Bei anspruchsvollen Biegeanwendungen kann die Rohroberfläche beschädigt werden. Werkzeuge und Rohre sind aus Metall, und in manchen Fällen sind Schrammen oder Kratzer unvermeidbar. (Getty Images)
Erfolgreiches Biegen ist in vielen Bereichen der Rohrfertigung unkompliziert, insbesondere mit modernen Rotationsbiegemaschinen. Ein komplettes Werkzeugset – bestehend aus Biege-, Abstreif-, Spann-, Druck- und Dornbacken – umschließt und fixiert das Rohr an Innen- und Außenfläche, sodass das Metall während des Biegevorgangs gezielt fließt. In Kombination mit einem modernen Steuerungssystem ermöglicht dies hervorragende Ergebnisse bei leichten bis mittelschweren Biegungen. Zwar ist das Verfahren nicht narrensicher, da auch die korrekte Einrichtung und Schmierung entscheidend sind, doch in vielen Fällen erzielt man damit stets einwandfreie Biegungen.
Bei schwierigen Biegungen stehen Herstellern verschiedene Optionen zur Verfügung. Einige Drahtziehmaschinen verfügen über eine Halterungs-Hebefunktion, die die Ziehkraft durch eine Schubkraft unterstützt. Darüber hinaus wenden Werkzeugmacher häufig ein oder zwei Strategien an, um schwierige Biegungen zu bewältigen, beispielsweise durch Verlängerung der Klemme oder durch Einbringen von Verzahnungen auf der Kontaktfläche der Klemme. Längere Klemmen erzeugen mehr Reibung; die Verzahnungen greifen in die Rohroberfläche. Beides sorgt für zusätzlichen Halt und verhindert ein Verrutschen des Rohrs während des Biegens.
Unabhängig von den Details ist das Ziel, Bauteile herzustellen, die den Kundenanforderungen entsprechen. In den meisten Fällen bedeutet dies geringe Verformung der Bauteile und eine glatte Oberfläche. Dies ist jedoch nicht in Stein gemeißelt. Bei nicht sichtbaren Rohren tolerieren Kunden unter Umständen eine deutliche Ovalität bei Rundrohren, eine signifikante Abflachung bei Vierkant- oder Rechteckrohren sowie leichte bis mäßige Faltenbildung oder Bearbeitungsspuren an der Innenseite der Biegung. Die meisten dieser Abweichungen lassen sich als prozentuale Abweichung von der idealen Biegung quantifizieren. Daher ist es wichtig, die tatsächlichen Kundenwünsche zu ermitteln. Manche Kunden sind bereit, für die perfekte Biegung einen höheren Preis zu zahlen, während andere eine deutlich günstigere Biegung mit sichtbaren Mängeln bevorzugen.
Manchmal spezifizieren Kunden einen Winkel, der scheinbar nicht allzu schwierig herzustellen ist. Er besteht aus einem mäßig weichen Material mit einer Wandstärke, die gerade ausreicht, um sich außen am Winkel zu dehnen, ohne zu reißen, aber nicht so stark, dass sie innen an der Biegung zusammenläuft. Zunächst sah es nach einer einfachen Biegung aus, doch dann enthüllte der Kunde ein letztes Kriterium: keine Markierungen. Das Produkt soll ästhetisch ansprechend sein, daher toleriert der Kunde keinerlei Beschädigungen durch das Werkzeug.
Falls beim Biegetest Bearbeitungsspuren sichtbar werden, hat der Hersteller zwei Möglichkeiten. Zum einen kann er das fertige Produkt zusätzlich polieren, um alle Werkzeugspuren zu entfernen. Polieren kann zwar erfolgreich sein, bedeutet aber zusätzlichen Aufwand und ist daher nicht unbedingt die kostengünstigste Option.
Die Beseitigung von Beschädigungen besteht darin, die Oberfläche eines Stahlwerkzeugs abzutragen. Dies geschieht, indem Werkzeuge vollständig aus hochbelastbaren synthetischen Polymeren hergestellt oder Werkzeugeinsätze aus diesen Materialien gefertigt werden.
Beide Strategien stellen eine Abkehr von der Tradition dar; Biegewerkzeuge bestehen häufig ausschließlich aus Metalllegierungen. Nur wenige andere Materialien sind in der Lage, Biegekräften standzuhalten und ein Rohr zu formen, und diese sind in der Regel nicht sehr haltbar. Zwei dieser Kunststoffe haben sich jedoch für diese Anwendung als gängige Werkstoffe etabliert: Derlin und Nylatron. Obwohl diese Materialien eine ausgezeichnete Druckfestigkeit aufweisen, sind sie nicht so hart wie Werkzeugstahl, weshalb sie keine Spuren hinterlassen. Sie besitzen zudem eine gewisse natürliche Gleitfähigkeit. Aufgrund dieser beiden Faktoren können atraumatische Werkzeuge Standardwerkzeuge nur selten direkt ersetzen.
Da Polymerformen im Gegensatz zu Stahlformen keine Reibungskräfte erzeugen, benötigen die resultierenden Teile oft größere Biegeradien und sind für längere Spannvorrichtungen ausgelegt als Metallformen. Schmierstoffe sind weiterhin notwendig, jedoch üblicherweise in geringen Mengen. Wasserbasierte Schmierstoffe sind die beste Wahl, um chemische Reaktionen zwischen Schmierstoff und Werkzeug zu verhindern.
Obwohl alle Werkzeuge eine begrenzte Lebensdauer haben, ist die Lebensdauer unbeschädigter Werkzeuge kürzer als die herkömmlicher Werkzeuge. Dies ist bei dieser Art von Arbeit ein wichtiger Aspekt, da Werkzeuge häufiger gewechselt werden müssen. Die Wechselhäufigkeit lässt sich reduzieren, indem man Polymereinsätze verwendet, die mit mechanischen Befestigungselementen an Werkzeugkörpern aus Stahl angebracht werden. Diese Einsätze halten in der Regel länger als Werkzeuge, die vollständig aus Polymer bestehen.
Beschädigungsfreie Formen eignen sich für die Formgebung von Stahl, Edelstahl, Aluminium und Kupfer. Die typischen Anwendungsbereiche variieren je nach Material. Besonders in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind beschädigungsfreie Werkzeuge unerlässlich. Idealerweise weisen Rohre für die Lebensmittel- oder Getränkeverarbeitung eine sehr glatte Oberfläche auf. Kratzer, Dellen oder Unebenheiten auf der Rohroberfläche können Ablagerungen ansammeln und einen Nährboden für Bakterien bilden.
Weitere gängige Anwendungsgebiete sind beschichtete oder galvanisierte Teile. Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass Beschichtungs- oder Galvanisierungsverfahren Defekte ausgleichen oder kaschieren. Beschichtungen und Galvanisierungen sind jedoch sehr dünn und zielen in der Regel auf eine hochglänzende, reflektierende Oberfläche ab. Solche Oberflächen betonen Unebenheiten eher, als sie zu kaschieren, weshalb entsprechende Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden müssen.
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