Konstruktion & fertigungsgerechtes Design (DFM)
Wie klein darf der Biegeradius beim Abkanten von Blech sein?
Der kleinstmögliche Innenradius hängt vom Werkstoff ab. Als Faustregel gilt beim Abkanten ein Innenradius von etwa der ein- bis zweifachen Blechdicke; weiche Stähle vertragen weniger, höherfeste Stähle und ausgehärtete Aluminiumlegierungen brauchen deutlich mehr. Verbindliche Mindestwerte für Stahl enthält DIN 6935, zusätzlich spielt die Lage zur Walzrichtung eine Rolle.
Passende Leistungen
Was beim Biegen im Werkstoff passiert
Beim Abkanten wird die Außenseite gedehnt und die Innenseite gestaucht. Je kleiner der Innenradius im Verhältnis zur Blechdicke, desto größer die Dehnung an der Außenfaser. Überschreitet sie das Formänderungsvermögen des Werkstoffs, reißt das Blech — zuerst als feine Anrisse an der Außenkante, die sich später zu einem Bruch entwickeln können.
Entscheidend ist deshalb nicht der Radius allein, sondern das Verhältnis von Innenradius zu Blechdicke. Weiche, unlegierte Stähle mit hoher Bruchdehnung erlauben kleine Radien. Höherfeste und hochfeste Stähle, ausgehärtete Aluminiumlegierungen und kaltverfestigte Werkstoffe brauchen deutlich größere Radien, teils ein Mehrfaches der Blechdicke.
DIN 6935 regelt das Kaltbiegen von Flacherzeugnissen aus Stahl und enthält die zulässigen Mindestbiegeradien in Abhängigkeit von Werkstoff, Dicke und Biegerichtung. Für Aluminium und Edelstahl geben die Werkstoffhersteller entsprechende Werte an.
Walzrichtung, Werkzeug und Praxis
- Walzrichtung: Blech ist nicht isotrop. Eine Biegung quer zur Walzrichtung verträgt kleinere Radien als eine Biegung längs dazu, weil die Faserlage günstiger liegt. Bei kritischen Radien sollte die Biegerichtung deshalb in der Zeichnung vorgegeben oder mit dem Fertiger abgestimmt werden.
- Vorhandene Werkzeuge: Der tatsächliche Radius entsteht beim Gesenkbiegen aus der Matrizenöffnung und dem Stempelradius. Der Blechbearbeiter arbeitet mit einem bestimmten Werkzeugsatz — ein exotisch bemaßter Radius zwingt zu Sonderwerkzeugen oder wird nicht getroffen.
- Kantenzustand: Grate und Mikrorisse an der Schnittkante sind Ausgangspunkt für Risse beim Biegen. Wird sehr eng gebogen, sollte die Kante vorher entgratet werden.
- Rückfederung: Jedes Blech federt nach dem Biegen zurück, umso stärker, je fester der Werkstoff. Der Biegewinkel wird deshalb überbogen; das ist Erfahrungssache und je Werkstoffcharge leicht unterschiedlich.
Konstruktionsregeln für Biegeteile
- Einheitliche Radien verwenden: Ein Radius für alle Biegungen eines Teils spart Werkzeugwechsel und Rüstzeit.
- Mindestschenkellänge beachten: Ein zu kurzer Schenkel findet in der Matrizenöffnung keinen Halt und lässt sich nicht sauber biegen. Die Grenze hängt von Blechdicke und Werkzeug ab.
- Abstand von Bohrungen zur Biegekante einhalten: Zu nah an der Kante liegende Bohrungen verziehen sich beim Biegen zu Langlöchern. Wo sich das nicht vermeiden lässt, wird nach dem Biegen gebohrt.
- Freischnitte an Biegekanten vorsehen, damit Material an den Kantenenden nicht aufreißt oder aufwirft.
- Toleranzen realistisch setzen: Abkanttoleranzen sind gröber als Zerspanungstoleranzen. Wo enge Maße gefordert sind, muss nach dem Biegen zerspanend nachbearbeitet werden.
Wichtig für die Abwicklung: Die gestreckte Länge hängt vom Innenradius ab. Wird der Radius später geändert, ändert sich auch der Zuschnitt — beides gehört zusammen betrachtet.
Das Wichtigste in Kürze
- Faustregel: Innenradius etwa ein- bis zweifache Blechdicke, stark werkstoffabhängig.
- DIN 6935 enthält die zulässigen Mindestbiegeradien für das Kaltbiegen von Stahl.
- Quer zur Walzrichtung sind kleinere Radien möglich als längs dazu.
- Bohrungen zu nah an der Biegekante verziehen sich — Abstand einhalten oder später bohren.
Weitere Fragen dazu
Warum ist der Innenradius im fertigen Teil oft größer als gewünscht?
Beim Gesenkbiegen ergibt sich der Radius nicht allein aus dem Stempel, sondern maßgeblich aus der Matrizenöffnung — ein Effekt, der als sich frei einstellender Radius bekannt ist. Je größer die Öffnung, desto größer der entstehende Radius. Wer einen bestimmten Radius braucht, sollte ihn deshalb früh mit dem Blechbearbeiter abstimmen.
Was ist Rückfederung und wie wird sie ausgeglichen?
Nach dem Entlasten federt das Blech elastisch zurück, sodass der Winkel größer wird als im Werkzeug eingestellt. Ausgeglichen wird das durch Überbiegen, also einen etwas kleineren Winkel im Werkzeug, oft ergänzt durch Nachdrücken am Ende des Hubs. Weil die Rückfederung von Charge und Dicke abhängt, wird bei engen Winkeltoleranzen an einem Musterteil eingerichtet.
Wie bemaßt man ein Biegeteil richtig?
Sinnvoll sind Maße auf die fertige Geometrie mit Angabe des Innenradius, des Biegewinkels und einer eindeutigen Bezugskante — nicht auf die Abwicklung, die der Fertiger selbst berechnet. Ergänzend gehören Werkstoff, Blechdicke und, wenn relevant, die Walzrichtung dazu. So kann der Blechbearbeiter Werkzeug und Zuschnitt korrekt bestimmen.
Verwandte Fragen
Ihr Bauteil konkret kalkulieren
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