Verfahren zur Verstärkung von Blechen erhöhen die strukturelle Steifigkeit dünner Bleche, ohne deren Dicke zu vergrößern. Zu den Techniken gehören die Veränderung der Geometrie des Bauteils durch Bördeln, Umbördeln und Pressen von Versteifungsrippen sowie die Integration externer Verstärkungen wie geschweißter Verstärkungsbleche und U-Profile.
Die Erhöhung der Blechdicke ist zwar der einfachste Weg, um die Durchbiegung der Bleche zu verringern, aber selten die sinnvollste Lösung. Der Einsatz dickerer Bleche erhöht gleichzeitig das Eigengewicht, treibt die Materialkosten in die Höhe und erfordert eine enorme Presskraft.
Eine optimierte Blechkonstruktion sorgt für Steifigkeit genau dort, wo die Belastung auftritt. Dieser Leitfaden vergleicht elf praktische Methoden zur Geometrie- und Strukturverstärkung und erläutert deren optimale Einsatzbereiche, fertigungstechnische Grenzen sowie die Auswirkungen auf die Produktionskosten.
Die Verstärkung an die Versagensart anpassen
Bevor Sie sich für eine Methode entscheiden, müssen Sie das strukturelle Problem identifizieren. Wenn sich ein Blechteil verbiegt oder versagt, greifen Ingenieure in der Regel auf drei Ansätze zurück:
- Geometrie ändern
- Eine separate Stütze hinzufügen
- Erhöhen Sie die Stärke oder wählen Sie ein anderes Material aus
Die Erhöhung der Dicke oder der Wechsel des Materials stellt eine konstruktive Alternative dar, nicht jedoch eine Technik zur strukturellen Verstärkung. Dieser Leitfaden konzentriert sich ausschließlich auf die Änderung der Geometrie und das Hinzufügen von Stützen.
Festigkeit, Steifigkeit und Knicken
Unterschiedliche Ausfälle erfordern unterschiedliche Verstärkungsmaßnahmen:
- Steifigkeit: Wie stark sich das Bauteil unter Belastung verbiegt (z. B. wenn sich eine Gehäusetür beim Drücken durchbiegt).
- Stärke: Wenn eine bleibende Verformung oder ein Versagen einsetzt (z. B. ein abgerissener Gewindegang in einer Befestigungsbohrung).
- Knick: Plötzliche Instabilität in einem dünnen oder schlanken Querschnitt (z. B. wenn sich eine lange Halterung unter Druck verbiegt).
- Müdigkeit: Schäden, die im Laufe der Zeit durch wiederholte Belastungszyklen entstehen (z. B. ein Scharnier, das nach Tausenden von Einsätzen reißt).
Lastpfade und Versagensbereiche
Beobachten Sie, wie sich die Kräfte durch das Bauteil ausbreiten. Verstärkungsstrukturen müssen den Lastpfad abstützen und Bereiche schützen, die anfällig für Verformungen sind. Überprüfen Sie bei der Konstruktion insbesondere folgende Bereiche:
- Große Flachbildschirme
- Lange, nicht abgestützte Kanten
- Kurven und Kurvenübergänge
- Scharniere und Griffe
- Befestigungslöcher
- Motoren und schwere Innenteile
- Geschweißte Verbindungen
Schnelle Methodenauswahl
| Teilproblem | Empfohlene Methoden | Relative Kosten |
|---|---|---|
| Flexible Kante | Flansch, Saum oder Drahtkante | Niedrig |
| Schwach verschraubtes Loch | Flanschbohrung oder Strangpressbohrung | Niedrig |
| Paneel mit Wölbung | Rippen, Perlen oder Querverstrebungen | Gering bis mittel |
| Großes Rüttelelement | Wellbleche oder geprägte U-Profile | Mittel |
| Schwache Ecke | Zwickel | Gering bis mittel |
| Konzentrierte Befestigungslast | Verstärkungsplatte | Mittel |
| Lange, nicht abgestützte Spannweite | Strukturprofil hinzugefügt | Mittel bis hoch |
Kanten und Befestigungslöcher verstärken
Unverstärkte Kanten verbiegen sich unter Belastung leicht, und bei dünnen Blechstärken ist es schwierig, Gewindebefestigungen zu halten. Die folgenden Methoden befassen sich mit der Kantenfestigkeit, der Handhabungssicherheit und der lokalen Verbindungsfestigkeit.
