Wissenswertes

Metallbearbeitungsmaschinen

- Geschichte, Verfahren, Anwendungen und Zukunft -

Die Metallbearbeitung hat eine lange Historie. Beginnend mit einfachsten Werkzeugen, wie Steine und Faustkeile fing die Bearbeitung von Materialien an.

Die ersten Metalle, die sich einer Bearbeitung unterziehen mussten, waren Gold und Kupfer. Diese Metalle waren relativ weich und gut zu bearbeiten. Metallbearbeitungsmaschinen gab es allerdings vor 10.000 Jahren noch nicht.

Bronzezeit und Eisenzeit folgten der Steinzeit und, wie die Namen schon ahnen lassen, kam damit auch der Fortschritt.

Schon die Römer nutzten Metalle u.a. auch gerne für den kriegerischen Einsatz, Stichwort Waffen!

Der Fortschritt wurde allerdings immer noch von Handwerkern wie z.B. den Schmieden geprägt, und nicht von Metallbearbeitungsmaschinen.

Die Entwicklung der Dampfmaschine war der erste richtige Schritt für den Antrieb von Maschinen, u.a. auch Metallbearbeitungsmaschinen. Die Dampfmaschine trieb über eine Zentralwelle mehrere verschiedene Maschinen an. Antriebsriemen verbanden dabei die Zentralwelle mit der Maschine.

Es gab auch vorher schon einfache Maschinen, die über Schaufelräder durch fließendes Wasser angetrieben wurden (z.B. Mühlen, Hammerwerke), aber das war noch nicht die industrielle Fertigung, oder auch Revolution.

Metallbearbeitungsmaschinen gibt es für die unterschiedlichsten Prozesse. In der Technik unterscheiden wir diese Prozesse wie folgt:

Die Metallbearbeitung hat eine lange Historie. Beginnend mit einfachsten Werkzeugen, wie Steine und Faustkeile fing die Bearbeitung von Materialien an.

Die ersten Metalle, die sich einer Bearbeitung unterziehen mussten, waren Gold und Kupfer. Diese Metalle waren relativ weich und gut zu bearbeiten. Metallbearbeitungsmaschinen gab es allerdings vor 10.000 Jahren noch nicht.

Bronzezeit und Eisenzeit folgten der Steinzeit und, wie die Namen schon ahnen lassen, kam damit auch der Fortschritt.

Schon die Römer nutzten Metalle u.a. auch gerne für den kriegerischen Einsatz, Stichwort Waffen!

Der Fortschritt wurde allerdings immer noch von Handwerkern wie z.B. den Schmieden geprägt, und nicht von Metallbearbeitungsmaschinen.

Die Entwicklung der Dampfmaschine war der erste richtige Schritt für den Antrieb von Maschinen, u.a. auch Metallbearbeitungsmaschinen. Die Dampfmaschine trieb über eine Zentralwelle mehrere verschiedene Maschinen an. Antriebsriemen verbanden dabei die Zentralwelle mit der Maschine.

Es gab auch vorher schon einfache Maschinen, die über Schaufelräder durch fließendes Wasser angetrieben wurden (z.B. Mühlen, Hammerwerke), aber das war noch nicht die industrielle Fertigung, oder auch Revolution.

Metallbearbeitungsmaschinen gibt es für die unterschiedlichsten Prozesse. In der Technik unterscheiden wir diese Prozesse wie folgt:

Dieser groben Aufteilung folgen wir auch bei der Strukturierung der Kategorien zu den Metallbearbeitungsmaschinen auf unserer Plattform tramao.de.

Ergänzt werden die Metallbearbeitungsmaschinen u.a. durch die Rubrik Blech- und Coil-Prozesslinien. Zu den Blech- und Coil-Prozesslinien gehören z.B. Längsteilanlagen und Querteilanlagen mit den dazugehörigen Einzelmaschinen.

Des Weiteren kommen Zubehör und Reinigungsanlagen als eigenständige Kategorien der Metallbearbeitung hinzu.

Bevor Metallbearbeitungsmaschinen überhaupt zum Arbeiten kommen, bedarf es der Gewinnung von Eisen und Stahl. So werden Eisenerze im Hochofen-Prozess zu Roheisen.

Aus dem Roheisen entstehen neben dem Stahl die verschiedenen Sorten von Gusseisen, wie z.B. Grauguss, Hartguss, Stahlguss oder Temperguss.

Aus dem Roheisen entsteht aber auch Stahl, wie z.B. Baustahl, Werkzeugstahl und Edelstahl. Das Roheisen wird durch Verfahren wie z.B. Bessemer, Thomas oder Siemens-Martin weiterverarbeitet und veredelt. Die Veredelung findet letztendlich durch Zugabe von Legierungselementen und durch Faktoren wie Sauerstoffzufuhr und Temperatur statt. Die bekanntesten Legierungselemente sind Kohlenstoff (Härtbarkeit) oder Chrom (Korrosionsbeständigkeit).

