Wie Abkantpressen in der Automobilfertigung eingesetzt werden

Die Automobilindustrie nutzt ein komplexes Netzwerk von Umformverfahren, um flache Blechmaterialien in Strukturbauteile zu verwandeln, die extremen Belastungen, Vibrationen und Aufprallkräften standhalten. Unter den Umformtechnologien, die in modernen Produktionslinien zum Einsatz kommen, ist die Abkantpresse nach wie vor eine der unverzichtbarsten. Von Batteriegehäusen für Elektrofahrzeuge über Chassisverstärkungen und Innenraumhalterungen bis hin zu Unterbodenschutz – präzises Biegen gewährleistet, dass jedes Bauteil exakt so passt, funktioniert und interagiert, wie es die Ingenieure vorsehen. Da Automobilhersteller verstärkt auf Leichtbau, Elektrifizierung und zunehmend automatisierte Fabriken setzen, hat sich die Rolle der Abkantpresse weit über das einfache Biegen von Metall hinaus erweitert – sie ist heute ein Eckpfeiler moderner Fertigungsstrategie, Qualitätskontrolle und Innovation in der Automobilindustrie.

Einleitung: Warum Abkantpressen in der Automobilfertigung wichtig sind

Die Allgegenwart von Formmetall in modernen Fahrzeugen

Die Automobilfertigung ist stark von präzisen, wiederholbaren und langlebigen Blechumformverfahren abhängig. Unter den heute verfügbaren Biegetechnologien zählen Abkantpressen nach wie vor zu den wichtigsten Werkzeugen für die Formgebung von Fahrzeugstrukturen, Innenausstattungskomponenten, Sicherheitssystemen und sogar Batteriegehäusen für Elektrofahrzeuge. Obwohl viele Menschen Autos mit Gießen und Schweißen verbinden, basiert ein Großteil der strukturellen Präzision eines Fahrzeugs auf abkantgepressten Teilen.

Abkantpressen ermöglichen es Automobilingenieuren, flache Stahl- oder Aluminiumbleche in funktionale, tragende Bauteile umzuwandeln. Diese Biegemöglichkeit ist unerlässlich, da moderne Fahrzeugkonstruktionen auf präzise kontrollierten Geometrien basieren, die Gewicht, Festigkeit, Crashverhalten und Aerodynamik optimieren. Ohne Abkantpressen wären viele dieser Formen nur mit aufwendigen, mehrstufigen Fertigungsprozessen realisierbar oder mit stabilen Toleranzen gar nicht herstellbar.

Warum “Anwendungen von Abkantpressen im Automobilbereich” heute ein wichtiges Thema ist

Das zentrale Schlüsselwort dieses Artikels –Anwendungen von Abkantpressen im AutomobilbereichDies spiegelt ein rasant wachsendes Feld innerhalb der globalen Fertigung wider. Da Automobilhersteller verstärkt auf Leichtbau, Elektrifizierung und modulare Plattformen setzen, steigt die Nachfrage nach präzisionsgeformten Blechteilen stetig. Für Batteriegehäuse, Kühlsysteme für Elektrofahrzeuge, Unterbodenschutz und stoßdämpfende Strukturen werden immer komplexere Geometrien benötigt. Diese Anforderungen prägen die Rolle, die Abkantpressen in modernen Fabrikhallen spielen.

Branchenberichte von Organisationen wie SAE International Und WorldAutoSteel deuten darauf hin, dass ein durchschnittliches Fahrzeug heute mehr als 25% ist ein hochfester Stahl. Und 30–40% mehr Aluminium als bei Autos, die vor zwei Jahrzehnten produziert wurden. Diese Werkstoffe erfordern ein hohes Maß an Biegen – insbesondere kontrolliertes CNC-Biegen –, um die gewünschten Leistungseigenschaften zu erzielen.¹.

Wie die Automobilindustrie auf die Präzision von Abkantpressen angewiesen ist

Die Automobilfertigung reagiert äußerst empfindlich auf Toleranzen, insbesondere bei der Rohkarosserie und den Fahrwerkskomponenten. Schon eine Biegeabweichung von 0,5 mm kann die Ausrichtung beim Roboterschweißen, den Türpassungsgrad oder die Ergebnisse von Crashtests beeinträchtigen. Abkantpressen ermöglichen die von Automobilherstellern geforderte präzise Steuerung, insbesondere in Kombination mit CNC-Systemen, die Echtzeitkompensation und Laserwinkelmessung ermöglichen.

Da in Automobilwerken typischerweise hohe Stückzahlen produziert werden, ist gleichbleibende Präzision ebenso wichtig wie Genauigkeit. Eine Abkantpresse, die 5.000 identische Teile herstellt, muss in jeder Schicht identische Biegewinkel beibehalten. Hydraulische Servosysteme, präzise Hinteranschläge und automatische Bombierung ermöglichen dies und gewährleisten, dass jede Chassis-Halterung oder jeder Querträger ohne Nachjustierungen die geforderten Spezifikationen erfüllt.

Überblick über die Abkantpressentechnologie im Automobilsektor

Entwicklung des Einsatzes von Abkantpressen in Automobilfabriken

Abkantpressen sind seit den Anfängen der Massenproduktion fester Bestandteil der Automobilfertigung. In den 1920er- und 1930er-Jahren dominierten mechanische Abkantpressen die Fabrikhallen und formten grundlegende Strukturbauteile und Halterungen. Diese frühen Maschinen wiesen jedoch begrenzte Genauigkeiten auf und erzeugten Abweichungen, die manuell korrigiert werden mussten. Mit zunehmender Komplexität der Automobilmodelle forderten die Hersteller eine höhere Konsistenz und Wiederholgenauigkeit, was Ende des 20. Jahrhunderts den Weg für hydraulische Abkantpressen ebnete.

Der Übergang von mechanischer zu hydraulischer Technologie verbesserte die Biegekraftsteuerung erheblich. Hydraulische Systeme verteilen den Druck gleichmäßig über den Stempel und ermöglichen so ein besser vorhersagbares Umformverhalten. Automobilhersteller begannen, diese verbesserten Maschinen für sicherheitskritische Bauteile einzusetzen, bei denen Ungenauigkeiten inakzeptabel waren. Später revolutionierte die Einführung der CNC-Steuerung den gesamten Arbeitsablauf und ermöglichte digitale Präzision, automatische Winkelkorrektur und die nahtlose Integration mit CAD/CAM-Software. Moderne Automobilwerke setzen heute auf CNC-gesteuerte hydraulische und elektrische Abkantpressen, um Tausende komplexer Teile mit minimalem Bedienereingriff herzustellen.

In der Automobilfertigung häufig verwendete Abkantpressentypen

In Automobilwerken werden verschiedene Arten von Abkantpressen eingesetzt, die jeweils nach Material, Teilegeometrie und Volumen ausgewählt werden. Hydraulische Abkantpressen Hydrauliksysteme sind aufgrund ihrer hohen Presskraft und Stabilität bei der Umformung hochfester Stähle (AHSS) nach wie vor am weitesten verbreitet. Diese Stähle sind unerlässlich für crashsichere Strukturen, und Hydrauliksysteme liefern die Kraft und Kontrolle, die für deren zuverlässige Umformung erforderlich sind.

Neben Hydrauliksystemen, servoelektrisch Pressen werden in Produktionslinien für Elektrofahrzeuge und in der Fertigung präziser Innenraumkomponenten immer beliebter. Diese Maschinen zeichnen sich durch Energieeffizienz, Geschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit aus. Sie eignen sich besonders zum Biegen dünnerer Aluminiumplatten, die in Batteriegehäusen und leichten Karosserien von Elektrofahrzeugen verwendet werden., Hybrid-Abkantpressen, Systeme, die hydraulische und servoelektrische Technologie kombinieren, bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kraft und Energieeinsparung und sind daher für Tier-1- und Tier-2-Automobilzulieferer attraktiv.

Die wachsende Bedeutung der CNC-Steuerung beim Biegen in der Automobilindustrie

Die Automobilindustrie ist in hohem Maße auf CNC-Steuerungen angewiesen, nicht nur wegen der Präzision, sondern auch wegen der Rückverfolgbarkeit. Mit globalen Fertigungsstandards wie IATF 16949, Automobilzulieferer sind verpflichtet, jeden Produktionsschritt, einschließlich der Biegeparameter, zu dokumentieren. Moderne CNC-Systeme speichern Biegeprogramme, Winkelmessungen, Materialdaten und Fehlerprotokolle, sodass Hersteller die Einhaltung der Vorschriften bei Audits nachweisen können.².

Die CNC-Technologie gewährleistet zudem gleichbleibende Ergebnisse unabhängig vom Können des Bedieners. Ein gut programmiertes Biegeprogramm minimiert menschliche Fehler und ermöglicht es Fabriken, die Produktivität auch bei Personalmangel aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus lassen sich CNC-Abkantpressen mit ERP-Systemen, MES-Software und Roboter-Beladeeinheiten verbinden, wodurch die Biegestation zu einem vollständig integrierten Bestandteil der automatisierten Produktionslinie wird.

Materialtrends, die den Einsatz von Abkantpressen in Automobilwerken beeinflussen

Die in modernen Fahrzeugen verwendeten Materialien beeinflussen die Wahl der Abkantpressentechnologie. Traditioneller Baustahl spielt nach wie vor eine Rolle in vielen Strukturbauteilen, doch Automobilhersteller setzen zunehmend auf Leichtbaumaterialien wie beispielsweise … Aluminium, Magnesiumlegierungen, Und warmgeformter ultrahochfester Stahl (UHSS). Jedes Material erfordert unterschiedliche Biegestrategien und Abkantpressenfähigkeiten.

Aluminium neigt beispielsweise stärker zur Rückfederung, was präzise Winkelmessungen und automatische Kompensationssysteme erfordert. UHSS hingegen verlangt höhere Presskräfte und engere Werkzeugtoleranzen, um Risse zu vermeiden. Hersteller von Abkantpressen verbessern ihre Maschinen kontinuierlich, um diesen Materialanforderungen gerecht zu werden, und integrieren adaptive Bombierung, Echtzeit-Lastmessung und intelligente Biegealgorithmen.

Wichtige Automobilkomponenten, hergestellt mit Abkantpressen

Abkantpressen sind in nahezu alle Bereiche der Fahrzeugkonstruktion tiefgreifend integriert. Von der Rohkarosserie über Batterieträger für Elektrofahrzeuge, Fahrwerke und Innenraumhalterungen bis hin zu Abgasanlagen – die Biegetechnik formt Bauteile, die Sicherheit, Komfort und Leistung bestimmen. Das Verständnis dieser Technologie ist daher unerlässlich. Anwendungen von Abkantpressen im Automobilbereich hilft zu verdeutlichen, warum diese Ausrüstung sowohl in der traditionellen als auch in der modernen Automobilproduktion als grundlegend gilt.

