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Biegeentlastungen und Eckentlastungen entwerfen
Entlastungsschnitte werden auch als Freistiche bezeichnet. Biegeentlastung = Biegungfreistich, Eckentlastung= Eckfreistich.
Die Verwendung von Entlastungsschnitte in Ihrer Konstruktion eröffnet neue Geometrieoptionen und ermöglicht engere Toleranzen für Ihre Biegeteile. Dank unserer langjährigen Erfahrung in der Konstruktion, Bearbeitung und Biegung von Teilen mit Biegefreischnitten haben wir diesen umfassenden Leitfaden zur Konstruktion von Biegefreischnitten zusammengestellt, der Ihnen hilft, Ihre Teile noch erfolgreicher zu gestalten.
Was sind Entlastungsschnitte?
Die Biegeentlastung ist eines der kleinen Details an gebogenen Teilen, das leicht übersehen wird. Bei Teilen, wo sie erforderlich ist, kann das Weglassen im besten Fall zu unerwünschten Verformungen oder Risse führen oder im schlimmsten Fall die Herstellung Ihres Teils (zumindest in der gezeichneten Form) nahezu unmöglich machen. Was ist also eine Biegeentlastung?
Bei der Biegeentlastung handelt es sich um das Entfernen eines kleinen Materialbereichs am Rand einer Biegung, wo der gekrümmte Teil der Biegung auf das flache umgebende Material trifft. Sie führen einen kontrollierten Schnitt aus, um das gebogene Material vom angrenzenden flachen Material zu trennen und Platz für die Verformung des gebogenen Materials zu schaffen.
Biegeentlastung vs. Eckentlastung
Für die Beschreibung einer Biegeentlastung werden unterschiedliche Begriffe verwendet. Typischerweise wird eine einzelne Biegung mit flachem Material an einem oder beiden Enden als Biegeentlastung bezeichnet. Treffen zwei (manchmal auch drei) Biegungen in einer Ecke aufeinander, wie beispielsweise bei einer Schale oder Schachtel, spricht man oft von einer Eckenentlastung. In beiden Fällen ist die Idee dieselbe: Es wird genügend Material von der Kante der Biegung entfernt, damit die Biegung geformt werden kann.
Wann und warum benötigen gebogene Ecken eine Biegeentlastung?
Manche Biegungen erfordern eine Entlastung. Ignorieren kann negative Folgen für Ihr Bauteil haben. Beim Biegen von Werkstoff wird ein Teil gedehnt (an der Außenseite der Biegung) und ein anderer Teil gestaucht (an der Innenseite der Biegung). Das gestauchte Werkstoff wird nicht nur kleiner, sondern muss auch irgendwo hin. Dieses „Irgendwo“ befindet sich typischerweise an den Seiten der Biegung.
Bei manchen Teilen verursacht das bisschen herausgequetschtes zusätzliches Material keine Probleme. Aber wenn Ihr Teil eine Biegung neben einer flachen Stelle (oder sogar einer anderen Biegung) hat, ist für diese Quetschung kein Platz. Eine Abkantpresse kann ziemlich überzeugend sein, sodass die Quetschung irgendwo hingeht. Wenn Sie keinen Platz dafür vorgesehen haben, wird sie sich ihren eigenen Platz suchen. Dies kann zu unerwünschten Verformungen oder Rissen im Teil führen und Sie erhalten eine Form, die vom ursprünglichen Entwurf abweicht. Wenn Ihre Biegung in der Mitte des Teils enden und sich nicht über die gesamte Breite erstrecken soll, trennt die Biegeentlastung das Material und ermöglicht die Biegung auf einer Seite, während die andere Seite flach bleibt.
Betrachten wir ein Beispiel, bei dem zwei Biegungen an einer Ecke zusammentreffen. Wenn die Ecke aus ästhetischen Gründen geschlossen oder verschweißt werden muss, sollte der Spalt relativ klein sein. Eine kleine Aussparung in der Ecke ermöglicht ein dichtes Zusammentreffen der Biegungskanten.
Nicht alle Biegungen erfordern eine Entlastung. Beispielsweise eine Biegung über die gesamte Breite eines Teils. An den Kanten der Biegung befindet sich kein flaches Werkstoff. Beachten Sie jedoch, dass die Kanten nach einer Biegung nicht mehr perfekt flach sind, sondern innen eine leichte Wölbung aufweisen. Wenn Ihr Teil flache Kanten benötigt, sollten Sie dieses Werkstoff nach dem Biegen wahrscheinlich abfeilen oder abschleifen.
