 0.8 bis 2.5 | Geschlossene oder Tropfensäume |
Aluminiumlegierung(5052) | 1.0 bis 2.0 | Tropfen- oder Rollsäume |
BHs(C2600) | 0.6 bis 1.5 | Offene oder gerollte Säume |
Verschiedene Arten von Blechfalzen
Zur Kantenverstärkung von Blechen dominieren in der industriellen Praxis zwei Verfahren: das Matrizenfalzen und das Rollfalzen.
Die Hemming
Hierbei kommen gehärtete Matrizen und eine hydraulische Presse zum Einsatz, um die Metallkanten in großen Mengen zu biegen. Dieser Prozess besteht aus einem ersten Arbeitsgang, bei dem der Flansch in einen spitzen Winkel, beispielsweise im Bereich von 30° – 45°, vorgebogen wird. Anschließend erfolgt die endgültige Abflachung auf 180°.
- Vorteile: Gleichmäßige Ergebnisse über aufeinanderfolgende Zyklen mit einfachen geometrischen Formen, beispielsweise Motorhauben oder Geräteblenden.
- Nachteile: Die Werkzeugkosten sind hoch und die Anpassungsfähigkeit ist auf komplexe Kurven beschränkt.
Rollsäumen
Hierbei handelt es sich um eine robotergestützte Falzmethode. Dabei kommen programmierbare Walzen zum Einsatz, die die Kanten in mehreren Durchgängen leicht konturieren. Diese fortschrittliche Variante wird von CNC- oder 6-Achs-Robotern geführt. Durch definierten, schrittweisen Druck wird präzises Biegen ermöglicht.
- Vorteile: Viel weniger Kosten für die Werkzeuge (über 60 % im Vergleich zu den Matrizenkosten), perfekt und komplex für flexible Komponenten wie Teile für die Luft- und Raumfahrt und Prototypen.
- Nachteile: Inkrementelles Formen führt zu niedrigeren Produktionsraten.
Vorteile des Blechfalzens
Wesentliche Vorteile
Das Blechfalzen bietet entscheidende Vorteile für die industrielle Anwendung:
- Strukturelle Integrität: Durch das Falten der Kanten wird die Dicke verdoppelt, die Festigkeit um 30–50 % erhöht und Verformungen bei Belastung verringert.
- Ästhetische Anziehungskraft: Glatte, abgerundete Kanten, die sich ideal zum Polieren und Beschichten eignen, was für luxuriöse Autoverkleidungen oder hochwertige Geräte erforderlich ist.
- Funktionale Vorteile: Versiegelte Kanten sind korrosionsbeständig, was die Lebensdauer des Teils um 15–20 % verlängert und die Geräuschentwicklung in HLK-Systemen reduziert.
Zu berücksichtigende Herausforderungen
Hemming hat die folgenden technischen Schwierigkeiten:
- Materialbeschränkungen: Beschränkt auf dicke Metalle mit einer Dicke von 3 mm. Spröde Legierungen wie Aluminium erfordern spezielle Techniken, um Risse zu vermeiden.
- Ressourcenbedarf: Für gleichmäßige Ergebnisse sind qualifizierte Arbeitskräfte und Präzisionswerkzeuge wie Abkantpressen im Wert von über 30,000 US-Dollar erforderlich.
- Bruchgefahr: Aufgrund der geringen Duktilität neigen Metalle wie Magnesium beim Biegevorgang zu Mikrorissen, die nach dem Falzvorgang einer gründlichen Prüfung bedürfen.
Industrieanwendungen
Automobilindustrie
Geschlossene Säume erhöhen die Festigkeit von Türverkleidungen, Kofferraumdeckeln und Kotflügeln um das Doppelte und gewährleisten so die Einhaltung der Crashsicherheitsanforderungen. Die nahtlose Verarbeitung sorgt zudem für eine ansprechende Optik.
Luft- und Raumfahrttechnik
Tropfenförmige Säume an den Außenhautplatten eines Flugzeugs mildern die durch Vibrationen verursachte Ermüdung, die für Aluminiumteile in der Flügelbaugruppe und anderen stark beanspruchten Bereichen von entscheidender Bedeutung ist.
Elektronikfertigung
Rollsäume an Servergehäusen vermeiden scharfe Kanten und verbessern die EMI-Abschirmung, was die Benutzersicherheit erhöht und die Signalintegrität im Rechenzentrum gewährleistet.