Strukturelle Komponenten der Rohkarosserie (BIW)

Chassisverstärkungshalterungen

Eine der häufigsten Anwendungen von Abkantpressen in der Automobilfertigung ist die Herstellung von Chassisverstärkungswinkeln. Diese Bauteile tragen hohe Lasten und absorbieren Kräfte bei Kurvenfahrten, Beschleunigungen und Unfällen. Da diese Winkel exakt mit dem Fahrzeugrahmen ausgerichtet sein müssen, können Biegefehler von mehr als einem Grad zu Fehlausrichtungen führen, die nachfolgende Schweißarbeiten beeinträchtigen können.

Abkantpressen sind einzigartig geeignet, um bei diesen Halterungen enge Toleranzen einzuhalten, insbesondere bei der Umformung von hochfestem Stahl. Viele Karosserieverstärkungen weisen mehrere Biegungen in unterschiedlichen Winkeln auf, und CNC-Abkantpressen gewährleisten, dass jede Biegung einer präzisen Abfolge folgt, um Verformungen oder Verzerrungen zu vermeiden. Da die Sicherheitsstandards für Automobile weltweit steigen – insbesondere durch die Testprotokolle von Euro NCAP und IIHS – wird die Genauigkeit bei der Herstellung von Verstärkungshalterungen immer wichtiger.³.

Querträger und Stützbalken

Querträger verstärken die Fahrzeugstruktur und verbessern die Aufprallenergieabsorption. Diese Bauteile werden häufig aus dickwandigem oder ultrahochfestem Stahl gefertigt, was einen erheblichen Umformdruck erfordert. Hydraulische Abkantpressen mit einer Kapazität von 200 bis 600 Tonnen kommen üblicherweise bei der Herstellung dieser Komponenten zum Einsatz.

Diese Träger weisen oft große Biegelängen auf, was hochentwickelte Bombiersysteme erfordert, um Verformungen über breite Querschnitte zu vermeiden. Automobilhersteller setzen auf adaptive Bombierung, um die Krümmung während des Biegevorgangs automatisch anzupassen und so auch bei hohen Stückzahlen perfekt gerade Träger zu fertigen. Da die Querträger mit mehreren Subsystemen – Karosserie, Antriebsstrang, Abgasanlage, Batteriehalterungen – verbunden sind, gewährleistet die Maßgenauigkeit eine reibungslose Montage dieser Systeme.

Äußere Karosserieteile und Strukturträger

Türrahmen und Innenpaneele

Abkantpressen spielen eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Strukturelementen hinter den Türverkleidungen. Während die Außenbleche typischerweise mittels Stanzwerkzeugen gefertigt werden, entstehen die inneren Verstärkungen, Aufprallträger und Montagehalterungen häufig durch Biegen. Diese Bauteile müssen ein ausgewogenes Verhältnis zwischen geringem Gewicht und Steifigkeit aufweisen, insbesondere bei Seitenaufprallschutzsystemen.

Aluminium findet zunehmend Verwendung im Türbau von Elektrofahrzeugen und Oberklassewagen. Aufgrund der hohen Rückfederung von Aluminium sind Abkantpressen mit Laserwinkelmessung und automatischer Rückfederungskompensation für diese Bauteile mittlerweile Standard. Die CNC-Steuerung überwacht die Messwerte in Echtzeit und passt die Hubtiefe entsprechend an, um sicherzustellen, dass jedes Teil die gleichen Winkel- und Krümmungsanforderungen erfüllt.

Verstärkungen für Motorhaube und Heckklappe

Obwohl die äußeren Motorhauben- und Kofferraumbleche gestanzt sind, werden viele ihrer Verstärkungsrippen und Befestigungselemente mittels Abkantpressen gebogen. Diese Teile bestehen häufig aus dünnwandigem Aluminium oder hochfestem Stahl, der zu U-, Z- oder Hutprofilen geformt wird. Diese Geometrien sorgen für Steifigkeit, ohne das Gewicht wesentlich zu erhöhen.

Moderne Motorhauben verfügen über Fußgängerschutzfunktionen, die komplexe Verformungszonen erfordern. Die mittels Abkantpresse geformten Verstärkungen müssen extrem enge Toleranzen einhalten, um eine vorhersehbare Energieabsorption bei Aufprallereignissen zu gewährleisten. Automobilhersteller setzen zunehmend auf digitale Simulationswerkzeuge (wie ANSYS und Altair HyperWorks) zur Konstruktion von Verstärkungsprofilen, und CNC-Biegemaschinen reproduzieren diese Formen zuverlässig in der Fertigung.

EV-Batteriesysteme und Komponenten für Elektrofahrzeuge

Batteriefächer und -gehäuse

Der rasante weltweite Wandel hin zu Elektrofahrzeugen hat neue Anwendungsgebiete für Abkantpressen eröffnet. Batterieträger – große Aluminiumkonstruktionen, die Lithium-Ionen-Akkus stützen und schützen – werden überwiegend durch Biegen und Schweißen hergestellt. Da Batterieträger absolut formstabil bleiben müssen, um Zellschäden zu vermeiden, ist ihre strukturelle Festigkeit unerlässlich.

Abkantpressen fertigen die Flansche, Rippen und Dichtungskanäle, die dem Gehäuse seine Stabilität verleihen. Aluminiumlegierungen wie 6061-T6 oder 5052 werden aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihres geringen Gewichts häufig für diese Gehäuse verwendet. Allerdings erfordern diese Werkstoffe ein sorgfältiges Biegen, um Risse zu vermeiden. Servoelektrische Abkantpressen bieten eine präzise Kraftregelung und sind daher ideal für die Herstellung von Aluminium-Batteriegehäusen.⁴.

Kühlplattenkanäle und thermische Strukturen für Elektrofahrzeuge

Batteriekühlsysteme nutzen Kanäle aus dünnen Metallblechen – typischerweise Aluminium –, die Kühlmittel transportieren oder die Wärmeabfuhr ermöglichen. Abkantpressen werden häufig eingesetzt, um diese schmalen Kanäle mit gleichmäßiger Geometrie zu biegen und so einen gleichmäßigen Durchfluss und eine optimale Wärmeleistung zu gewährleisten.

Da das Wärmemanagement von Elektrofahrzeugen direkt mit der Batterielebensdauer und der Ladeeffizienz zusammenhängt, können selbst geringfügige Abweichungen in der Kanalform zu Temperaturungleichgewichten führen. CNC-Biegeprogramme, die in der Abkantpressensteuerung gespeichert sind, ermöglichen es Automobilzulieferern, Tausende identischer Kanäle für jedes Batteriemodell herzustellen.

Hochspannungskomponentenhalterungen

Viele Komponenten von Elektrofahrzeugen – darunter Wechselrichter, Konverter und Stromverteiler – werden auf Metallhalterungen montiert, die mittels Abkantpressen geformt werden. Diese Halterungen erfordern höchste Präzision, da sie oft zwei Funktionen erfüllen: strukturelle Unterstützung und Wärmeableitung. Die Fähigkeit servo-elektrischer Abkantpressen, auch bei langen Produktionsläufen eine gleichbleibende Wiederholgenauigkeit zu gewährleisten, sichert eine gleichbleibende Montage- und Erdungsleistung.

Federungssysteme und Unterbodensysteme

Querlenkerhalterungen und Montageplatten

Die Fahrwerksysteme sind stark von abkantgeformten Halterungen abhängig. Diese Bauteile müssen dynamischen Belastungen standhalten und gleichzeitig die exakte Ausrichtung zum Rahmen und zur Fahrwerksgeometrie gewährleisten. Selbst geringfügige Winkelabweichungen können das Fahrverhalten, den Reifenverschleiß und die Gesamtstabilität beeinträchtigen.

Abkantpressen mit Winkelmesssensoren gewährleisten die korrekte Ausrichtung der Querlenkerhalterungen. Bei UHSS-Werkstoffen, die in Hochleistungsfahrzeugen und SUVs eingesetzt werden, liefern hydraulische Abkantpressen die erforderliche Presskraft bei gleichzeitiger Wahrung der strukturellen Integrität.

Unterbodenschutzplatten

Geländewagen, SUVs und Elektrofahrzeuge verfügen häufig über Unterbodenschutz aus Aluminium oder hochfestem Stahl. Diese Platten werden typischerweise mit Lasermaschinen zugeschnitten und anschließend mit Abkantpressen in Form gebogen. Der Formgebungsprozess muss präzise sein, damit die Platten bündig am Fahrzeugrahmen anliegen, das Eindringen von Schmutz verhindern und die Aerodynamik verbessern.

Bei Elektrofahrzeugen dienen Unterbodenschutzplatten gleichzeitig als Wärme- und Brandschutzbarrieren für die Akkus. Diese Platten weisen häufig komplexe Geometrien auf, die mehrere Biegungen erfordern, welche durch synchronisierte CNC-Biegevorgänge realisiert werden.

Innenraum- und Armaturenbrettkomponenten

Instrumententafelhalterungen und Querträger

Hinter jedem Armaturenbrett verbirgt sich ein Netzwerk von Trägern, die Instrumententafel, Klimaanlage, Infotainmentsysteme und Sicherheitssensoren halten. Viele dieser Komponenten werden aus dünnen Stahlblechen oder Leichtmetalllegierungen mittels Abkantpressen geformt. Durch das Biegen wird die Formstabilität dieser Träger trotz Fahrzeugvibrationen und Temperaturschwankungen gewährleistet.

Moderne Fahrzeuginnenausstattungen beinhalten mehr Bildschirme, Sensoren und Module, wodurch die Anzahl der benötigten Montagehalterungen steigt. Diese Halterungen müssen in allen Fahrzeugen einheitlich sein, um eine reibungslose Installation der elektronischen Komponenten am Fließband zu gewährleisten.

Sitzrahmenkomponenten

Sitzgestelle bestehen aus mehreren gebogenen Bauteilen, darunter Verstärkungsrippen, Seitenstützen und Montagehalterungen. Da Sitze dynamischen Belastungen ausgesetzt sind – insbesondere bei Unfällen –, müssen die Bauteile eine hohe strukturelle Integrität aufweisen. Abkantpressen ermöglichen die präzise Formgebung komplexer Profile, die Festigkeit mit minimalem Gewicht vereinen.

Automobilhersteller mit globaler Produktion nutzen Biegeprogramme, die in CNC-Systemen gespeichert sind, um die Einheitlichkeit der Sitzrahmen in den Werken verschiedener Länder zu gewährleisten.