So ermitteln Sie die richtige Größe Ihrer Biegeentlastung
Wir haben nun besprochen, was eine Biegeentlastung ist und warum sie benötigt wird. Doch woher wissen Sie, wie viel Material Sie entfernen müssen? Im Grunde genommen geht es darum, das Werkstoff an der Kante der Biegung zu entfernen. Wir bieten Ihnen eine einfache Berechnung, mit der Sie die sichere Mindestgröße für Ihre Biegeentlastung bestimmen können.
Breite: die Breite Ihre Entlastung sollte mindestens der halben Werkstoffstärke entsprechen.
Entlastungsbreite = Werkstoffstärke / 2
Tiefe: die Tiefe Ihre Entlastung sollte mindestens der Werkstoffstärke + Biegeradius + 0,5 mm entsprechen, gemessen von der Biegelinie. Diese zusätzlichen 0,5 mm bieten etwas mehr Spielraum.
Entlastungstiefe = Werkstoffstärke + Biegeradius + 0,5 mm
Mathe ist nicht so dein Ding? Kein Problem, wir haben das Richtige für dich. Die von uns empfohlene Entlastungtiefe (und viele weitere nützliche Informationen) für alle von uns angebotenen Werkstoffe und Stärken findest du auf der Werkstoffseite. Nutze diese Informationen für dein Design, dann sollte dein Relief problemlos funktionieren.
Beim Umgang mit Biegungen, die an einer Ecke zusammentreffen, empfehlen wir außerdem, den Abstand zwischen den Schenkel auf mindestens 0,4 mm zu beschränken.
Hinweis: Der Biegeradius hängt vom verwendeten Biegewerkzeug ab. PCamSheetMetal verwendet Freibiegen und gibt daher die effektiven Biegeradien für alle von uns angebotenen Werkstoffe an, die mit unseren speziellen Werkzeugen gebogen werden. Wenn Sie selbst biegen, können Sie Ihren effektiven Biegeradius durch eine Probebiegung ermitteln.
Wenn die Zahlen nicht schlüssig sind oder Sie nicht wissen, wo Sie messen sollen, beachten Sie bitte, dass eine ausreichend dimensionierte Aussparung mindestens so tief ist wie der Beginn der Biegung.
5 gängige Formen für Entlastungsschnitte
Bevor Sie Ihre Biegeentlastung in Ihr Design integrieren, müssen Sie abschließend die Form festlegen. Verschiedene Formen haben Vor- und Nachteile, aber einer der wichtigsten Faktoren bei der Wahl der Form ist die Ästhetik. Gängige Formen sind quadratisch, rechteckig, länglich und rund.
Rechteckig – Rechtwinklige Innenecken werden bei Teilen, die Lasten tragen müssen, normalerweise vermieden, da sie Spannungskonzentrationsbereiche erzeugen können, in denen gerne Risse entstehen.
Langloch – Langlochformen sind im Grunde Schlitze mit abgerundeten Enden. Langlochformen sind weit verbreitet und eignen sich gut, wenn Sie Lücken minimieren möchten. Beispielsweise eine Ecke zwischen zwei Biegungen, die Sie nach dem Biegen verschließen möchten. Eine Langlochvertiefung kann den Spalt minimieren und das Schweißen oder Nahtversiegeln erleichtern.
Rund – Rundungen sind einfach kreisförmige Ausschnitte. Sie sind bei handgefertigten Teilen üblich, da sie leicht mit einem Bohrer hergestellt werden können. Runde Reliefs hinterlassen tendenziell etwas größere Lücken als einige der anderen hier erwähnten Stile.
Individuelle Formen – Ein großer Vorteil des Laserschneidens ist, dass sich individuelle Formen genauso einfach schneiden lassen wie einfache Formen. Wenn Ihr Projekt zusätzliche Details erfordert, können Sie dies zu Ihrem Vorteil nutzen und bei der Form Ihrer Biegeentlastung kreativ werden.
Riss – In manchen Softwarepaketen ist Riss als Formoption verfügbar. Die Auswahl von Riss weist die Software an, einen Schnitt mit der Breite Null zu erstellen, um das Material dort zu trennen, wo das Relief sein soll. Da Schneidwerkzeuge mit Null-Schnittfuge noch nicht erfunden wurden (selbst Laser haben eine kleine Schnittfuge), sollten Sie diese Form vermeiden, wenn Sie saubere Teile wünschen.