Merkmale der gefalteten Kante
1. Randflansche und Rücklaufbögen
Durch das Anbringen eines vertikalen Flansches oder eines Rücklaufbogens entlang einer Kante wird die Querschnittstiefe vergrößert, was die Durchbiegung der Kante direkt verringert. Diese Methode eignet sich gut für Abdeckungen, Wannen, Halterungen und Chassiskanten.
- DFM-Schwerpunkt: Die Mindestflanschhöhe einhalten—in der Regel das 3- bis 4-fache der Materialdicke. Ist sie zu kurz, kann die Unterform der Abkantpresse das Blech nicht sicher greifen. Berücksichtigen Sie den Biegeradius und den Zugang für die Werkzeuge und stellen Sie sicher, dass die Bohrungen weit genug von der Biegelinie entfernt sind, um Verformungen zu vermeiden.
- Auswirkungen auf die Kosten: Keine Werkzeugkosten, niedrige Stückkosten. In der Regel ist dafür lediglich ein zusätzlicher Abkantvorgang mit Standard-V-Matrizen erforderlich.
2. Säume und Locken
Das Umbiegen der Metallkante auf sich selbst erhöht die Steifigkeit und beseitigt gleichzeitig scharfe Grate. Diese Methode wird in der Regel bei Türverkleidungen angewendet, deckt, sowie Bedienerschnittstellen, an denen es häufig zu Berührungen durch Menschen kommt.
- DFM-Schwerpunkt: Wählen Sie zwischen einem offenen, geschlossenen oder tropfenförmigen Saum. Seien Sie bei geschlossenen Säumen (vollständig abgeflacht) vorsichtig – deren Formung bei Materialien mit einer Dicke von mehr als 2 mm oder bei härteren Legierungen führt häufig zu Oberflächenrissen entlang der Biegung.
- Fallstrick bei der Produktion: Seien Sie im Freien vorsichtig mit offenen Säumen. Sie bilden Spalten, in denen sich Vorbehandlungsflüssigkeiten ansammeln. Werden diese Flüssigkeiten nicht ordnungsgemäß ausgebrannt, verdampfen sie während der Pulverbeschichtung, wodurch die Oberfläche beschädigt wird und es zu vorzeitigem Rostbefall kommt.
- Auswirkungen auf die Kosten: Durchschnittliche Stückkosten. Erfordert zwei Abkanthübe (eine spitze Biegung, gefolgt von einer Abflachung).
Merkmale der gerollten Kante
3. Verdrahtete Kanten
Bei diesem Verfahren wird die Kante des Blechs um einen massiven Draht oder eine Metallstange gewalzt, um einen äußerst steifen zylindrischen Querschnitt zu bilden. Es eignet sich gut für Rohrleitungen, hochbelastbare Wannen und runde Behälter. Es handelt sich um ein Spezialverfahren, das für Präzisionselektronikgehäuse nicht die erste Wahl darstellt.
- DFM-Schwerpunkt: Berechnen Sie den korrekten Walzzuschlag anhand des Drahtdurchmessers. Prüfen Sie die Verfügbarkeit der Werkzeuge bei Ihrem Hersteller, da nicht alle Betriebe über die entsprechenden Biegematrizen verfügen.
- Auswirkungen auf die Kosten: Geringe Werkzeugkosten, aber mittlere bis hohe Stückkosten aufgrund der manuellen Handhabung und des Einführens von Drähten, die bei der Montage erforderlich sind.