Abgas- und Antriebsstrangkomponenten

Auspuffhalterungen und Hitzeschilde

Viele Blechteile für Abgasanlagen, wie z. B. Halterungen, Stützen und Hitzeschutzbleche, werden mithilfe von Abkantpressen gefertigt. Diese Teile erfordern oft präzise Biegungen in engen Winkeln, um eine optimale Passform am Unterboden und an der Abgasanlage zu gewährleisten.

Hitzeschilde aus Aluminium oder Edelstahl sind besonders auf präzises Biegen angewiesen. Der Schild muss einen festen Abstand zum Abgassystem einhalten, da ungleichmäßiges Biegen zu Geräuschen, Vibrationen oder sogar thermischen Schäden führen kann.

Getriebe- und Motorhalterungen

Abkantpressen formen die Halterungen für Motoren und Getriebe. Diese Halterungen müssen statischen und dynamischen Belastungen standhalten, darunter Vibrationen, Drehmomentübertragung und Stoßdämpfung. Die Biegegenauigkeit gewährleistet die korrekte Ausrichtung mit dem Antriebsstrang und reduziert so NVH-Probleme (Geräusche, Vibrationen, Rauheit).

Bei diesen Halterungen wird häufig hochfester Stahl verwendet, weshalb Abkantpressen mit präziser Tonnageregelung und robuste Werkzeuge erforderlich sind, die wiederholtem Biegen unter hohem Druck standhalten können.

Wie die Präzision von Abkantpressen die Qualität und Sicherheit in der Automobilindustrie unterstützt

Abkantpressen spielen eine entscheidende Rolle für die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit moderner Fahrzeuge. Die Automobilentwicklung ist stark auf wiederholgenaues Biegen angewiesen, da selbst geringfügige Fehler schwerwiegende Folgeprobleme beim Schweißen, der Ausrichtung, dem Crashverhalten und der Gesamtstabilität des Fahrzeugs nach sich ziehen können. Die durch Abkantpressentechnologie unterstützten Qualitätssicherungs- und Sicherheitsfunktionen sind heute besonders wichtig, da die Branche weltweit auf Leichtbau, Elektrifizierung und immer strengere Sicherheitsvorschriften setzt.

Maßgenauigkeit und ihre Auswirkungen auf die Fahrzeugmontage

Die Rolle der Präzision beim Rohkarosserieschweißen

Die Genauigkeit beim Biegen hat direkten Einfluss auf das Schweißen der Karosserie, die das Gerüst des Fahrzeugs bildet. Wird eine Halterung, ein Verstärkungsträger oder ein Strukturflansch auch nur geringfügig außerhalb der Toleranz gebogen, müssen die Schweißroboterarme dies kompensieren, indem sie oft ihren Bewegungsbereich erweitern oder ihre Position dynamisch anpassen. Diese Mikrokorrekturen verringern die Schweißzuverlässigkeit und können zu schwachen Verbindungen oder falsch ausgerichteten Blechen führen.

Abkantpressen mit Echtzeit-Winkelsensoren, adaptiver Bombierung und CNC-Kompensationssystemen gewährleisten, dass jedes gebogene Teil mit vorhersehbarer Genauigkeit in die Rohbauvorrichtung passt. Automobilwerke, die Toleranzfehler unter ±0,5° einhalten, verzeichnen in der Regel weniger Schweißprobleme, geringere Ausschussquoten und eine höhere Prozesseffizienz. Laut einem Qualitätskontrollbericht aus dem Jahr 2024 von AIAG (Automotive Industry Action Group), Maßabweichungen an Karosseriehalterungen gehören zu den Hauptursachen für Nacharbeiten an Schweißarbeiten.⁵.

Auswirkungen auf die Präzision in der Robotermontage und -automatisierung

Moderne Automobilmontagelinien setzen Tausende von Robotern für Schweiß-, Befestigungs-, Handhabungs-, Dichtungs- und Prüfarbeiten ein. Diese Roboter sind auf hochpräzise Bauteilgeometrien angewiesen. Weichen die durch Abkanten hergestellten Komponenten ab, müssen die Roboter ihre Positionierung anpassen, was die Zykluszeit verlängert und das Risiko von Verschleiß erhöht.

CNC-Abkantpressen tragen dazu bei, dass jedes Bauteil, das in die Montagelinie gelangt, einheitlich ist. Automobilhersteller integrieren ihre Abkantpressen häufig mit integrierten 3D-Messsystemen oder Laserscannern. Diese Rückkopplungsschleifen stellen sicher, dass jede Charge gebogener Teile den Spezifikationen entspricht und reduzieren so die Wahrscheinlichkeit von Roboterfehlern.

Strukturelle Festigkeit und Crashverhalten

Die Bedeutung von Formstahl bei der Absorption von Aufprallenergie

Das Crashverhalten ist ein entscheidender Faktor in der Automobiltechnik. Strukturbauteile wie Querträger, Stoßfängerträger, Dachspriegel und Bodenverstärkungen müssen sich bei einem Aufprall vorhersehbar verformen, um die kinetische Energie zu absorbieren. Abkantpressen tragen maßgeblich zur Formgebung dieser Bauteile bei und gewährleisten, dass ihre Winkel und Profile dem von Simulationstools vorhergesagten Verformungsverhalten entsprechen.

Ist ein Biegebereich zu flach oder zu tief, kann das Bauteil Energie ungleichmäßig absorbieren oder vorzeitig versagen. Da Crashtest-Ergebnisse eng mit dem Vertrauen der Verbraucher verknüpft sind, setzen Hersteller auf präzise Biegeverfahren, um die von internationalen Organisationen festgelegten Sicherheitsstandards einzuhalten.

• Euro NCAP
• NHTSA
• JNCAP
• ASEAN NCAP
• China NCAP

Jedes Bewertungssystem beurteilt die strukturelle Integrität, und verbogene Bauteile beeinflussen das Ergebnis direkt.⁶.

Umgang mit Rückfederung, Rissbildung und Materialermüdung

Automobilwerkstoffe – insbesondere hochfester Edelstahl (UHSS) und Aluminium – reagieren sehr empfindlich auf Rückfederung und Mikrorissbildung beim Biegen. Wird die Rückfederung nicht durch CNC-Kompensation oder die richtige Werkzeugauswahl kontrolliert, kann das fertige Bauteil von der geplanten Geometrie abweichen, was die Struktur schwächt.

Moderne Abkantpressen verwenden:

• Laser-Winkelmessung
• Adaptive Biegealgorithmen
• Servo- oder Hybrid-Ram-Steuerung
• Automatische Kronentische
• Werkzeugverschleißkompensationssysteme

Diese Technologien gewährleisten, dass sich selbst anspruchsvolle Materialien vorhersagbar verhalten. Präzises Biegen reduziert die Ermüdungsspannung in kritischen, tragenden Bauteilen und erhöht so die Lebensdauer und Crashsicherheit des Fahrzeugs.

Qualitätskontrolle und Einhaltung globaler Standards

Qualitätssicherungsrahmen für die Automobilindustrie, die von der Biegegenauigkeit abhängen

Automobilzulieferer arbeiten unter strengen Qualitätsrichtlinien, wobei die wichtigsten sind IATF 16949, das alles von der Materialrückverfolgbarkeit bis zur Prozessvalidierung regelt. Für Abkantpressen umfasst dies Folgendes:

• Führen detaillierter Biegeaufzeichnungen
• Überprüfung der Winkel- und Maßgenauigkeit
• Änderungen der Tracking-Tools
• Dokumentation der Maschinenkalibrierung
• Sicherstellung der Bedienerzertifizierung

CNC-Abkantpressen unterstützen diese Standards durch die digitale Aufzeichnung jedes Biegevorgangs, einschließlich Kraftverlauf, Stößeltiefe und Winkelmessung. Prüfer können diese Protokolle zur Überprüfung der Konformität einsehen.

Statistische Prozesskontrolle für Abkantpressen

Die Automobilproduktion in großen Stückzahlen ist auf statistische Prozesskontrolle (SPC) angewiesen. Hersteller überwachen Abweichungen in Biegeprozessen, um sicherzustellen, dass diese innerhalb akzeptabler Bereiche bleiben. Selbst geringfügige Abweichungen – verursacht durch Werkzeugverschleiß, Öltemperatur oder Materialchargenschwankungen – lassen sich mithilfe von SPC-Diagrammen erkennen, die aus den Daten der CNC-Abkantpresse generiert werden.

Dieser Ansatz hilft Tier-1- und Tier-2-Lieferanten, Ausschuss zu reduzieren, die Ausbeute zu verbessern und die für Just-in-Time-Lieferketten (JIT) notwendige Qualität aufrechtzuerhalten, da selbst geringfügige Produktionsverzögerungen ein ganzes Montagewerk lahmlegen können.

Anforderungen an Oberflächenqualität und Oberflächenbeschaffenheit

Vermeidung von Kratzern, Dellen und Werkzeugspuren

Viele Automobilbauteile müssen strenge Anforderungen an die Oberflächenqualität erfüllen, da sie mit Konstruktionsflächen, Dichtungselementen oder sichtbaren Innenraumteilen in Kontakt kommen. Werkzeuge für Abkantpressen spielen eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Oberflächenfehlern. Polierte Matrizen, Schutzfolien und reibungsarme Materialien tragen dazu bei, Kratzer und Dellen zu vermeiden.

Selbst unsichtbare Werkzeugspuren können später im Montageprozess Probleme verursachen, beispielsweise eine unzureichende Abdichtung von Dichtungskanälen oder eine ungleichmäßige Passform von Innenverkleidungen. Moderne Automobilwerke verwenden daher häufig kundenspezifische Werkzeugprofile, die speziell für empfindliche Bauteile wie Aluminium-Zierleistenhalterungen oder Hitzeschilde entwickelt wurden.

Oberflächenvorbereitung für Lackierung und Beschichtung

Gebogene Bauteile müssen auch für nachgelagerte Verarbeitungsprozesse geeignet sein:

• Elektrotauchlackierung (E-Coat)
• Pulverbeschichtung
• Lackschichten im Automobilbereich
• Korrosionsschutzbehandlung

Entstehen beim Biegen Mikrorisse oder raue Kanten, können sich darin Verunreinigungen festsetzen, die Lackfehler verursachen. Ein gleichmäßiger Biegewinkel und eine saubere Kantenbearbeitung verbessern die Haftung der Beschichtung und reduzieren Nachbearbeitungskosten. Automobilhersteller führen häufig Salzsprüh- und Haftungstests an gebogenen Bauteilen durch, um die langfristige Korrosionsbeständigkeit zu überprüfen.

Einfluss auf die NVH-Leistung (Geräusche, Vibrationen, Rauheit)

Wie sich verbogene Bauteile auf die Fahrzeugakustik auswirken

Die NVH-Technik gewinnt zunehmend an Bedeutung, da Elektrofahrzeuge leiser und gleichzeitig vibrationssensibler werden. Abkantgeformte Teile wie Halterungen, Querträger und Verstärkungsplatten beeinflussen die Ausbreitung von Vibrationen im Chassis. Selbst geringfügige Ungenauigkeiten beim Biegen können die Steifigkeit dieser Komponenten und damit die Resonanzfrequenzen verändern.

