Das Abkanten von Blech ist ein Teil der Fertigungstechnik Biegen beziehungsweise Umformen. Ein Flächenteil des Blechs wird dabei umgeklappt.

Eine Kurzdefinition des Begriffs Abkanten finden Sie bereits im Titel. Bleibt zu ergänzen, dass die Umformung beim Abkanten auf der gesamten Länge der Biegelinie gleichzeitig erfolgt, und dass es sich um ein Fertigungsverfahren für die Bearbeitung von Blechen, das heißt metallischen und im Sinne der Fertigungstechnik dünnen Halbzeugen handelt. Es dient der Herstellung von Profilen, genauer gesagt, Abkantprofilen.

Den gleichen Anwendungsbereich bedient auch das Walzprofilieren. Siehe auch: Profile in beliebiger Länge und mittleren bis großen Serien herstellen.

Da die Umformung dabei entlang der Biegelinie sukzessive erfolgt, gehört das Verfahren aber nicht zur Kategorie Abkanten. Bezüglich der Werkstoffeigenschaften besteht eine weitere Voraussetzung für das Abkanten in einer ausreichenden plastischen Verformbarkeit. Eine vollständige Definition des Abkantens lautet daher: „Bildsames ändern der Form von Blechteilen durch Kaltumformung entlang gerader Linien, gleichzeitig auf ganzer Länge“.

Weitere Informationen zur Definition finden Sie hier.

Blick auf ein Bauteil, das gerade in einem Biegezentrum von RAS bearbeitet wird. (Bild: RAS)

Das Normenwerk des DIN teilt Fertigungsverfahren in der Norm DIN 8580 in sechs Hauptgruppen ein. Das Abkanten gehört hier zur Gruppe 2, Umformen,die in DIN 8582 genormt ist. Die weitere Untergliederung zählt Abkanten zur Untergruppe 2.4, Biegeumformen. Es stellt eine Teilmenge der hier enthaltenen Fertigungsverfahren dar. DIN 8586, die sich mit dieser Untergruppe befasst, unterscheidet beim Umformen durch Biegen grundsätzlich zwei Kategorien: das Biegeumformen mit gradliniger sowie mit drehender Werkzeugbewegung. Letzteres ist charakteristisch für das Schwenkbiegen. Zur ersten Kategorie zählen die Verfahrensgruppen Freies Biegen und Gesenkbiegen. Folgende Biegeumformverfahren erfüllen die Kriterien des Abkantens:

Automation macht das Schwenkbiegen produktiver

Da der Begriff eine Gruppe von Umformverfahren beschreibt, gibt es unterschiedliche Funktionsweisen. Gemeinsam ist allen Verfahren, dass das Werkstück durch Ausübung von Druck um eine oder mehrere geradlinige Kanten eines Werkzeugs gebogen wird. Die hierfür eingesetzten Werkzeugmaschinen heißen Abkantpresse, Abkantbank oder Abkantmaschine.

Hakama zeigt in diesem Video das Abkanten von Feinblech.

Funktionsweise des Abkantens mit einseitiger Einspannung und des Schwenkbiegens

Beim Freien Biegen ohne Gesenk ist das Werkstück entlang der zu fertigenden Kante eingespannt und ein Stempel bewegt sich rechtwinklig zur Blechoberfläche an der Einspannung vorbei. Das Blech biegt sich dadurch beim Abkanten um diejenige Wange der Einspannung, die dem Stempel gegenüber liegt. Sehr ähnlich funktioniert das Schwenkbiegen. Der Unterschied besteht darin, dass statt des geradlinig bewegten Stempels eine Schwenkwange eine Drehbewegung um die Biegekante ausführt. Das Werkzeug führt somit die gleiche Bewegung aus wie der sich biegende Schenkel des entstehenden Blechprofils.

Zum Beispiel lassen sich große Fassadenelmente einfach kanten.

Große Fassadenelemente lassen sich einfach kanten

Was geschieht beim Abkanten mit Gesenk?