Geformte Löcher
4. Flansch- und Strangpressbohrungen
Flanschbohrungen verbessern die lokale Steifigkeit im Bereich einer Aussparung. Extrudierte Bohrungen ziehen das Metall nach oben und bilden so einen Kragen, der die wirksame Eingriffslänge für Gewindebohrungen in dünnen Werkstoffen erhöht. Sie eignen sich für Gewindebohrungen, Passstifte und Befestigungsbereiche.
Anmerkung des Ingenieurs: Bei einer einfachen Stanzbohrung wird Material entfernt, wodurch der Bereich geschwächt wird. Die strukturelle Verstärkung einer extrudierten Bohrung ergibt sich aus dem umgebenden, kaltverfestigten, geformten Kragen. Bei Blechen mit einer Dicke von weniger als 1,5 mm verwandelt dies eine schwache Verbindung mit einem Gewindegang in eine sichere Verbindung mit drei bis vier Gewindegängen.
- DFM-Schwerpunkt: Die wichtigsten Einschränkungen sind die Formhöhe und die Materialausdünnung. Wird die Extrusion zu tief eingedrückt, kommt es zu Rissen an den Kanten. Überprüfen Sie den Abstand zwischen Bohrung und Kante und stellen Sie sicher, dass die Formrichtung (nach oben oder unten) in der Zeichnung eindeutig gekennzeichnet ist, um Kollisionen mit innenliegenden Passkomponenten zu vermeiden.
- Auswirkungen auf die Kosten: Maßvolle Werkzeugkosten, extrem niedrige Stückkosten. Falls ein maßgefertigter Stempel benötigt wird, fällt eine Vorabgebühr an. Sobald das Werkzeug jedoch in der CNC-Stanzpresse eingerichtet ist, liegen die Formkosten pro Loch bei nahezu null.
Verhindern von Durchbiegungen und Welligkeit bei großen Platten
Große, flache Blechplatten – wie beispielsweise Seitenwände von Gehäusen und Maschinenabdeckungen – sind von Natur aus anfällig für senkrecht einwirkende Kräfte. Sie verbiegen sich leicht unter Druck und neigen häufig zum “Oil-Canning” (ein knackendes Geräusch, wenn sich das Metall hin und her biegt). Die Lösung besteht darin, die Geometrie der ebenen Oberfläche zu unterbrechen.
Lineare Versteifungsmerkmale
5. Rippen und Perlen
Rippen und Sicken sind lineare, in das Blech eingeprägte Erhebungen, die die Querschnittstiefe an bestimmten Stellen vergrößern. Dadurch wird die Durchbiegung der Bleche direkt verringert, ohne das Gewicht zu erhöhen. Sie eignen sich gut für Gerätegehäuse, Grundplatten und große Automobilbleche.
- Technische Anmerkung: Die Ausrichtung bestimmt die Leistungsfähigkeit. Ein parallel zur Biegeachse verlaufender Steg bietet so gut wie keine Verstärkung. Die Verstärungsrippen müssen senkrecht zum erwarteten Lastverlauf angeordnet werden. um einer Verformung wirksam standzuhalten.
- DFM-Schwerpunkt: Die Rippentiefe sollte auf maximal das 2- bis 3-fache der Materialdicke um ein Einreißen des Metalls zu verhindern. Halten Sie an den Enden der Rippen großzügige Radien ein, um Spannungskonzentrationen und Werkzeugspuren zu vermeiden.
- Auswirkungen auf die Kosten: Hohe Werkzeugkosten, niedrige Stückkosten. Erfordert maßgeschneiderte Stanzwerkzeuge, was das Verfahren für die Serienfertigung äußerst kostengünstig macht, bei Prototypen in kleinen Stückzahlen jedoch Einschränkungen mit sich bringt.