Wenn eine Halterung nicht den Spezifikationen entspricht, kann dies zu verstärkten Vibrationen im Fahrgastraum und damit zu einem höheren Geräuschpegel führen. Präzises Biegen gewährleistet, dass die Steifigkeitsverteilung der Struktur dem im Rahmen der Fahrzeugentwicklung erstellten NVH-Modell entspricht.

Aufrechterhaltung der Montagegenauigkeit für NVH-Dämpfer

NVH-Systeme im Automobilbereich umfassen Gummibuchsen, Akustikdämpfer, Dämmplatten und Schwingungsdämpfer. Diese Komponenten benötigen präzise gebogene Befestigungsstrukturen, um einwandfrei zu funktionieren. Falsch ausgerichtete Befestigungspunkte können die Wirksamkeit der Dämpfer beeinträchtigen und zu unerwünschten Vibrationen im Fahrgastraum führen.

CNC-Abkantpressen gewährleisten eine präzise Kontrolle der Winkelwiederholgenauigkeit und tragen so direkt zum Fahrkomfort und zur wahrgenommenen Qualität bei.

Integration von Abkantpressen in moderne Automobilproduktionslinien

Abkantpressen haben sich von eigenständigen Biegemaschinen zu zentralen Bestandteilen vollautomatisierter, datengesteuerter Produktionssysteme für die Automobilindustrie entwickelt. Moderne Fabriken – insbesondere solche, die Elektrofahrzeuge herstellen – benötigen synchronisierte Arbeitsabläufe, Echtzeit-Qualitätskontrolle und minimale Ausfallzeiten. Abkantpressen sind heute mit Robotern, automatisierten Lagersystemen, intelligenten Werkzeugen und Unternehmenssoftwareplattformen vernetzt und bilden somit einen unverzichtbaren Bestandteil des intelligenten Fertigungsökosystems.

Die Rolle von Abkantpressen in automatisierten Fertigungsumgebungen

Übergang von manueller Bedienung zu vollautomatisierten Zellen

Früher wurden Abkantpressen manuell bedient, wobei erfahrene Bediener auf ihre Erfahrung angewiesen waren, um Biegeabläufe und -winkel einzustellen. Heute hat die Automatisierung das Biegen in einen vorhersagbaren und hochgradig wiederholbaren Prozess verwandelt. Roboter übernehmen das Einlegen, Ausrichten, Wenden und Entladen der Bleche, während CNC-Systeme Winkelmessung, Kompensation und Prozessverifizierung steuern.

Diese Umstellung reduziert die Abhängigkeit von Arbeitskräften erheblich und erhöht die Sicherheit, da der direkte menschliche Eingriff in den Biegebereich entfällt. Automobilwerke – insbesondere in Europa, Nordamerika, Japan und Südkorea – haben robotergestützte Biegezellen weit verbreitet eingeführt, um die Serienproduktion zu unterstützen und gleichzeitig die gleichbleibende Qualität Tausender identischer Teile zu gewährleisten.

Reduzierung menschlicher Fehler und Steigerung des Produktionsdurchsatzes

Mit Automatisierungstechnik integrierte Abkantpressen ermöglichen nicht nur eine höhere Wiederholgenauigkeit, sondern auch schnellere Produktionszyklen. Roboter können Bleche effizienter bearbeiten als menschliche Bediener, insbesondere bei der Handhabung großer oder schwerer Bauteile wie Querträger oder Batterieträger.

Durch die Minimierung von Unterbrechungen und manuellen Umpositionierungen reduzieren automatisierte Abkantpressenzellen die Taktzeit – das grundlegende Maß für die Produktionsgeschwindigkeit – signifikant und ermöglichen es Automobilwerken, eine gleichbleibende Produktion aufrechtzuerhalten. Die Automatisierung gewährleistet zudem, dass jeder Biegevorgang gemäß digital gespeicherter Programme ausgeführt wird, wodurch Schwankungen aufgrund von Ermüdung, Unerfahrenheit oder uneinheitlicher Technik der Bediener eliminiert werden.

Integration mit robotergestützten Handhabungs- und intelligenten Materialflusssystemen

Robotergestützte Be- und Entladesysteme

Roboter, ausgestattet mit Vakuumgreifern, Magnethebern oder mechanischen Klemmen, legen Bleche präzise ausgerichtet auf die Abkantpresse. Diese Roboter kommunizieren direkt mit der CNC-Steuerung, um die Blechabmessungen zu bestätigen, die Ausrichtung zu erkennen und mehrstufige Biegesequenzen auszuführen.

Dieser Integrationsgrad ist besonders wichtig für komplexe Bauteile, die mehrfach in verschiedenen Ausrichtungen gebogen werden müssen. Roboter können Bleche präzise positionieren, ohne Ausrichtungsfehler zu verursachen. Dies erhöht die Genauigkeit und reduziert den Ausschuss. Automobilzulieferer der ersten Ebene setzen häufig vollautomatisierte Biegezellen für Batterieträger, Crashkomponenten und Unterbodenverkleidungen ein, wo Präzision entscheidend ist.

Automatisierte Lager- und Kommissioniersysteme (AS/RS)

Abkantpressenzellen sind häufig mit vertikalen oder horizontalen Materiallagertürmen verbunden. Diese Systeme lagern Rohbleche, Halbzeuge und Fertigteile in übersichtlichen Behältern und befördern sie automatisch bedarfsgerecht zur Maschine oder zum Roboter.

Die Integration von automatisierten Lager- und Kommissioniersystemen mit Abkantpressen unterstützt Folgendes:

• Just-in-time (JIT) Produktion
• Reduzierte Fabrikfläche
• Niedrigere Arbeitskosten
• Kontinuierlicher Betrieb mit minimalem Bedienereingriff

Dieser automatisierte Arbeitsablauf ist in den Fabriken großer Automobilzulieferer in Deutschland, Japan und den USA weit verbreitet, wo Durchsatz und Raumausnutzung wichtige Leistungsindikatoren sind.

Digitale Vernetzung: Integration von MES, ERP und Industrie 4.0

Verknüpfung von Abkantpressen mit Fertigungssteuerungssystemen (MES)

Moderne Abkantpressen sind mit MES-Plattformen verbunden, die Maschinenstatus, Biegeparameter, Werkzeugnutzung, Bedienerprotokolle und Produktionszahlen in Echtzeit überwachen. Diese Integration ermöglicht es Automobilherstellern, schnell auf betriebliche Engpässe, Materialknappheit oder Qualitätsabweichungen zu reagieren.

MES-Systeme koordinieren außerdem Biegevorgänge mit vorgelagerten und nachgelagerten Prozessen und stellen sicher, dass die richtigen Bauteile zum richtigen Zeitpunkt gebogen werden, um den Materialfluss zwischen Schweißstationen, Lackieranlagen und der Endmontage aufrechtzuerhalten.

Enterprise Resource Planning (ERP) und Supply-Chain-Synchronisierung

ERP-Systeme erfassen Materialverbrauch, Lagerbestände, Bestellungen und Bedarfsprognosen. Durch die Anbindung von Abkantpressen an ERP-Systeme erhalten Automobilzulieferer vollständige Transparenz über ihre Biegeprozesse:

• Materialchargen lassen sich bis zu einzelnen Fahrzeugen zurückverfolgen.
• Der prognostizierte Werkzeugverschleiß soll unerwartete Ausfallzeiten verhindern.
• Produktionspläne werden automatisch an Nachfrageänderungen angepasst.

Durch diese digitale Synchronisierung wird sichergestellt, dass die Automobilwerke – von denen viele rund um die Uhr laufen – den Anforderungen der globalen Lieferkette gerecht werden.

Industrie 4.0- und IIoT-Sensoren in Abkantpressensystemen

Moderne Abkantpressen sind mit IIoT-Sensoren (Industrial Internet of Things) ausgestattet, die Stößelposition, Kraft, Temperatur, Öldruck, Vibrationen und Werkzeugverschleiß messen. Diese Sensoren übertragen Daten an Cloud-Plattformen oder Werksserver und ermöglichen so erweiterte Analysen wie:

• Vorausschauende Wartung
• Produktionsoptimierung
• Qualitätsanomalieerkennung
• Energieverbrauchsüberwachung

Automobilhersteller weltweit investieren massiv in IIoT-fähige Umformanlagen, um Ausfallzeiten zu reduzieren und die Rückverfolgbarkeit zu verbessern.⁷.

Werkzeugmanagement und Automatisierung bei Abkantpressen im Automobilbereich

Automatische Werkzeugwechsler (ATC) für die Produktion mit hoher Variantenvielfalt

Automobilzulieferer fertigen häufig mehrere Varianten von Halterungen, Profilen und Verstärkungen auf derselben Maschine. Der manuelle Werkzeugwechsel ist zeitaufwändig und fehleranfällig. Automatische Werkzeugwechsler ermöglichen es Abkantpressen, innerhalb von Minuten – manchmal sogar Sekunden – ohne menschliches Eingreifen zwischen verschiedenen Werkzeugsätzen zu wechseln.

ATC-Einheiten:

• Reduzieren Sie die Einrichtungszeit um bis zu 901 TP3T
• Werkzeugausrichtungsfehler minimieren
• Ermöglichen Sie die Produktion von Kleinserien mit hoher Produktvielfalt, wie sie in der Fertigung von EV-Komponenten üblich ist.

Diese Fähigkeit ist unerlässlich für Automobilzulieferer, die gleichzeitig Hunderte von Teilereferenzen und mehrere OEM-Verträge verwalten.

Intelligente Werkzeugidentifizierung und Verschleißverfolgung

Werkzeuge für Abkantpressen enthalten zunehmend eingebettete RFID-Chips oder QR-Codes, die Informationen wie die folgenden speichern:

• Werkzeuggeometrie
• Seriennummern
• Verschleißgeschichte
• Empfohlene Tonnage
• Wartungsintervalle

Die CNC-Steuerung liest diese Daten automatisch aus und stellt so sicher, dass für jedes Programm nur kompatible Werkzeuge verwendet werden. Die Verschleißüberwachung benachrichtigt den Bediener, wenn ein Stempel oder eine Matrize das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, und verhindert so Qualitätsprobleme oder Beschädigungen teurer Materialien wie z. B. UHSS.

