Metallbearbeitung

Was ist Metallbearbeitung?

Metallbearbeitung ist der Prozess der Bearbeitung und Umformung von Metallen zur Herstellung nützlicher Werkzeuge, Gegenstände, Ausrüstungskomponenten und Gebäudestrukturen. Metallverarbeitende Berufe umfassen in der Regel Umform-, Trenn- und Fügeverfahren sowie Methoden wie Schneiden, Schweißen, Gießen und Formen. In der Metallbearbeitung werden Eisen- und Nichteisenmetalle wie Stahl, Aluminium, Gold, Silber, Bronze, Eisen und andere verwendet.
Die Metallbearbeitung hat eine lange Geschichte, die Tausende von Jahren zurückreicht, und auch heute noch ist sie ein wesentlicher Bestandteil vieler Branchen. Von der Herstellung von Autoteilen bis zum Bau von Raumfahrzeugen spielen Metallarbeiter eine wichtige Rolle in unserer Welt.

Metall
bearbeitung

Die Geschichte der Metallverarbeitung

Seit Tausenden von Jahren werden Edelmetalle zu Gegenständen verarbeitet und von alten Zivilisationen geschätzt, von den Pharaonen in Ägypten bis zu den Mayas in Nordamerika. Das älteste bekannte Zeugnis der Metallverarbeitung ist ein Kupferanhänger, der im Irak gefunden wurde und aus dem Jahr 8.700 v. Chr. stammt.

Die Metallverarbeitung war für die Zivilisationen eine Möglichkeit, ihren Status, ihren religiösen Glauben und ihre Symbolik durch Artefakte zu kommunizieren, und eine praktische Methode, Werkzeuge und Strukturen zu bauen. Sie wurde von Kunsthandwerkern, Schmieden, Alchemisten, Bauunternehmern und vielen anderen auf der ganzen Welt ausgeübt, die sich alle auf verschiedene Aspekte der Metallbearbeitung spezialisiert haben. Viele alte Schmiedetechniken werden auch heute noch angewendet, vom Löten bis zum Schweißen.

Metallische Erze werden seit Tausenden von Jahren aus der Erde gewonnen, was den Metallarbeitern als Quelle für die Gewinnung von Metallen große Bedeutung verleiht. Sie können zum Beispiel Eisen aus mineralhaltigem Sand gewinnen und Edelmetalle wie Silber aus der Erde abbauen. In der heutigen Zeit sind Metalle sogar noch wichtiger für die Menschheit und den Fortschritt in der Technologie und im Transportwesen geworden. Die Metallverarbeitung ist allgegenwärtig, von der Herstellung von Elektronik bis hin zu Automobilen.

Techniken der Metallbearbeitung

Mit Metallbearbeitungstechniken lässt sich alles herstellen, von kleinen dekorativen Objekten bis hin zu großen Konstruktionen. Viele Metallbearbeitungstechniken ähneln sich zwar bei verschiedenen Materialien, aber die Eigenschaften des Metalls, mit dem Sie arbeiten, haben großen Einfluss auf Ihre Arbeit und das gewünschte Endergebnis.

Schneiden

Beim Schneiden wird das Material durch Fräsen, Oberfräsen, Drehen und Technologien wie CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) aus dem Metall entfernt. Plasmaschneider sind gasbetriebene Brenner, die mit Argon- und Wasserstoffgas betrieben werden und Material abtragen und Löcher in Metall erzeugen. Das Schneiden wird häufig in metallverarbeitenden Betrieben, bei der Autoreparatur und im Bauwesen eingesetzt.

Fügen

Beim Fügen werden mehrere Metallteile durch Schweißen oder Löten mit Hitze verbunden. Schweißen ist ein Fertigungsverfahren, bei dem eine Schweißmaschine zum Verbinden von Eisen- und Nichteisenmetallen eingesetzt wird und das sich gut für größere Projekte eignet. Löten ist ein Fügeverfahren, bei dem verschiedene Arten von Edelmetallen durch Schmelzen von Lötzinn miteinander verbunden werden, und eignet sich gut für kleine Projekte. Im Zuge der Weiterentwicklung der Metallbearbeitung werden ständig neue Technologien entwickelt.

Umformen

Unter Umformen versteht man das Umformen und Herstellen von Metallgegenständen ohne Hinzufügen oder Entfernen von Material. Dieser Prozess wird durch eine Kombination aus Hitze und Druck ermöglicht. Sowohl das Schmieden als auch das Biegen sind wesentliche Methoden der Metallumformung. Beim Schmieden wird das Metall in der Schmiede erhitzt und dann mit dem Hammer in die gewünschte Form gebogen. Um eine Biegung oder Krümmung im Metall zu erzeugen, erhitzt man es in der Schmiede, hält es dann über das Ambosshorn und schlägt mit dem Hammer darauf, um die gewünschte Krümmung zu erzeugen. Das englische Rad ist ein Werkzeug, mit dem Metallarbeiter kalte Materialien wie Aluminium oder Stahl leicht formen und gestalten können.