Lokale Formmerkmale
6. Prägungen und Vertiefungen
Prägungen sind erhabene geometrische Erhebungen, die zur Befestigung von Oberflächen dienen, während Vertiefungen eine konische oder gekrümmte Vertiefung um ein Loch herum bilden. Bei beiden Verfahren wird durch lokale Dehnung eine steife Zone erzeugt. Sie eignen sich zur Befestigung von Scharnieren, Rollen, schweren Befestigungselementen und Motorhalterungen.
- Technische Anmerkung: Verwechseln Sie eine strukturelle Vertiefung nicht mit einer maschinell gefrästen Senkung. Zwar ermöglichen beide, dass eine Schraube bündig sitzt, doch eine geformte Vertiefung nutzt die geometrische Tiefe und lokale Arbeitsverfestigung um den Befestigungspunkt gegenüber Auszugskräften deutlich zu versteifen.
- DFM-Schwerpunkt: Gestalte die Ecken der quadratischen Prägungen mit einem Radius von mindestens dem 1- bis 2-fachen der Materialdicke. Scharfe Kanten können während des Presshubs reißen. Achten Sie darauf, dass rund um das Bauteil genügend Freiraum für Schraubenköpfe und Montagewerkzeuge verbleibt.
Funktionen des Großbildschirms
7. Querbremsung
Beim Kreuzverzug werden zwei diagonale Biegungen (in X-Form) quer über eine große rechteckige Platte angebracht. Dadurch entsteht eine leichte, kontrollierte Spannung in der Platte, wodurch die Oberfläche versteift und Vibrationen sowie Welligkeit vermieden werden. Dies ist gängige Praxis bei HLK-Kanälen, Verkleidungen für verdeckte Geräte und Platten, bei denen keine perfekte optische Ebenheit erforderlich ist.
- DFM-Schwerpunkt: Die Biegung sollte sehr flach sein—in der Regel gerade so viel, dass die Mitte der Platte um einige Millimeter ausgelenkt wird.
- Fallstrick bei der Produktion: Durch das Querbiegen werden die Außenkanten der Platte leicht verformt. Wenn die Platte mit einer Dichtung flach an einem starren Rahmen anliegen soll, achten Sie darauf, dass die Befestigungslöcher und die Außenkanten einen ausreichenden Abstand zu den Biegelinien haben.
- Auswirkungen auf die Kosten: Keine Werkzeugkosten, niedrige Stückkosten. Dazu sind lediglich zwei kurze Biegevorgänge auf einer handelsüblichen Abkantpresse erforderlich.
8. Wellprofile und geprägte U-Profile
Wellungen bilden ein durchgehendes, wellenförmiges Profil, während geprägte Rillen tiefere, breitere integrierte Rillen erzeugen. Sie bieten eine weitaus steifere Richtungsverstärkung als Querrippen und eignen sich gut für Maschinenschutzvorrichtungen, Bodenplatten und Gehäuse für die Schwerindustrie.
- DFM-Schwerpunkt: Berechnen Sie die erforderliche Presskraft – das Stanzen großer U-Profile erfordert enorme Kräfte. Achten Sie auf interne Interferenzen: Eine nach innen geprägte, 15 mm tiefe Nut verringert Ihren Einbauraum um genau 15 mm.
- Auswirkungen auf die Kosten: Hohe Werkzeugkosten. Erfordert in der Regel spezielle Stanzwerkzeuge oder eine Profilierlinie. Eignet sich am besten für die wiederholbare Großserienfertigung.
Stützecken, Befestigungspunkte und große Spannweiten
Wenn die Grenzen der integralen Formgebung erreicht sind oder wenn stark lokal begrenzte, extreme Belastungen auftreten, müssen Sie der Baugruppe separate strukturelle Stützen hinzufügen.
Eckstütze
9. Zwickel
Verstärkungskeile sind dreieckige Stützen, die 90-Grad-Verbindungen verstärken, um zu verhindern, dass sich der Winkel unter Belastung öffnet oder schließt. Sie eignen sich für hochbelastbare Rahmen, Fahrgestellunterbauten und große Auslegerhalterungen.