Integration mit vorgelagerten und nachgelagerten Prozessen

Arbeitsabläufe beim Laserschneiden und Abkanten

In nahezu allen Automobilwerken werden Biegevorgänge mit Faserlaserschneiden kombiniert. Der Laser erzeugt flache Muster mit extrem hoher Genauigkeit, die anschließend mit der Abkantpresse in dreidimensionale Formen umgewandelt werden. Eine nahtlose Integration ist unerlässlich, um die Übereinstimmung zwischen Schnitttoleranzen und Biegeanforderungen zu gewährleisten.

Viele Automobilzulieferer nutzen Softwarelösungen wie BySoft, Delem Profile-T, Trumpf Boost, oder LVD CADMAN Ziel ist die Schaffung einheitlicher Arbeitsabläufe, die automatisch Schneide- und Biegeprogramme generieren. Diese Systeme reduzieren den Programmieraufwand und gewährleisten, dass die zugeschnittenen Teile perfekt in die Biegesequenzen passen.

Schweiß- und Montageintegration

Abkantgeformte Bauteile werden häufig direkt nach dem Biegen geschweißt – manuell, robotergestützt oder per Laser. Ungenaue Biegungen können zu mangelhafter Schweißnahtdurchdringung, verzogenen Bauteilen oder einem erhöhten Aufwand für die Vorrichtung führen.

CNC-Abkantpressen tragen dazu bei, dass die in die Schweißstation einlaufenden Teile eine gleichbleibende Geometrie aufweisen, wodurch Folgendes ermöglicht wird:

• Roboterschweißanlagen folgen optimierten Pfaden
• Die Einrichtungsgegenstände müssen nur minimal angepasst werden.
• Baugruppen, die den Normen zur Maßprüfung entsprechen

Automobilhersteller legen Wert auf diese Integration, um Zykluszeiten, Ausschuss und Gewährleistungsansprüche zu reduzieren.

Herausforderungen und technische Überlegungen beim Biegen im Automobilbereich

Die Biegetechnik im Automobilbereich stellt deutlich höhere Anforderungen als die allgemeine Blechbearbeitung. Fahrzeuge müssen strenge Sicherheits-, Struktur- und Leistungsstandards erfüllen, und die verwendeten Werkstoffe – insbesondere ultrahochfeste Stähle (UHSS) und Aluminiumlegierungen – sind zunehmend schwieriger zu formen. Abkantpressen für Automobilanwendungen müssen daher eine Reihe technischer Herausforderungen meistern, um Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit, Materialintegrität und Langzeitstabilität zu gewährleisten.

Herausforderungen im Zusammenhang mit fortschrittlichen Automobilwerkstoffen

Umformung von ultrahochfestem Stahl (UHSS)

Hochfester Stahl (UHSS) ist ein zentraler Bestandteil moderner Sicherheitsstrukturen im Automobilbau. Bauteile wie Crash-Träger, stoßdämpfende Verstärkungen und Fahrgestellversteifungen basieren auf diesen Stählen aufgrund ihres hervorragenden Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses. Allerdings stellt UHSS aufgrund seiner Verformungsbeständigkeit und Rissneigung unter hohem Druck eine erhebliche Herausforderung für Biegebeanspruchungen dar.

Abkantpressen zur Umformung von UHSS-Rohren müssen extrem hohe Presskräfte mit präziser Verteilung über die gesamte Biegelänge aufbringen. Schon geringfügige Abweichungen im Druck oder in der Stempelausrichtung können Mikrorisse verursachen, die die strukturelle Integrität beeinträchtigen. Angesichts immer strengerer globaler Crashsicherheitsstandards setzen Hersteller verstärkt auf CNC-gesteuerte Biegeprofile, adaptive Balligkeit und Werkzeugmaterialien, die den hohen Kräften bei der UHSS-Umformung standhalten.

In CNC-Steuerungen integrierte Materialdatenbanken – wie sie beispielsweise in Delem, Cybelec, Und ESA CNC-Maschinen helfen den Bedienern, die Rückfederung vorherzusagen und die Biegeabläufe entsprechend anzupassen.⁸.

Biegen von Aluminium für leichte Fahrzeugstrukturen

Aluminium findet breite Anwendung in Batterieträgern für Elektrofahrzeuge, Karosserieteilen, Motorhauben und Wärmemanagementsystemen. Aufgrund seiner hohen Rückfederung sind jedoch präzise kontrollierte Biegeverfahren erforderlich. Die Duktilität und Weichheit des Aluminiums machen es zudem anfällig für Oberflächenbeschädigungen, weshalb die Werkzeugoberfläche und der Matrizenradius sorgfältig optimiert werden müssen.

Abkantpressen für Aluminium müssen mit Laserwinkelsensoren oder Echtzeit-Winkelmesssystemen ausgestattet sein, um Abweichungen beim Biegen zu erkennen. Eine automatische Rückfederungskompensation passt den Stößelhub während des Prozesses an und stellt so sicher, dass der Endwinkel den Konstruktionsvorgaben entspricht. Der Einsatz servo-elektrischer Abkantpressen hat in der Produktion von Elektrofahrzeugen mit hohem Aluminiumanteil zugenommen, da Servosysteme eine konstante Geschwindigkeit, Kraftmodulation und vorhersehbare Rückkopplungsschleifen gewährleisten.

Herausforderungen bei der Integration von Magnesium und Verbundwerkstoffen

Angesichts des zunehmenden Leichtbaus im Automobilbereich experimentieren einige Hersteller mit Magnesiumblechen und Hybrid-Metallverbundstrukturen. Diese Werkstoffe reagieren sehr empfindlich auf Biegeradius, Oberflächendruck und Wärmeentwicklung. Abkantpressen, die mit Magnesium arbeiten, müssen daher streng kontrollierte Parameter einhalten, um Risse oder Delaminationen in den Verbundschichten zu vermeiden.

Obwohl Biegeverfahren für verbundverstärkte Metallbleche noch nicht weit verbreitet sind, erfordern sie Spezialwerkzeuge und präzise Steuerungsalgorithmen. Automobil-Forschungs- und Entwicklungszentren arbeiten häufig mit Herstellern von Abkantpressen zusammen, um neue Umformtechniken für diese aufstrebenden Werkstoffe zu evaluieren.

Rückfederung, Werkzeugverschleiß und Winkelkompensation

Rückfederung in der Automobilfertigung verstehen

Die Rückfederung – die elastische Rückstellung von Metall nach dem Biegen – ist eine der größten Herausforderungen beim Abkanten von Bauteilen im Automobilbereich. Werkstoffe, die in Strukturbauteilen verwendet werden, wie z. B. DP780, DP1000 und martensitische Stähle, weisen aufgrund ihrer hohen Streckgrenze eine starke Rückfederung auf. Wird diese nicht adäquat kompensiert, führt sie zu Winkelabweichungen, Passungsfehlern und Montagefehlern.

CNC-Abkantpressen bekämpfen die Rückfederung durch folgende Maßnahmen:

• Laser-Winkelmesssysteme
• Drucksensoren zur Kraftüberwachung
• Biegealgorithmen, die die Hubtiefe dynamisch anpassen
• Echtzeit-Materialrückkopplungsschleifen
• Adaptive Kronentische

Diese Technologien gewährleisten, dass auch komplexe Bauteile mit mehreren Biegungen ihre präzise Geometrie beibehalten.

Werkzeugverschleiß und seine Auswirkungen auf die Toleranzanforderungen in der Automobilindustrie

Werkzeugverschleiß ist ein zentrales Problem in der Automobilproduktion. Mit zunehmendem Verschleiß von Stempeln und Matrizen sinkt die Konstanz des Biegewinkels, was zu Abweichungen zwischen den Chargen führt. Automobilzulieferer müssen den Werkzeugverschleiß erfassen und kompensieren, um die strengen Toleranzen für Karosserie-, Fahrwerks- und Elektrofahrzeugkomponenten einzuhalten.

Viele Abkantpressen verfügen heute über folgende Merkmale:

• RFID-Werkzeugidentifizierung
• Werkzeugverschleißüberwachung
• Automatische Werkzeugausrichtungssysteme
• Algorithmen zur Vorhersage der Werkzeuglebensdauer

Solche Merkmale verringern das Risiko von Formfehlern und tragen dazu bei, dass kostengünstige Werkzeugprobleme keine teuren nachfolgenden Schweiß- oder Montageprozesse beeinträchtigen.

Mehrfachbiegungen, komplexe Profile und Genauigkeitsherausforderungen

Steuerung der Biegesequenz für komplexe Automobilbauteile

Viele Automobilbauteile erfordern mehrere Biegevorgänge, die in einer präzisen Reihenfolge ausgeführt werden müssen, um Kollisionen, Verformungen oder Maßabweichungen zu vermeiden. Beispiele hierfür sind:

• Sitzrahmenverstärkungen
• Batteriefachflansche
• HVAC-Halterungssysteme
• Endflansche des Querträgers
• Aufhängungsbefestigungsstrukturen

Ist die Biegefolge nicht optimiert, können bestimmte Biegungen die Werkzeugführung beeinträchtigen oder zu Verformungen des Blechs führen. Moderne Offline-Programmiersoftware unterstützt Ingenieure bei der Simulation verschiedener Biegereihenfolgen, der Kollisionserkennung und stellt sicher, dass das Bauteil ohne Genauigkeitseinbußen geformt werden kann.

Beibehaltung der Winkelkonstanz über lange Kurven

Automobilbauteile wie Stoßfängerträger und Unterbodenverstärkungen sind oft länger als 2 Meter. Das Biegen langer Teile birgt Herausforderungen im Zusammenhang mit Durchbiegung, ungleichmäßiger Krafteinwirkung und Wölbung.

Hydraulische Abkantpressen mit adaptiver Bombierung gleichen Maschinendurchbiegungen durch aktive Anpassung des Tisches an die aufgebrachte Presskraft aus. Servoelektrische Abkantpressen hingegen, die typischerweise eine geringere Presskraft aufweisen, gewährleisten eine extrem hohe Wiederholgenauigkeit über die gesamte Biegelänge und eignen sich daher ideal für lange, aber dünne Aluminiumbauteile für Elektrofahrzeuge.

Wärmeerzeugung, Schmierung und Werkzeugschutz

Wärmeentwicklung beim Biegen mit hoher Tonnage

Die Fertigung von hochfestem Stahlblech (UHSS) in großen Stückzahlen erzeugt erhebliche Wärme im Biegebereich. Erhöhte Temperaturen können die Mikrostruktur des Blechs verändern und die Werkzeugstandzeit verkürzen. Automobilhersteller begegnen diesem Problem durch folgende Maßnahmen:

• Geschmierte Werkzeuge
• Fortschrittliche Kühlkanäle in CNC-Abkantpressen
• Optimierte Biegegeschwindigkeiten
• hartbeschichtete Stempel und Matrizen

Wärmebildsensoren werden in High-End-Biegesystemen immer häufiger eingesetzt und ermöglichen es den Wartungsteams, thermische Trends zu überwachen, die die Genauigkeit beeinträchtigen könnten.