Bei Abkantverfahren, bei denen ein Gesenk zum Einsatz kommt, befinden sich die Biegekanten im Allgemeinen am bewegten Stempel der Werkzeugmaschine. Beim Abkanten komplexerer, beispielsweise Sigma-förmiger Profile in einem Arbeitsgang können zusätzliche Biegekanten auch am Gesenk erforderlich sein. Jede einfache Biegeumformung mit Gesenk beginnt als Freies Biegen, das analog zum entsprechenden Biegeversuch auch als Dreipunktbiegen bezeichnet wird. Das Werkstück liegt an den zwei Oberkanten des Gesenks auf und wird von einem V-förmigen Stempel hinein gedrückt, ohne dass der entstehende Scheitel des Werkstücks Kontakt mit dieser Matrize hat.

Stoppt der Umformprozess, bevor der Stempel den Gesenkboden erreicht, liegt somit ein Freies Biegen vor. Andernfalls beginnt beim Gesenkbiegen die Phase des Nachdrückens, bei dem das Werkstück genau die Passform von Stempel und Matrize einnimmt. Das reduziert die Rückfederung nach der Rücknahme des Anpressdrucks und ermöglicht dadurch eine Fertigung mit höherer Präzision. Andererseits ist für die Fertigung unterschiedlicher Profilwinkel jeweils ein passender Werkzeugsatz aus Stempel und Matrize notwendig.

Sonderfälle des Biegens mit Gesenk

Bei Gesenkbiegepressen arbeitet der Bediener oft an der Biegelinie – das kann gefährlich werden. Darum sind Sicherheitslösungen wichtig, wie sie zum Beispiel Fiessler anbietet. (Bild: Fiessler)

Beim U-Gesenkbiegen entstehen gleichzeitig zwei Kanten am Werkstück. C-förmige Profile lassen sich somit in einem Arbeitsgang fertigen. Besitzt das Gesenk einen beweglichen, beispielsweise gefederten Gegenhalter, dann sorgt dieser dafür, dass das Werkstück während des gesamten Umformprozesses an der Unterseite des Stempels anliegt. Dadurch entfällt die Nachdrückphase, die eine bis zum Dreifachen höheren Krafteinsatz als das Freie Biegen erfordert. Für das Anpressen des Gegenhalters ist dagegen nur etwa ein Drittel dieser Biegekraft notwendig. Bei einem weiteren Sonderfall stoppt der Umformprozess auf speziellen Werkzeugmaschinen genau beim Erreichen des einstellbaren Gegenhalters. Das stellt sicher, dass der Scheitel des Werkstücks in Kontakt mit dem Stempel ist und den Biegeradius des Stempels annimmt.

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Als Biegekante wird beim Biegeumformen die in einem Arbeitsschritt erzeugte Verformung des Werkstücks bezeichnet. Beim Abkanten besteht diese definitionsgemäß aus zwei Schenkeln, die in einem vorgegebenen Winkel zueinander stehen. Diese sind durch eine Rundung mit einem bestimmten Biegeradius miteinander verbunden.

Eine Abkantpresse von Bystronic in Aktion.

Wie ist der Biegewinkel definiert?

Der Biegewinkel misst den Weg, den der in seiner Lage veränderte Schenkel des Profils beim Abkanten zurückgelegt hat. Es ist der Winkel zwischen der ursprünglich gestreckten Lage der Innenkante des Schenkels und seiner Endlage. Mit dem Öffnungswinkel, den Sie zwischen den beiden Innenflächen der Biegekante messen, ergänzt er sich zu 180°. Am Ende des Umformprozesses reduziert sich der Biegewinkel durch das Rückfedern des Werkstücks bei der Wegnahme des Anpressdrucks. Das Ausmaß dieser elastischen Formänderung hängt vom gewählten Biegeverfahren ab und verursacht Maßabweichungen in verfahrenstypischer Größe.

Mehr Details zu den Biegerichtlinien finden Sie hier.