Was für den Stahlbereich gilt, gilt natürlich auch für die Bereiche Aluminium oder Kupfer. Auch hier entstehen durch Legierungselemente Kombinationswerkstoffe mit besonderen Eigenschaften. Jahrelang war z.B. Aluminium führend in der Flugzeugindustrie. Hochwertigste Aluminiumlegierungen sorgten für sicheres Fliegen. Jetzt ziehen Kohlenfaserwerkstoffe nach und nach in den Flugzeugbau ein, und das nicht nur bei Segelflugzeugen.

Wer Interesse am Rennsport hat, dem ist bekannt, wie sich der Einzug der Kohlefaserwerkstoffe vollzog. Kein Metall hat ein so gutes Verhältnis von Gewicht und Stabilität. Das ist im Rennsport auch gleichbedeutend mit einer hohen Sicherheit.

Aber kehren wir zurück zu den Metallbearbeitungsmaschinen.

Die normalen Verfahren der Formgebung von Metallen bestehen darin, flüssiges Metall in Formen, in Stränge oder in Blöcke zu gießen.

Daraus ergeben sich Werkstücke, die dann mechanisch bearbeitet werden können. Stränge können in Drähte, Stäbe oder Formstähle gewalzt werden. Eines der bekanntesten Beispiele für stabähnlichen Formstahl ist die Eisenbahnschiene.

Blöcke können in mehr oder weniger dünne Warmbleche gewalzt werden.

Rohre entstehen am Anfang der Metallbearbeitungskette durch Verfahren wie kalt- oder warmgezogene Rohre. Für die Rohrherstellung kommen aber auch kombinierte Verfahren wie Biegen und Schweißen in Frage. Dabei wird ein flacher Streifen nach und nach in eine runde Form gebracht und die entstehende Naht (Stoßstelle) wird im Nachgang verschweißt. Rohre können dann im nächsten Schritt auf Rohrbiegemaschinen gebogen werden. Diese gebogenen Rohre werden z.B. in der Hydraulik in vielfältigsten Formen benötigt.

Aus gewalzten Blechen lassen sich auf Rollformanlagen, Profilbiegemaschinen oder Profiliermaschinen verschiedenste Profile herstellen. Aus Blechen lassen sich auf Rundbiegemaschinen wiederrum Rohre herstellen, die in der Stoßnaht auch verschweißt werden müssen.

Am Beispiel der Rohrherstellung ist deutlich zu sehen, wie verschiedene Metallbearbeitungsverfahren zu ähnlichen Ergebnissen führen können.

Warmgewalzte Stäbe, Drähte und Bleche sind noch relativ rau und mit Zunder behaftet. Um die Oberflächen zu verbessern, kommen die nächsten Metallbearbeitungsprozesse zum Einsatz. Durch Beizen in speziellen Prozesslinien mit Beiz- und Spülbädern wird die Oberfläche porentief gereinigt und es wird die Voraussetzung geschaffen, durch Kaltbearbeitungsverfahren der Metalle weitere Verbesserungen zu erreichen.

Durch Kaltwalzen wird das Metall weiter gestreckt, es findet eine Dickenabnahme statt und im Ergebnis ist die Oberfläche verbessert, das Material härter und hochwertiger geworden. Auch diese Maschinen sind auf tramao.de u.a. im Bereich Blech- und Coil-Prozesslinien aufgeführt.

Wie wir schon am Beispiel der Rohrherstellung (Biegen und Schweißen) gesehen haben, so gibt es in der Metallbearbeitung viele unterschiedlichste Kombinationen wie z.B. Pressen und Schweißen im Pressschweißverfahren. Zu diesem Thema könnte ein separater Aufsatz entstehen.

Moderne Metallbearbeitungsmaschinen besitzen nicht nur die Fähigkeit, reine mechanische Bearbeitungen durchzuführen. Die Automation hält auch hier immer weiter Einzug. Die Automation umspannt u.a. die folgenden, wichtigen Bereiche:

Viele Werkzeugmaschinen, die früher als reine Metallbearbeitungsmaschinen bekannt waren, werden heute nicht mehr nur zur Metallverarbeitung verwendet. Schließlich kann auf Werkzeugmaschinen durch Wechseln der Werkzeuge und der Einstellparameter auch Kunststoff, Karbon oder Holz bearbeitet werden.

In der Werkstoffkunde schreitet der Fortschritt auch immer weiter voran, so dass in vielen Bereichen, in denen früher Metall eingesetzt wurde, heute Kunststoffe zum Einsatz kommen. Ein sehr gutes Beispiel hierfür sind die Stoßstangen an Autos. Früher, als diese komplett aus Metall gefertigt waren, mussten die Teile einer Stoßstange u.a. gestanzt, gebohrt, tiefgezogen und verchromt werden. Heute, komplett aus Kunststoff gefertigt, bleibt für die Metallbearbeitung so gut wie nichts mehr übrig. Selbst das Montieren und Befestigen einer Stoßstange erfolgt heute großenteils mit Hilfe von Plastikklipsen. Heutzutage verzichten die Hersteller von Automobilen sogar auf die von den Chromstoßstangen bekannten Gummilippen.

Es bleiben letztendlich aber immer noch die Formen für die Kunststoffteile und die Spritzgießmaschinen, die noch bis auf Weiteres nicht ohne Metall auskommen. Somit ist die Zukunft der Metallbearbeitungsmaschinen, oder besser gesagt Werkzeugmaschinen, gesichert.


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