Schutz von Aluminium und lackierten Blechen

Aluminium, Edelstahl und vorlackierte Automobilbleche erfordern Werkzeuge und Handhabungsflächen, die Kratzer verhindern. Viele Automobilzulieferer verwenden:

• Polymerbeschichtete Werkzeuge
• Werkzeuge mit Radius
• Schutzfolien
• reibungsarme Werkzeugeinsätze

Die Hersteller von Abkantpressen entwickeln zunehmend kundenspezifische Werkzeuge für empfindliche Bauteile wie Innenverstärkungen und Verkleidungsbefestigungswinkel.

Kollisionsvermeidung, Sicherheitsverriegelungen und Ergonomie

Kollisionsvermeidung für komplexe Geometrien

Große oder komplex geformte Automobilteile können beim Biegen mit dem Stempel oder dem Hinteranschlag kollidieren. Moderne Abkantpressen nutzen 3D-Simulationssoftware, um potenzielle Kollisionen zu erkennen. Echtzeitsensoren überwachen die Teilebewegung und stoppen den Stempel automatisch, sobald eine unsichere Positionierung festgestellt wird.

Sicherheitsverriegelungen und Bedienerschutz

Biegen im Automobilbereich erfordert hohe Sicherheitsstandards. Abkantpressen verwenden:

• Lichtvorhänge
• Laserschutzsysteme (DSP)
• Zweihandsteuerung
• Schutzzonen
• Kontaktlose Sicherheitsscanner

Diese Merkmale gewährleisten, dass die Bediener auch bei Biegevorgängen mit hoher Krafteinwirkung geschützt bleiben.⁹.

Trends, die die Zukunft des Einsatzes von Abkantpressen in der Automobilfertigung prägen

Die Automobilindustrie erlebt den bedeutendsten Wandel seit einem Jahrhundert. Elektrifizierung, Leichtbau, digitale Fertigung, Nachhaltigkeitsvorgaben und der Aufstieg autonomer Fahrzeuge verändern die Konstruktion und Produktion von Fahrzeugen grundlegend. Abkantpressen – lange Zeit als “traditionelle” Umformmaschinen betrachtet – entwickeln sich nun zu intelligenten, vernetzten und energieeffizienten Systemen, die für die Automobilproduktion der nächsten Generation von zentraler Bedeutung sind.

Mit der Beschleunigung dieser Megatrends werden sich die Anforderungen an die Abkantpressentechnologie grundlegend verändern. Hersteller müssen leichtere und gleichzeitig stabilere Bauteile fertigen, Abfall minimieren und eine beispiellose Präzision erreichen. Dieses Kapitel untersucht die wichtigsten Trends, die diese Entwicklung neu definieren. Anwendungen von Abkantpressen im Automobilbereich heute und im Laufe des kommenden Jahrzehnts.

Leichtbau und sein Einfluss auf Biegestrategien

Zunehmender Einsatz von Aluminium in Karosseriestrukturen von Elektrofahrzeugen

Elektrofahrzeuge benötigen leichtere Strukturen, um das Gewicht der Batterie auszugleichen und die Reichweite zu maximieren. Der Aluminiumverbrauch pro Fahrzeug ist stetig gestiegen und wird Prognosen zufolge bis 2030 bei vielen Elektrofahrzeugen 500 Pfund pro Einheit übersteigen. Diese Entwicklung rückt das Biegen dünner Aluminiumbleche, die für Folgendes verwendet werden, stärker in den Fokus:

• Batteriegehäuse
• Kühlplatten
• Crashstrukturen
• Verstärkungen an Motorhaube und Türen
• Wärmedämmung

Da Aluminium eine hohe Rückfederung und Oberflächenempfindlichkeit aufweist, werden Abkantpressen, die eine extrem präzise Stößelsteuerung und eine Winkelmessung in Echtzeit ermöglichen, die Produktion von Elektrofahrzeugen dominieren.

Fortschrittliches Multimaterialdesign und Hybridkonstruktionen

Zukünftige Fahrzeuge kombinieren häufig Materialien wie:

• UHSS + Aluminium
• Aluminium + Magnesium
• Metall + Verbundwerkstoffe

Diese Kombinationen erfordern Biegemaschinen, die sich an große Schwankungen in Duktilität und Umformverhalten anpassen können. Hybrid-Abkantpressen – die hydraulische Kraft mit servoelektrischer Präzision kombinieren – erweisen sich als ideale Lösung für Produktionslinien mit mehreren Werkstoffen.

Automobilhersteller setzen zunehmend auf “flexible Umformzellen”, bei denen dieselbe Biegestation mithilfe automatischer Werkzeugwechsler und KI-gestützter Biegeprogramme zwischen verschiedenen Materialien und Teilefamilien umschalten kann.

Elektrifizierung und der Aufstieg von Biegeanwendungen speziell für Elektrofahrzeuge

Abkantpressen für die Batteriegehäuseherstellung

Batterieträger entwickeln sich rasant zu einem der wichtigsten Bauteile von Elektrofahrzeugen. Sie müssen folgende Eigenschaften aufweisen:

• Strukturell starr
• Korrosionsbeständig
• Crashsicher
• Thermisch stabil
• Dimensionskonstant

Abkantpressen formen viele der Flansche, Rippen und Geometriemerkmale, die für diese Steifigkeit sorgen. Mit der Weiterentwicklung von Batteriedesigns – von modularen zu strukturell integrierten Batteriepacks – wird die Biegegenauigkeit die Fahrzeugsicherheit und -leistung direkt beeinflussen.

Einige EV-Plattformen nutzen jetzt Zelle-zu-Packung Und Zelle-zu-Chassis Die Entwürfe erfordern komplexere Metallformen als je zuvor.

Kühlsysteme und Wärmemanagementkomponenten für Elektrofahrzeuge

Das Wärmemanagement ist für die Sicherheit von Elektrofahrzeugen, das Schnellladen und die Batterielebensdauer unerlässlich. Dies hat zu einer explosionsartigen Nachfrage nach abkantgeformten Bauteilen geführt, wie zum Beispiel:

• Kühlkanäle
• Batterie-Wärmeverteiler
• Motorkühlplatten
• Montagevorrichtungen für Wechselrichter

Diese Bauteile müssen präzise geformte Kanäle und eine genau kontrollierte Planheit aufweisen, um einen gleichmäßigen Kühlmittelstrom zu gewährleisten.

Strukturelle Akkupacks und integrierte Karosseriedesigns

Einige Hersteller von Elektrofahrzeugen stellen auf strukturell integrierte Akkupacks um, die Teil der tragenden Fahrzeugstruktur sind. Dies erfordert eine extrem hohe Biegegenauigkeit, da sich selbst eine Fehlausrichtung von 0,2 mm auf die gesamte Fahrzeugarchitektur auswirken kann.

Abkantpressen mit maschinellem Lernverfahren zur Kompensation werden für die Unterstützung dieser neuen Generation von Strukturbatteriekonstruktionen unerlässlich sein.

Automatisierung, Robotik und die vollständig vernetzte intelligente Fabrik

Wachstum von Roboterbiegezellen

Robotergestützte Biegezellen werden in Automobilzulieferern der ersten Stufe zum Standard. Roboter übernehmen folgende Aufgaben:

• Blattbeladung
• Vorbiegeausrichtung
• Mehrdirektionales Umklappen
• Endgültige Entladung

Dies gewährleistet eine stabile Produktion rund um die Uhr mit minimalen Schwankungen. Bei der Fertigung von Batteriegehäusen oder Chassis-Halterungen in großen Stückzahlen liefern robotergestützte Biegezellen folgende Leistungen:

• Schnellere Taktzeit
• Niedrigere Arbeitskosten
• Gleichbleibendere Qualität
• Verbesserte Bedienersicherheit

Echtzeit-Datenaustausch durch IIoT- und Cloud-Konnektivität

Industrie 4.0 verändert die Funktionalität von Abkantpressen durch die Ermöglichung der kontinuierlichen Kommunikation mit:

• MES-Systeme
• ERP-Plattformen
• SPC-Dashboards
• Werkzeugdatenbanken
• Wartungshinweise
• Cloudbasierte Analytik

Echtzeit-Biegedaten helfen Fabriken, Anomalien frühzeitig zu erkennen, Ausschuss zu reduzieren und die Rückverfolgbarkeit bis zum einzelnen Fahrzeug aufrechtzuerhalten.

Laut einem McKinsey-Bericht aus dem Jahr 2025 zur digitalen Fertigung erreichen Fabriken mit IIoT-fähigen Formgebungszellen bis zu 30% – weniger Qualitätsmängel Und 15% höhere Maschinenverfügbarkeit¹⁰.

KI-gestützte Biegeoptimierung

Künstliche Intelligenz revolutioniert die Erstellung und Ausführung von Biegeprogrammen. KI-gesteuerte Systeme können:

• Empfehlen Sie optimale Biegesequenzen
• Rückfederung anhand von Materialchargendaten vorhersagen
• Kolbengeschwindigkeit und -druck dynamisch anpassen
• Werkzeugverschleißmuster identifizieren
• Schlagen Sie vorbeugende Wartungsfenster vor.

KI-gesteuertes Biegen verbessert nicht nur die Genauigkeit, sondern reduziert auch die Abhängigkeit von hochqualifizierten Bedienern – ein entscheidender Faktor angesichts des weltweiten Arbeitskräftemangels in der Fertigungsindustrie.

Nachhaltigkeit und Umweltaspekte

Einführung von Energieeffizienz und servo-elektrischer Abkantpresse

Umweltauflagen und Klimaneutralitätsverpflichtungen von Automobilherstellern (wie Toyota, Volkswagen und GM) beschleunigen den Wandel hin zu energieeffizienten Maschinen. Servoelektrische Abkantpressen verbrauchen bis zu 50–70% weniger Energie im Vergleich zu Hydrauliksystemen während Leerlaufzeiten und bei Betrieb mit geringer Kraft.

Elektroautofabriken bevorzugen insbesondere servoelektrische Maschinen für die Herstellung von Aluminiumkomponenten, da diese folgende Eigenschaften vereinen:

• Geringer Energieverbrauch
• Hohe Wiederholgenauigkeit
• Geringerer Wartungsaufwand
• Sauberer Betrieb (kein Hydrauliköl)

Reduzierung von Materialverschwendung durch Präzisionsbiegen

Nachhaltigkeit beschränkt sich nicht nur auf den Energieverbrauch, sondern umfasst auch die Materialoptimierung. Die Reduzierung von Ausschuss hat für Automobilhersteller höchste Priorität. Abkantpressen mit Winkelprüfung, automatischer Werkzeugauswahl und intelligenten Biegealgorithmen verringern den durch ungenaues Biegen verursachten Abfall deutlich.