Synchro-Form-Abkantpressen von LVD ermöglichen das präzise und wiederholgenaue Biegen. (Bild: Tom Lesaffer)

Den Biegeradius messen Sie nach Abschluss des Biegeprozesses an der Innenkante des Werkstücks. Dabei kann der Verarbeitungsfehler Faltenbildung Messungenauigkeiten verursachen, da er an der beim Abkanten gestauchten Innenseite der Biegekante auftritt. Der Halbmesser darf den Mindestbiegeradius nicht unterschreiten, der vom Material, der Halbzeuggeometrie, der Vorbehandlung und dem Biegewinkel abhängt. Nach DIN 8586 sollten Sie Bleche bevorzugt quer zur Walzrichtung biegen, da sich die Kornstruktur durch das Walzen anisotrop verändert. Das Abkanten erfolgt aber in der Regel in Längsrichtung. Hierfür gelten zum Teil unterschiedliche Mindestbiegeradien. Biegeradien sollten vorzugsweise der in DIN 250 aufgeführten Maßreihe entsprechen.

Noch mehr physikalische Details erfahren Sie hier.

Beim Falzen verbinden Sie zwei Blechteile oder zwei Ränder desselben Blechs formschlüssig miteinander. Dies geschieht durch gemeinsames Abkanten oder Zusammenpressen der vorbereiteten und ineinander geschobenen Ränder. Das Verfahren zählt in der Normenreihe DIN 8580 zur Untergruppe 4.5, Fügen durch Umformen, und ist in DIN 8593 spezifiziert. Falze lassen sich in zahlreichen Varianten herstellen. Im einfachsten Fall, dem Stehfalz, biegen Sie die zwei Blechränder durch Abkanten im rechten Winkel so, dass der Schenkel des einen Blechteils etwa doppelt so breit ist wie der des anderen. Anschließend legen Sie die beiden Teile derart nebeneinander, dass die Schenkel aneinander stoßen und biegen dann den längeren um 180°, sodass er den zweiten Schenkel umschließt.

Welche Biegewinkel lassen sich durch Abkanten erzeugen?

Biegewinkel können prinzipiell beim Abkanten sowie beim Biegeumformen allgemein zwischen 0° und 180° betragen. Die beim Abkanten in einem Arbeitsgang erzielbaren Biegewinkel hängen von der Art der verwendeten Werkzeugmaschine ab, erreichen aber in der Regel mindestens 90°. Besonders stark schränkt das Freie Biegen mit einseitiger Einspannung den Biegewinkel ein. Beim Schwenkbiegen begrenzt die Form der Oberwange den herstellbaren Winkel. Sie besitzt üblicherweise einen dreieckigen Querschnitt und erlaubt dadurch das Biegen bis zu einem Winkel von etwa 135°. Da er beim Gesenkbiegen von der Werkzeuggeometrie bestimmt wird, gibt es bei dieser Verfahrensgruppe keine Variationsbreite für den Biegewinkel in Bezug auf jede Werkzeugkombination aus Stempel und Matrize. Das gilt besonders für das U-Gesenkbiegen, bei dem das Abkanten beider Schenkel im rechten Winkel erfolgt.

Für das Abkanten ist die wichtigste Anforderung an den Werkstoff die Kaltumformbarkeit. In der bis 1994 gültigen DIN 17100 wurde die Eignung zum Abkanten bei warmgewalzten Stählen in der Werkstoffnummer durch einen eigenen Kennbuchstaben Q gekennzeichnet. Nach der Ablösung durch DIN EN 10025 ist nur noch der Buchstabe C für allgemein kaltumformbare Stähle vorgesehen. Die Werkstoffsorte ist ein begrenzender Faktor für den Biegeradius. Für Stähle finden Sie Angaben zur Kaltumformbarkeit und Mindestbiegeradien beim Abkanten in DIN EN 10025, für Bleche und Bänder aus Aluminium und dessen Legierungen sind sie beispielsweise in DIN 5520 enthalten.

Wie groß ist die maximale Abkantlänge?

Die größte durch Abkanten erzielbare Profillänge ist von der Werkzeugmaschine abhängig und wird durch den technischen Fortschritt stetig erhöht. Die Abkantmaschine Variopress 1250-80 Tandem des Herstellers EHT Werkzeugmaschinen aus Teningen kann beispielsweise ein bis zu 16 Meter langes Blech oder zwei bis zu acht Meter lange Bleche gleichzeitig in einem Arbeitsgang biegen.

Noch mehr Wissen über die Umformtechnik können Sie im Fachbuch „Blechumformung“, herausgegeben von Klaus Siegert, nachlesen.

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