Geräteherstellung
Offene Säume reduzieren überschüssiges Gewicht um 15 bis 20 % und erhalten gleichzeitig die Stabilität der Strukturträger von Kühlschranktüren und Backofenrahmen. Diese Gewichtsersparnis trägt zur Energieeffizienz bei.
Säumen VS Andere Verfahren.
Wie bei den meisten anderen Fertigungsverfahren mit Blechen stehen Herstellern verschiedene Möglichkeiten der Kantenbearbeitung zur Verfügung, wie z. B. Säumen, Falzen, Überwendlichnähen und vieles mehr. Im Folgenden werden die unterschiedlichen Zwecke und Anwendungen dieser Verfahren erläutert.
Säumen vs. Nahtnähen
Falzen: Beim Falzen wird eine Kante eines flachen Blechteils bearbeitet, wodurch dessen Abmessungen in einer Richtung reduziert und die Kante durch Umbiegen verstärkt wird. Dies erhöht die Haltbarkeit und verbessert das Erscheinungsbild, z. B. bei Autoteilen, Gehäusen von Haushaltsgeräten und Autotürkanten, die geschlossen gesäumt werden sollen, um ein Verziehen bei Kollisionen zu verhindern.
Falzen: Durch das Verbinden zweier flacher Teile werden Lücken zwischen den einzelnen Kanten geschlossen, überlappt, ineinander greifend und sicher verbunden, um eine dichte Verbindung zu bilden. Bei HVAC-Kanälen werden Falzverbindungen verwendet, da diese unter Druck luftdichte Verbindungen benötigen.
Beim Säumen wird Material hinzugefügt, indem eine weitere Schicht angebracht wird und Schichten durch Schneiden oder Schleifen entfernt werden, um es weicher zu machen und Kanten zu verstärken. Beim Nähen werden Dinge gebunden und Kanten miteinander verbunden, indem man sie auseinanderschneidet.
Säumen VS Joggen
Säumen
Stärkt die strukturelle Integrität eines Teils durch Übereinanderfalten dünner Bleche. Die Kanten sind optisch so makellos behandelt, dass man den Eindruck hat, als wäre eine Kantenverkleidung angebracht.
Joggen (Joggen)
Erzeugt Z-förmige Defizite, um die Ausrichtung von Komponenten bei der Montage zu erleichtern. Diese Methode wird häufig in anderen Baubereichen eingesetzt, beispielsweise in der Flugzeug- und Elektronikindustrie.
Flugzeuge reduzieren überschüssiges Gewicht durch das Hinzufügen von Aussparungen, sogenannten Verkürzungen, die bei der Ausrichtung überlappender Abschnitte, sogenannten bündigen Passungen, helfen.
Fazit
Unabhängig davon, ob Sie sich für die schnellere Variante des Matrizenfalzens oder die Flexibilität des Rollfalzens entscheiden, erhöhen beide Verfahren die Produkthaltbarkeit und senken langfristig die Wartungskosten. Möchten Sie Ihre Blechkomponenten mit Präzisionsfalzen versehen? Easiahome bietet Ihnen kompetente technische Beratung für die Blechbearbeitung, einschließlich Prototyping und Massenproduktion.
Häufig gestellte Fragen (FAQs)
F: Wie entscheide ich, ob ich für den Außenbereich offene oder geschlossene Säume wähle?
A: Geschlossene Säume eignen sich ideal für Außenanwendungen, da sie kein Eindringen von Feuchtigkeit zulassen und somit nicht oxidieren. Offene Säume eignen sich für Innenanwendungen, bei denen Gewichtsersparnis wichtiger ist als die Witterungseinflüsse.
F: Ist es möglich, für die Falzprozesse recycelte Metalle zu verwenden?
A: Ja, aber sie müssen möglicherweise genauer auf Verunreinigungen untersucht werden. Es ist üblich, diese Materialien zu glühen, um die Duktilität zu verbessern, insbesondere bei Aluminium- und Kupferlegierungen.
F: Welche weit verbreiteten Anwendungen gibt es für das Blechfalzen?
A: Das Falzen von Blechen ist eine gängige Praxis für Hersteller, die in der Bau-, Automobil-, Metallmöbel-, Luft- und Raumfahrt- und Elektronikindustrie Teile mit geometrisch komplizierten Formen herstellen.