- DFM-Schwerpunkt: Zwischenstücke können gebildet (direkt in die Biegung eingeprägt) oder angebracht (eine separat angeschweißte Platte). Geformte Verstärkungsstücke eignen sich am besten für Material mit einer Dicke von unter 3 mm in Serienfertigung. Separat verschweißte Verstärkungswinkel halten wesentlich höheren Belastungen stand, erfordern jedoch eine manuelle Ausrichtung.
- Fallstrick bei der Produktion: Wenn Sie geschweißte Verstärkungsbleche im Außenbereich verwenden, verschweißen Sie die Nähte vollständig. Bei Punktverschweißungen bleiben winzige Lücken zurück, in denen sich Feuchtigkeit ansammelt und die Rostbildung beschleunigt.
Punktlastverstärkung
10. Lokale Verstärkungsplatten
Diese auch als Verstärkungsplatten bezeichneten Bauteile sind separate Metallteile, die hinter einem Bereich mit hoher Belastung (wie beispielsweise einem schweren Türscharnier oder einer Motorhalterung) angeschweißt oder vernietet werden. Sie verteilen konzentrierte Punktbelastungen auf eine wesentlich größere Fläche der dünnen Hauptblechplatte.
- DFM-Schwerpunkt: Vermeiden Sie die Verwendung von übermäßig dicken Verstärkungsplatten oder deren Gestaltung mit abrupten, rechtwinkligen Kanten. Eine starre, quadratische Platte, die an eine dünne Blechplatte geschweißt ist, verlagert lediglich die Spannungskonzentration auf die Schweißnaht., was zu Ermüdungsrissen führt. Die Ecken der Verstärkungsplatte sollten abgeschrägt oder abgerundet werden, um einen sanfteren Spannungsübergang zu gewährleisten.
- Auswirkungen auf die Kosten: Keine Werkzeugkosten, mittlere Stückkosten. Ideal für Kleinserien oder Prototypen, bei denen die Anfertigung einer speziellen Prägeform wirtschaftlich nicht rentabel ist.
Stütze für große Spannweiten
11. Strukturprofile hinzugefügt
Bei langen, nicht abgestützten Spannweiten – wie beispielsweise bei massiven Gerätetüren oder schweren Transportfahrgestellen – befestigen die Hersteller Tragprofile (Winkelstahl, U-Profile, H-Profile oder Vierkantrohre) direkt an der Rückseite des Blechs.
- DFM-Schwerpunkt: Im Gegensatz zu gestanzten Kanälen (Methode 8) handelt es sich hierbei um separate, dickere Bauteile. Achten Sie besonders auf den Fügeprozess. Eine übermäßige Wärmezufuhr durch kontinuierliches Schweißen führt zu starke Verformungen und Verwerfungen der Platten. Um dies zu verhindern, verwenden die Hersteller anstelle von durchgehenden Nähten Stichschweißnähte (Sprungschweißnähte) oder greifen auf Konstruktionsklebstoffe zurück.
Beim Einbau von Konstruktionsprofilen bestimmt die Verbindungsart sowohl die Festigkeit als auch das optische Erscheinungsbild. Nutzen Sie diesen kurzen Vergleich:
| Verbindungsmethode | Hauptvorteil | Hauptbeschränkung |
|---|---|---|
| Punktschweißen | Schnell für die Serienfertigung | Wärmezufuhr und sichtbare Spuren |
| MIG- oder WIG-Schweißen | Stabil und flexibel | Verzerrung und Nachbearbeitung |
| Nieten | Keine Schweißwärme | Bohrungen und Montagezugänge |
| Verschraubung | Abnehmbar | Mögliche Lockerung |
| Konstruktionsklebstoff | Gleichmäßige Lastverteilung | Vorbereitung und Aushärtung |
Bei Großserien, bei denen das äußere Erscheinungsbild eine untergeordnete Rolle spielt, ist das Punktschweißen in der Regel die kostengünstigste Lösung. Bei Gehäusen in Kleinserien, die makellose Außenflächen erfordern, setzen sich Strukturklebstoffe zunehmend als Industriestandard durch.