Materialausschuss kann ein Automobilwerk jährlich Millionen von Dollar kosten, insbesondere bei der Verarbeitung teurer UHSS- und Aluminiumlegierungen.

Mensch-Maschine-Kollaboration in zukünftigen Fabriken

Unterstützte Bedienung statt vollständiger Automatisierung

Obwohl robotergestützte Biegezellen rasant zunehmen, sind viele Automobilwerke – insbesondere in Schwellenländern – weiterhin auf Fachkräfte angewiesen. Zukünftige Abkantpressen werden mit “kollaborativer Funktionalität” entwickelt, bei der:

• Die Maschine kümmert sich um die Genauigkeit
• Der Bediener trifft die Beurteilung.
• Die Software steuert den Biegevorgang.
• Sensoren verhindern unsichere Biegewinkel

Dieses Hybridmodell gewährleistet sowohl Produktivität als auch Flexibilität.

Benutzeroberflächen der nächsten Generation

Die Bremsen verfügen nun über intuitive Benutzeroberflächen, ähnlich wie bei Tablets oder Smartphones, und ermöglichen Folgendes:

• Biegesequenzen per Drag & Drop
• Automatischer Import von CAD-Dateien
• Simulationsbasierte Einrichtung
• Sprachgesteuerte Programmierung
• Echtzeit-Fehlervisualisierung

Diese Verbesserungen verkürzen die Schulungszeit erheblich und ermöglichen es auch weniger erfahrenen Bedienern, das Biegen durchzuführen.

Fallstudien: Reale Anwendungen von Abkantpressen im Automobilbereich

Abkantpressen spielen eine grundlegende Rolle bei der Formgebung vieler wichtiger Bauteile moderner Fahrzeuge. Während in den vorherigen Kapiteln die Technologie und die ingenieurtechnischen Grundlagen des Biegens im Automobilbereich erläutert wurden, zeigt dieser Abschnitt, wie Abkantpressen in realen Fertigungsumgebungen eingesetzt werden. Die Fallstudien veranschaulichen die Vielfalt der durch Biegen geformten Bauteile, die dabei auftretenden Herausforderungen und die implementierten Lösungen zur Erfüllung globaler Automobilstandards.

Fallstudie 1: Herstellung von Batterieträgern für Elektrofahrzeuge

Hintergrund: Strukturelle Batterieträger für eine Elektrofahrzeugplattform

Da die Automobilhersteller ihren Fokus zunehmend auf Elektromobilität richten, haben sich Batterieträger zu einem der strategisch wichtigsten Automobilbauteile entwickelt. Für einen führenden Elektroautohersteller, der seine Plattform der nächsten Generation entwickelt, musste der Batterieträger strenge Anforderungen erfüllen:

• Hohe Torsionssteifigkeit
• Enge Maßtoleranz innerhalb von ±0,25 mm
• Leichte Aluminiumkonstruktion
• Abdichtungskanäle mit gleichmäßiger Tiefe
• Kompatibilität mit automatisierten Schweißrobotern

Die Abkantpressenlösung wurde implementiert

Der Hersteller setzte servo-elektrische Abkantpressen ein, die in eine Roboterbiegezelle integriert waren. Servo-elektrische Systeme wurden aus folgenden Gründen bevorzugt:

• Überlegene Wiederholgenauigkeit über große Biegestrecken
• Geringere Wärmeentwicklung (wichtig für die Aluminiumumformung)
• Feine Stößelsteuerung zur Gewährleistung gleichbleibender Dichtflansche

Laserwinkelmesssysteme überwachten jeden Biegevorgang in Echtzeit. Wurden Abweichungen aufgrund von Materialchargenunterschieden festgestellt, kompensierte die CNC-Steuerung automatisch die Rückfederung.

Ergebnisse und messbare Verbesserungen

• Die Dimensionsabweichungen sanken um 42% im Vergleich zur vorherigen rein hydraulischen Konstruktion.
• Die Schrottquoten sanken von 7,31 TP3T auf 2,81 TP3T.
• Die Schweißzykluszeit des Roboters wurde verkürzt, da die Bauteile nicht neu fixiert werden mussten.
• Die Dichtigkeit des Batteriefachs wurde bei Drucktests verbessert, wodurch Leckagen reduziert wurden.

Dieser Fall verdeutlicht, dass Abkantpressen nicht nur Umformwerkzeuge sind, sondern auch Präzisionswerkzeuge für missionskritische Elektrofahrzeugsysteme.

Fallstudie 2: Hochfeste Stahlchassishalterungen für SUVs

Hintergrund: Steigende Kraftanforderungen

Eine globale SUV-Plattform erforderte stärkere Vorder- und Hinterachsrahmen, um größere Motoren und höhere Lasten aufnehmen zu können. Das Ingenieurteam legte fest: DP1000 Hochfester Stahl für neue Montagehalterungen. Die Verarbeitung von DP1000 stellte jedoch mehrere Herausforderungen dar:

• Hohe Tonnageanforderungen
• Ausgesprochen: Rückfederung
• Risiko von Mikrorissen
• Enges Toleranzfenster für das Roboterschweißen

Implementierung einer hydraulischen CNC-Abkantpresse mit adaptiver Bombierung

Der Lieferant installierte eine 320-Tonnen-hydraulische CNC-Abkantpresse, ausgestattet mit:

• Adaptive Kronenbildung
• Echtzeit-Winkelsensoren
• Automatische Tonnageverteilungssteuerung
• Werkzeuge mit fortschrittlicher Beschichtung für Verschleißfestigkeit

Die Ingenieure verwendeten Offline-Simulationssoftware (z. B., Delem-Profil-T) um die optimale Biegefolge zu ermitteln und die Bauteilverformung zu minimieren.

Ergebnisse, die in der Produktion beobachtet wurden

• Die Ablehnungsquoten für Zahnspangen sanken um über 60%.
• Durch Werkzeuganpassungen wurden Spannungskonzentrationspunkte beseitigt.
• Die Schweißkonsistenz des Roboters wurde verbessert, wodurch Schweißporosität und Ausrichtungsfehler reduziert wurden.
• Durch den reduzierten Wechsel der Vorrichtungen konnten die Wartungskosten gesenkt werden.

Dieser Fall verdeutlicht, wie wichtig es ist, die Technologie der Abkantpresse an die jeweiligen Materialherausforderungen anzupassen, wenn sicherheitskritische Bauteile hergestellt werden.

Fallstudie 3: Halterungssysteme für die Klimaanlage von Pkw

Hintergrund: Komplexität der inneren Komponenten

Mit zunehmender Komplexität der Fahrzeuginnenräume – durch den Einbau mehrerer Bildschirme, Sensoren und Klimaanlagen – sind auch die Halterungen für die Klimaanlage immer komplexer geworden. Ein Tier-1-Zulieferer hatte bei der Herstellung einer mehrfach gebogenen Aluminium-Halterung für die Klimaanlage folgende Probleme:

• Uneinheitliche Winkel zwischen den Chargen
• Oberflächenkratzer durch Werkzeugreibung
• Einbauprobleme verursachen laute Luftströmung in der Klimaanlage
• Zeitaufwändige manuelle Ausrichtung

Einführung von Präzisions-Servobiegen und beschichteten Werkzeugen

Der Lieferant rüstete auf eine servo-elektrische Abkantpresse mit weich gerundeten Matrizen um, die sich für empfindliche Aluminiumbauteile eignen. Dadurch wurden Oberflächenbeschädigungen deutlich reduziert.

Zusätzlich:

• Um Mikrorutschungen zu vermeiden, wurde ein speziell angefertigter Werkzeugsatz entwickelt.
• Das CNC-System kalibrierte automatisch die Winkelkompensation für jede Biegung.
• Das Biegeprogramm wurde optimiert, um unnötige Wendevorgänge zu reduzieren.

Endergebnisse

• Die Oberflächenfehlerrate sank von 4,5% auf unter 0,5%.
• Die Arbeiter am Fließband berichteten von einer Reduzierung der Probleme mit der Ausrichtung der Klimaanlage um 301 TP3T.
• Geräusche und Vibrationen während des Gebläsebetriebs wurden messbar reduziert.
• Die Teilzykluszeit sank um 18%.

Dies verdeutlicht, wie Abkantpressen nicht nur zur strukturellen Leistungsfähigkeit, sondern auch zur Laufruhe und zum Kabinenkomfort beitragen.

Fallstudie 4: Herstellung eines Abgas-Hitzeschilds für ein Hybridfahrzeug

Hintergrund: Dünnes Material + Komplexe Geometrie

Ein in einem Hybridfahrzeug verwendeter Hitzeschild erforderte enge Faltungen entlang schmaler, aus 0,6 mm dickem Aluminium gefräster Kanäle. Die größten Herausforderungen:

• Material zu dünn für herkömmliche Werkzeuge
• Riss- und Verformungsgefahr
• Kanalbögen mit einem Winkel von mehr als 180°
• Produktionsvolumen über 1,2 Millionen Einheiten pro Jahr

Spezialwerkzeuge und Hochgeschwindigkeits-CNC-Biegen

Um die Verarbeitung von empfindlichem Aluminium zu ermöglichen, führte der Lieferant Folgendes ein:

• Urethan stirbt ab, um Markierungen zu verhindern.
• Präzisionsgeschliffene Stempel mit reibungsreduzierenden Beschichtungen
• Hochgeschwindigkeits-Biegeverfahren für dünnwandige Materialien
• Automatisierte Hinteranschlagpositionierung für schmale Kanäle

Das CNC-System korrigierte außerdem automatisch die Biegetiefe in Abhängigkeit von der Materialtemperatur und der Chargenvariabilität.

Ergebnisse und Auswirkungen

• Nach dem Wechsel der Werkzeugmaterialien wurden keine Risse beobachtet.
• Die Zykluszeiten sanken von 22 Sekunden auf 14 Sekunden pro Einheit.
• Materialabfall um 171 TP3T reduziert
• Die Roboter konnten Teile mit einer Positioniergenauigkeit von 99,2% aufnehmen und platzieren.

Abkantpressen erwiesen sich als unverzichtbar bei der Formgebung leichter thermischer Bauteile für Hybridsysteme.

Fallstudie 5: Große Unterbodenschutzplatten für Pick-ups

Hintergrund: Dickwandiger Stahl + Große Abmessungen

Pick-ups benötigen für den Einsatz im Gelände und bei hohen Zuladungen einen umfassenden Unterbodenschutz. Ein nordamerikanischer Lkw-Hersteller musste große Schutzplatten aus folgenden Materialien biegen:

• 3–5 mm dicker HSLA-Stahl
• Längen über 2400 mm
• Mehrere aufeinanderfolgende Kurven
• Ästhetische Anforderungen aufgrund der sichtbaren Installation

Lösung: 600-Tonnen-Abkantpresse mit robotergestützter Blechhandhabung

Aufgrund der Größe und des Gewichts der Platten war eine manuelle Bedienung nicht möglich. Der Lieferant hat daher Folgendes umgesetzt:

• Eine 600 Tonnen schwere hydraulische Abkantpresse
• Ein Dual-Roboter-Handhabungssystem
• Automatisches Bombieren für lange Teile
• Offline-Simulation zur Kollisionsvermeidung

Die Roboter synchronisierten sich mit der Bewegung des Stößels, um ein Durchhängen oder eine Fehlausrichtung zu verhindern.