Innenkonturen in der Nähe von Biegungen
Kann der Mindestlochabstand konstruktionsbedingt zur Biegung nicht eingehalten werden, können Entlastungsschnitte gesetzt werden. Diese verhindern, dass sich Bohrungen oder Aussparungen nahe der Biegezone verziehen. Bei der Konstruktion von Entlastungsschnitten sind folgende Punkte zu beachten.
- Es muss sich noch genügend Material in der Biegezone befinden, sodass die Stabilität des Bauteils sichergestellt ist.
- Scharfkantige Aussparungen, wie beispielsweise Rechtecke, sind oft ein Auslöser von Rissen, da das Material in den Ecken geschwächt wird.
- Die ideale Form für das Freischneiden der Biegezone ist eine rechteckige Aussparung mit runden Ecken.
Teile, die Biegeentlastungen benötigen und Teile, die keine Biegeentlastungen benötigen
Die Verwendung eines CAD-Tools zur Visualisierung Ihres Biegeteils kann hilfreich sein. Wenn Sie sich jedoch immer noch nicht sicher sind, ob Ihre Biegung eine Aussparung benötigt, finden Sie unten einige Beispiele für Biegungen mit und ohne Aussparung. Jede Biegung hat zwei Kanten, und manche Biegungen benötigen zwei, eine oder keine Aussparung. Beachten Sie im Beispiel unten, dass an beiden Enden jedes Biegeliniensatzes Material entfernt wurde.
Biegung #1 und #6 sind sehr ähnlich. Der Unterschied besteht darin, dass bei Biegung Nr. 1 die rechte Seite der Biegung kurz vor der Kante des Bauteils endet. Da die Biegung vor der Kante endet, ist eine Freistellung erforderlich. Müsste die Biegung nicht vor Erreichen der Kante gestoppt werden, wäre auf dieser Seite keine Freistellung erforderlich. Auf der linken Seite erstreckt sich die Biegung bis zur Kante, und es ist kein zusätzliches Material im Weg. Daher ist keine Freistellung erforderlich.
Biegung #2 erfolgt in der Mitte der Kante mit ungebogenem Material auf beiden Seiten. Dies erfordert eine Freistellung auf beiden Seiten.
Biegung #3 befindet sich an der Kante der Platte, ohne dass sich rechts flaches Material befindet. Auf der rechten Seite ist keine Freistellung erforderlich. Ähnlich wie bei Biegung Nr. 2 ist auf der linken Seite eine Freistellung erforderlich, um Platz im ungebogenen Material zu schaffen.
Biegung #4 wird oft als Fensterbiegung bezeichnet. Wenn Sie eine solche Biegung in Ihrem Bauteil erstellen möchten, benötigen Sie eine Freistellung auf beiden Seiten der Biegung.
Biegung #5 ist nahezu identisch mit Biegung #3. Beide verlaufen mit einer Seite entlang der Plattenkante und mit der anderen in der Mitte. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass Biegung #5 vom ungebogenen Material wegführt. Daher benötigt Biegung #5 keine Entlastung.
Biegung #6 verläuft von einer Plattenkante zur anderen. Da sich direkt an beiden Seiten der Biegung kein ungebogenes Material befindet, ist keine Entlastung erforderlich.
Weitere Informationen zu Best Practices für das Blechbiegen
Abhängig von der Form Ihres Teils und der Position der Biegung benötigen Sie möglicherweise eine Biegeentlastung, um Risse oder Verformungen an den Übergangskanten von der flachen zur gebogenen Form zu vermeiden. Nicht alle Biegungen benötigen eine Entlastung. Falls doch, können Sie die benötigte Größe nachschlagen oder berechnen. Die manuelle Konstruktion von Biegeentlastungen bietet Ihnen mehr Freiheit, ist aber schwieriger zu berechnen. Wenn Sie Software mit integrierten Blechbearbeitungswerkzeugen verwenden, können Sie die Entlastung von dieser Software erstellen lassen.
Möchten Sie mehr über das Biegen erfahren? In unsere Anleitungen haben wir zahlreiche Ressourcen zum Biegen zusammengestellt, die Sie bei Ihren Konstruktionen unterstützen.
So entwerfen Sie Biegeentlastungen mit CAD-Software
Anleitungen von SendCutSend (english):