Gießen

Das Metallgießen ist ein Verfahren der Metallverarbeitung, das sich bis etwa 4000 v. Chr. zurückverfolgen lässt und noch immer zur Herstellung von Skulpturen, Werkzeugen und Schmuck verwendet wird. Seitdem wir gelernt haben, Metalle zu schmelzen, gießen Metallgießer geschmolzene Metalle in Hohlräume aus Stein, Gips, Sand und sogar Knochen. Das Metallgießen ist kostengünstig und zeitsparend und bietet die Möglichkeit, mehrere Exemplare eines Stücks herzustellen.

Die gebräuchlichsten Methoden zum Gießen von Metall sind Wachsausschmelzverfahren und Sandguss. Beim Wachsausschmelzverfahren wird das Werkstück in Wachs geschnitzt oder geformt, eine Gipsform darum herum erstellt und das Wachs dann ausgebrannt. Beim Sandguss wird Sand als Formmaterial verwendet. Der Sand wird mit einem Bindemittel, z. B. Ton, kombiniert und mit einem Anschnitt versehen. Anschließend wird geschmolzenes Metall in die Form gegossen, um einen festen Gegenstand zu schaffen.

Trennverfahren und Trenntechniken

Bei der Metallbearbeitung müssen Metalle geschnitten und getrennt werden, um Strukturen zu bauen, Werkzeuge herzustellen und vieles mehr. Für die Metallbearbeitung gibt es zahlreiche Zerspanungsmethoden, die von einfachen Handwerkzeugen bis hin zu einer Vielzahl fortschrittlicher Maschinen und Geräte reichen.

Fräsen

Beim Fräsen werden präzise Materialmengen von einem größeren Teil entfernt. Eine Fräsmaschine lässt ein Schneidwerkzeug rotieren und bringt es mit einem Werkstück in Kontakt. Die Fräsmaschine und die Drehmaschine sind die Eckpfeiler jeder Maschinenwerkstatt und können Werkstücke mit großer Präzision, Wiederholbarkeit und Genauigkeit herstellen.

Drehen

Drehen ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem sich ein Schneidwerkzeug linear bewegt, während sich das Werkstück dreht, und dabei strategisch Material vom Werkstück entfernt. Das Material kann sowohl in der Tiefe als auch in der Breite des Werkstücks abgetragen werden. Drehbänke werden traditionell beim Drehen als wichtigste Werkzeugmaschine eingesetzt. Im Zuge des technischen Fortschritts werden auch CNC-Maschinen für einen stärker automatisierten Prozess eingesetzt.

Schleifen

Beim Schleifen wird ein Schleifverfahren eingesetzt, um Material vom Werkstück zu entfernen, typischerweise in den Endbearbeitungsphasen der Metallbearbeitung. Die Palette der Schleifmaschinen reicht von handgeführten Winkelschleifern über Tischschleifmaschinen bis hin zu fortschrittlicheren CNC-Maschinen. Diese Maschinen können sehr unterschiedlich in Größe und Präzision sein. Beim Schleifen werden sehr feine Oberflächen und präzise Schnitte mit einer Schleifscheibe aus Stein, Diamanten oder anorganischem Material erzeugt.

Bohren

Beim Bohren werden mit einer Bohrmaschine, einem Handbohrer oder einer CNC-Maschine Löcher in Metall gebohrt. Stellen Sie sicher, dass Sie Ihre Bohrer mit Schneidflüssigkeit schmieren, um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern und Überhitzung zu vermeiden. Dies gewährleistet ein glattes und genaues Loch und verhindert außerdem Rattererscheinungen oder unsichere Bohrungen.

Fügeverfahren & Fügetechniken

Beim Verbinden von Metallen werden Hitze und Druck eingesetzt, um ein größeres Teil zu schaffen oder eine Struktur aufzubauen. Schweißen und Nieten sind ausgezeichnete Verbindungstechniken für größere Projekte, die Gewicht tragen, während Löten ein Verfahren zum Verbinden kleinerer Materialien ist, wie Schmuck und skulpturale Objekte.

Schweißen

Das Schweißen von Metall ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Materialien durch Druck und Hitze miteinander verbunden werden. Verschiedene Arten des Schweißens funktionieren in Innenräumen, während andere am besten im Freien angewendet werden. Mit Hilfe des Schweißens werden Schwerter geschmiedet, Schiffe gebaut, Konstruktionen hergestellt und vieles mehr. Es gibt viele verschiedene Arten des Schweißens, die jeweils spezifische praktische Anwendungen haben. In diesem Leitfaden erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten des Schweißens.

