In der Industrie müssen Stoffe ständig verändert werden. Flüssigkeiten werden zu Gasen, Stahl wird gehärtet, Holz wird geschnitten. Was für Wirtschaftsingenieure (und andere) jedoch besonders wichtig ist, ist eine Unterscheidung der Verfahren und eine Klassifizierung.
Denn schon in der Ausbildung (beziehungsweise im Studium) lernt man die Verfahrenstechniken nach DIN 8580 kennen: Umformen, Urformen, Beschichten, Fügen, Trennen und Stoffeigenschaften ändern. Es gibt zu jeder dieser Hauptgruppen noch präzisere Untergruppen. Im Folgenden soll es jedoch speziell um das Verfahren der Umformung gehen.
Was ist Umformung?
Umformen unterscheidet sich teilweise stark von den anderen Fertigungsverfahren. Während das Urformen eine starke Veränderung des ursprünglichen Stoffes beinhaltet, wird bei der Umformung genau das gemacht, was der Name verspricht: Eine Form wird verändert. Die alternative Bezeichnung lautet daher auch: bildsame Formgebung.
Statt einer Veränderung des Zustandes (z.B. von flüssig zu fest) oder dem Zusammenfügen von Stoffen (wie z.B. beim Fügen) wird beim Umformen nur die Geometrie des Rohstoffes verändert. Hauptsächlich kommt diese Technik bei Metallen und thermoplastischen Kunststoffen zum Einsatz. Es kann noch einmal zwischen Warm- und Kaltformungen unterschieden werden, aber auch zwischen Massivformung und Blechformung.
Einige Beispiele für Produkte, die durch Umformung entstehen (können):
- Schilder
- Drähte
- Karosserieteile
- Getränkedosen
- Kurbelwellen
Zu den Vorteilen der Umformung gehört, dass das Verfahren sehr schnell ist und massenhaft durchgeführt werden kann. Somit ist es ideal für die Großindustrie geeignet, die hohe Abnahmezahlen hat. Dabei wird außerdem relativ wenig Energie verbraucht. Nachteilig wirkt sich aus, dass die Umformung nicht gerade zu den präzisen Fertigungsverfahren gehört und somit nicht für alle Produkte geeignet ist – beziehungsweise eine Nachbearbeitung notwendig sein kann.
Welche Verfahren zur Umformung gibt es?
Die verschiedenen Umformtechniken finden in unglaublich vielen Industrien Anwendung, weshalb Grundlagenwissen hier auch so extrem relevant ist. Die Lebensmittelindustrie setzt Umformung genauso ein wie die Textilindustrie oder auch die Stahlindustrie.
Die typischen Umformverfahren sind:
- Walzen
- Freiformschmieden
- Biegen
- Tiefziehen
- Strangpressen
- Fließpressen
- Gesenkschmieden
Alle Industrien, die auf Umformtechniken setzen, sind dabei auf Zulieferer angewiesen, die sich speziell mit den Anforderungen auskennen, die einzelne Verfahren und Stoffe haben. Beim Walzen wird ein Rohstoff (meist Metall) durch Walzen hindurchgeführt und bekommt somit seine neue Form. Dabei kann zwischen Längs-, Quer- und Schrägwalzen unterschieden werden, aber auch zwischen den einzelnen Walzenarten. So gibt es Gummiwalzen vom Spezialisten genauso wie Duplexwalzen oder Kombiwalzen.
Fertigungsverfahren und das Zusammenspiel in der Industrie
Wie bereits erwähnt wurde, können Fertigungsverfahren nur richtig funktionieren, wenn Unternehmen zusammenarbeiten. Denn wenn das Ziel eines Unternehmens die Herstellung bestimmter Bauteile ist, dann müssen sie einen zuverlässigen Partner finden, der beispielsweise die entsprechenden Spindelpressen liefern kann, die dafür nötig sind.
Weitere Maschinen, die in der Fertigungstechnik eingesetzt werden:
- Ziehmaschine
- Biegemaschine
- Kurbelpresse
- Oberdruckhammer
- Fallhammer
Das sind nur einige Beispiele, die verdeutlichen sollen, wie komplex das Thema der Fertigungsverfahren ist. Es sollte daher niemanden überraschen, dass diese Thematik in einigen Ausbildungen (Studium oder Lehre) so viel Platz einnimmt. Maschinenbau, Werkstofftechnik oder auch die Fahrzeugtechnik sind hier zu nennen. Denn wer später praktisch in der Fertigungsindustrie arbeiten möchte, der wird erst einmal die theoretischen Grundlagen kennen müssen, um all die Verfahren zu überblicken, die es gibt.
Deshalb müssen auch die unterschiedlichen Materialien genau erfasst werden. Beim Umformen sind es zum Beispiel vor allem Kupfer, Blei, Stahl und Titan, die mittels Biegen oder Walzen verändert werden – jeder Stoff reagiert jedoch anders und braucht deshalb auch andere maschinelle Unterstützung. So entstehen unter anderem Helme, Rohre und Kochtöpfe.