Ergebnis

• Der Produktionsdurchsatz wurde um 551 TP3T erhöht.
• Die Verletzungen der Bediener sanken auf null.
• Die Biegegenauigkeit wurde auf ±0,3° verbessert.
• Bei der Endmontage des Fahrzeugs wurden die Karosserievibrationen reduziert und weniger Passprobleme festgestellt.

Dies zeigt, wie sehr Hochleistungsanwendungen im Automobilbereich auf leistungsfähige Abkantpressensysteme angewiesen sind.

Fazit: Strategische Erkenntnisse für Automobilhersteller

Die Automobilindustrie befindet sich inmitten eines Jahrhundertwandels, und die Abkantpressentechnologie entwickelt sich parallel dazu, um diese neue Ära der Mobilität zu unterstützen. Ob für die Herstellung von hochfesten Stahl-Crashstrukturen, leichten Aluminium-Batterieträgern für Elektrofahrzeuge, Chassisverstärkungen oder Halterungen für die Innenraumklimaanlage – Abkantpressen bleiben unverzichtbar für die Automobilproduktion. Ihre Bedeutung wird nicht abnehmen, sondern im Gegenteil zunehmen, da die Fertigung komplexer, digitaler und leistungsorientierter wird.

Abkantpressen als strategische Grundlage für modernes Fahrzeugdesign

Abkantpressen ermöglichen es Automobilherstellern, komplexe Konstruktionskonzepte in präzise, herstellbare Geometrien umzusetzen. Jede erfolgreiche Fahrzeugplattform – von traditionellen Benzinmodellen bis hin zu den neuesten Elektrofahrzeugarchitekturen – basiert maßgeblich auf Bauteilen, die durch kontrolliertes Biegen geformt werden. Ohne zuverlässige Biegesysteme hätten Automobilwerke Schwierigkeiten, die für Sicherheit, Aerodynamik, Crashsicherheit und NVH-Optimierung erforderliche Maßgenauigkeit zu erreichen.

Die Fahrzeuge von morgen werden voraussichtlich Hybridmaterialien, integrierte Batteriesysteme, modulare Karosserien und Leichtbauweisen integrieren. Abkantpressen spielen eine entscheidende Rolle bei der Formgebung der Metallteile, die diese Innovationen ermöglichen. Die zunehmende Verwendung fortschrittlicher Werkstoffe wie hochfester Edelstahl (UHSS), Aluminium und Verbundwerkstoffe unterstreicht die strategische Bedeutung der Biegegenauigkeit.

Automatisierung und Digitalisierung werden das nächste Jahrzehnt prägen.

Die Integration von Abkantpressen in hypervernetzte Fertigungssysteme ist nicht mehr optional. Fabriken wandeln sich hin zu:

• Vollautomatisierte Roboterbiegezellen
• IIoT-fähige vorausschauende Wartung
• Echtzeit-Prozessüberwachung
• KI-gestützte Biegeoptimierung
• CAM-zu-Biege-Digitalworkflows
• Predictive Analytics für Industrie 4.0

Diese Fähigkeiten erhöhen die Konsistenz, reduzieren den Ausschuss, verbessern die Zykluszeit und ermöglichen eine Produktion rund um die Uhr.

Da Elektrofahrzeugmodelle neue geometrische und strukturelle Anforderungen stellen, müssen Biegeprogramme häufiger optimiert werden. Künstliche Intelligenz wird eine größere Rolle bei der Vorhersage der Rückfederung, der Auswahl optimaler Biegesequenzen und der Sicherstellung des optimalen Betriebs der Maschine spielen.

Automobilzulieferer, die frühzeitig in automatisierungsfreundliche Abkantpressen investieren, werden einen bedeutenden Wettbewerbsvorteil in Bezug auf Kosteneffizienz, Produktqualität und Produktionsflexibilität erlangen.

Materialtrends werden die Anforderungen an Abkantpressen prägen

Ultrahochfeste Stähle, Aluminium und Magnesiumlegierungen werden auch künftige Fahrzeugarchitekturen dominieren. Diese Werkstoffe bieten zwar Vorteile hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, stellen aber erhebliche Herausforderungen beim Biegen dar:

• Stärkere Rückfederung
• Höheres Rissrisiko
• Engere Toleranzanforderungen
• Gestiegene Nachfrage nach beschichteten Werkzeugen
• Komplexere Biegesequenzen

Die Hersteller von Abkantpressen müssen weiterhin intelligentere Bombiersysteme, Echtzeit-Kraftüberwachung, adaptive Biegealgorithmen und spezialisierte Werkzeuglösungen entwickeln, die auf Werkstoffe in Automobilqualität zugeschnitten sind.

Zulieferer, die diese schwierigen Werkstoffe konstant verarbeiten können, werden von OEMs weltweit hoch geschätzt.

EV-Plattformen werden die Bedeutung des Präzisionsbiegens verstärken

Batterieträger, Wärmemanagementstrukturen und Batteriegehäuse zählen zu den anspruchsvollsten Biegeanwendungen im Automobilsektor. Da Fahrzeughersteller auf Folgendes umsteigen:

• Zell-zu-Verpackung-Designs
• Zell-Chassis-Architekturen
• Plattformen im Skateboard-Stil
• Integrierte Kühlkanäle

Die Nachfrage nach Präzisionsbiegetechnik wird sprunghaft ansteigen.

Bereits geringfügige Abweichungen bei Dichtungsflanschen, Befestigungslaschen oder Kanaltiefen können die Sicherheit der Batterie oder die Integrität des Akkupacks beeinträchtigen. Abkantpressen mit servoelektrischer Steuerung, Laserwinkelmessung, automatischer Kompensation und robotergestützter Handhabung werden für die Elektrofahrzeugfertigung der nächsten Generation unverzichtbar sein.

Ausgewogenheit zwischen Flexibilität und Durchsatz in der Automobilproduktion

Automobilfabriken müssen ein sensibles Gleichgewicht finden zwischen:

• Großserienproduktion
• Komponenten mit hohem Mischungsverhältnis
• Schnelle Modellaktualisierungen
• Enge Toleranzen

Abkantpressen ermöglichen dieses Gleichgewicht durch schnellen Werkzeugwechsel, adaptive Programmierung und flexible Produktionsmöglichkeiten. Tier-1- und Tier-2-Zulieferer legen zunehmend Wert auf Maschinen, die Folgendes leisten können:

• Teilefamilien schnell wechseln
• Anpassung an neue Materialspezifikationen
• Integration mit AS/RS- und Robotersystemen
• Universelle Biegeplattformen für verschiedene Programme bereitstellen

Flexibilität wird zu einem entscheidenden Unterscheidungsmerkmal in den globalen Lieferketten der Automobilindustrie werden.

Strategische Empfehlungen für Automobilhersteller

Um angesichts des rasanten Branchenwandels wettbewerbsfähig zu bleiben, sollten Automobilhersteller die folgenden strategischen Richtungen in Betracht ziehen:

Investieren Sie in automatisierungsfähige Abkantpressen

Selbst teilautomatisierte Lösungen reduzieren die Abhängigkeit von Arbeitskräften deutlich und verbessern die Qualität. Roboterzellen erhöhen zudem die Arbeitssicherheit und gewährleisten eine Produktion rund um die Uhr.

Einsatz von servo-elektrischen oder hybriden Biegetechnologien

Diese Systeme bieten höhere Präzision, bessere Energieeffizienz und verbesserte Nachhaltigkeit – was insbesondere für Anwendungen mit Aluminium in Elektrofahrzeugen von großem Wert ist.

Standardisierung digitaler Arbeitsabläufe von CAD bis zum Biegen

Die in CAM integrierte Biegesimulation reduziert die Rüstzeiten, eliminiert Fehler und beschleunigt die Prototypenerstellung.

Werkzeugoptimierung und Qualitätsüberwachung priorisieren

Hochfeste Stähle erfordern erstklassige Werkzeuge, um Winkelgenauigkeit zu gewährleisten und vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden. RFID-Werkzeugverfolgung und vorausschauende Wartung erhöhen die Zuverlässigkeit.

Bereiten Sie sich auf die Anforderungen beim Biegen mehrerer Materialien vor.

Zukünftige Fahrzeuge benötigen flexible Biegesysteme, die in der Lage sind, unterschiedliche Materialien auf derselben Produktionslinie mit minimalem Umrüstaufwand zu verarbeiten.

Schlussbetrachtung: Die sich wandelnde Rolle von Abkantpressen in der Automobilfertigung

Das Fahrzeug der Zukunft – leicht, elektrifiziert, autonom und modular – wird auf Metallbauteile angewiesen sein, die mit höherer Präzision als je zuvor in der Geschichte des Automobils gefertigt werden. Abkantpressen, einst als traditionelle Fertigungsanlagen betrachtet, entwickeln sich nun zu intelligenten, hochautomatisierten und digital gesteuerten Umformzentren.

Ihre Rolle reicht weit über das bloße Biegen von Stahl hinaus. Sie prägen die strukturelle Integrität. Sie gewährleisten die Sicherheit der Fahrzeuginsassen. Sie ermöglichen die Architekturen von Elektro- und autonomen Fahrzeugen. Sie bilden das tragende Gerüst, das die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit der Fahrzeuge bestimmt.

Da sich die Automobiltechnologie weiterhin rasant weiterentwickelt, bleiben Abkantpressen unverzichtbare Werkzeuge, die Innovationen vorantreiben, Qualität sichern und den Herstellern helfen, auf einem zunehmend anspruchsvollen globalen Markt wettbewerbsfähig zu bleiben.

Häufig gestellte Fragen

Referenzliste:

1. https://www.worldautosteel.org/ ↩︎
2. https://www.iatfglobaloversight.org/ ↩︎
3. https://www.euroncap.com/ ↩︎
4. https://www.energy.gov/eere/vehicles/articles ↩︎
5. https://www.aiag.org/ ↩︎
6. https://www.nhtsa.gov/ ↩︎
7. https://www.mckinsey.com/capabilities/operations/our-insights/industry-4-0 ↩︎
8. https://www.worldautosteel.org/ ↩︎
9. https://www.osha.gov/machine-guarding ↩︎
10. https://www.mckinsey.com ↩︎