Löten

Löten ist eine weitere Methode zum Verbinden von Metallen, bei der ein Zusatzwerkstoff auf die zu verbindenden Metalle geschmolzen wird, um eine zuverlässige elektrische Brücke herzustellen. Eine Niedrigtemperaturlegierung wird in die Verbindungsstelle geschmolzen und verschmilzt die Metalle zu einem festen Stück. Metallarbeiter verwenden zum Verbinden von Edelmetallen entweder einen herkömmlichen Lötkolben oder einen gasbetriebenen Brenner. Das Löten wird häufig in der Sanitärtechnik, der Elektronik und bei Metallarbeiten zur Herstellung von Musikinstrumenten verwendet.

Nieten

Nieten sind dauerhafte mechanische Verbindungselemente, die kinetische Verbindungen in einem Werkstück herstellen oder die strukturelle Integrität eines größeren Objekts verstärken können. Sie sind ideal für die Verbindung von Teilen, die leicht sind und eine hohe Festigkeit erfordern. Bevor das Schweißen beim Bau von Gebäuden und Konstruktionen wie dem Eiffelturm und der Sydney Harbour Bridge zum Einsatz kam, wurden Nieten an den Verbindungsstellen verwendet, um das Metall zu verbinden. Nieten sind glatte Metallzylinder mit einem Kopf an einem Ende, bevor sie eingesetzt werden.

Umformverfahren & Umformtechniken

Die Umformung und Manipulation der Form von Metall kann sowohl im heißen als auch im kalten Zustand des Materials erfolgen. Welches Umformverfahren Sie wählen, hängt von dem Metall ab, das Sie umformen möchten, von der Ausrüstung, die Ihnen zur Verfügung steht, und von dem gewünschten Endergebnis.

Schmieden

Schmieden ist eines der ältesten Metallverarbeitungsverfahren, mit dem Metall geformt und gestaltet wird. Das Metall wird in der Schmiede erhitzt, dann gehämmert und in die gewünschte Form gebogen. Für das Schmieden kleinerer Gegenstände kann der Schmied einen Hammer verwenden, für größere Projekte einen Industriehammer. Geschmiedete Metalle sind unglaublich stark und werden in der Regel aus Eisen und Stahl hergestellt.

Walzprofilieren

Das Walzprofilieren ist ein Verfahren, bei dem ein langer Blechstreifen bei Raumtemperatur kontinuierlich durch ein Walzprofilierwerk gebogen wird. Im Gegensatz zu anderen Metallbiegemethoden ist das Walzprofilieren von Natur aus flexibel und präzise und kann Metalle bis zu einer Dicke von einem Viertelzoll formen.

Walzen

Walzen ist ein Metallumformungsverfahren, bei dem Metallmaterial durch ein Walzwerk geführt wird, um die Dicke zu verringern oder die Dicke gleichmäßig zu machen. Das Verfahren kann warm oder kalt durchgeführt werden. Warmwalzen wird normalerweise zur Herstellung von Blechen und größeren Werkstücken verwendet. Das Kaltwalzen eignet sich gut für kleinere Gegenstände, erhöht die Festigkeit des Materials und verbessert die Oberflächenbeschaffenheit, so dass weniger Nacharbeit erforderlich ist.

Gießverfahren & Gießtechniken

Beim Metallgussverfahren werden feste Metallobjekte geformt, indem geschmolzenes Metall in eine Form gegossen wird, wo es abkühlt und aus der Form entnommen wird. Metallguss ist kosten- und zeiteffizient. Gängige Verfahren zum Gießen von Metall sind Feinguss oder Wachsausschmelzverfahren, Druckguss und Sandguss.

Feinguss oder Wachsausschmelzverfahren

Feinguss ist ein Verfahren, bei dem geschmolzenes Metall in eine Form gegossen wird, die nach einem Wachsmodell hergestellt wurde. An das Modell werden Angüsse angebracht und eine Gipsform wird um das Wachs herum geformt. Die Form und das Wachs werden in einen Brennofen gestellt, um das Wachs auszubrennen. Anschließend wird das Metall geschmolzen und mit Hilfe eines Vakuum- oder Schleudergießers in die Gipsform gegossen.

Druckguss

Druckguss ist ein automatisiertes und schnelles Verfahren, bei dem geschmolzenes Metall unter hohem Druck in eine Form gepresst wird. Die Form besteht aus zwei maschinell bearbeiteten Stahlwerkzeugen, und das Metall wird mit hoher Geschwindigkeit direkt in die Form gespritzt. Beim Druckguss werden meist Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet, wie Zink, Kupfer, Aluminium und Magnesium.

Sandguss

Beim Sandguss, der häufig in Gießereien verwendet wird, dient Sand als Formmaterial. Die Form wird durch die Kombination von Sand mit einem Bindemittel, z. B. Ton, hergestellt und ist mit einem Anschnitt versehen. Geschmolzenes Metall fließt in die Form, um einen festen Gegenstand zu schaffen. Sandguss ist das gängigste Metallgussverfahren und relativ kostengünstig.

Tolle Erfahrung mit Blechbearbeitung und Metallbau