Erweiterte Option: Sandwichplatten
Wenn Sie extreme Steifigkeit bei minimalem Gewicht benötigen, sollten Sie Sandwichplatten in Betracht ziehen. Auf einen Wabenkern aus Aluminium oder Polymer aufgeklebte Metallhäute sorgen für ein hohes Steifigkeits-Gewichts-Verhältnis. Sie eignen sich für die Luft- und Raumfahrt, den Schienenverkehr und den Spezialtransport. Zwar bieten sie eine hervorragende strukturelle Leistungsfähigkeit, erfordern jedoch komplexe Klebe- und Kantenverschlussverfahren sowie spezielle Prüfungen, wodurch sie über die Standardverfahren der Blechbearbeitung hinausgehen.
Überprüfen Sie vor der Produktion die DFM, die Kosten und die Leistung
Die Auswahl einer Verstärkungsmethode ist nur die halbe Miete. Sie müssen sicherstellen, dass das Design herstellbar ist, Ihrem Budget entspricht und sich nahtlos in die Endmontage einfügt.
Umform- und Werkstoffgrenzen
Für hochfesten Stahl (HSS), Edelstahl 304 und Aluminium 5052 können nicht dieselben Umformregeln angewendet werden. Beim Hinzufügen von Umformmerkmalen wie Rippen, Falzen oder Flanschen sollte das Materialverhalten sorgfältig geprüft werden:
- Rückfederung: Härtere Werkstoffe neigen dazu, nach dem Biegen wieder ihre ursprüngliche flache Form anzunehmen. Der Rückfederungseffekt lässt sich durch ein übermäßiges Biegen im Abkantwerkzeug ausgleichen –Lockern Sie nicht einfach die Maßtoleranzen in der Zeichnung.
- Work Hardening: Edelstahl härtet sich beim Umformen schnell aus. Tiefe Extrusionen oder scharfe Prägungen können zu Rissen im Material führen.
- Richtung des Korns: Schwere Biegungen und Sicken sollten stets senkrecht zur Faserrichtung des Materials ausgerichtet werden, um ein Reißen zu verhindern, insbesondere bei der Bearbeitung von hartgelassenem Aluminium (wie 5052-H32) oder Edelstahl.
- Pressenkapazität: Große geprägte Rillen und Wellungen erfordern eine erhebliche Presskraft. Prüfen Sie, ob Ihr Hersteller über die erforderlichen Anlagen verfügt, um die Platte bearbeiten zu können.
Verbinden, Endbearbeitung und Montage
Eine strukturelle Verstärkung ist nutzlos, wenn sie später zu einem Montagefehler führt. Überprüfen Sie den verstärkten Bereich auf folgende häufige Produktionsprobleme:
- Abstand zwischen den internen Bauteilen: Eine geschweißte Versteifung oder eine tiefgeprägte Rippe kann plötzlich den Verlegungsweg eines Kabels, den Luftstrom eines Lüfters oder den Schwenkradius eines internen Bauteils blockieren.
- Zugang zu Befestigungselementen und Werkzeugen: Wenn Sie eine massive Eckverstärkung anbringen, stellen Sie sicher, dass ein Monteur in dieser Ecke noch Platz für einen Steckschlüssel oder eine Nietpistole hat.
- Entwässerung und Korrosion: Nicht verschweißte Nähte hinter Verstärkungsplatten oder offene Säume am unteren Rand einer Platte führen dazu, dass sich Wasser ansammelt. Bei Bauteilen für den Außenbereich sollten Entwässerungslöcher vorgesehen und vollständig abgedichtete Schweißnähte vorgeschrieben werden, um Spaltkorrosion zu verhindern.
- Schweißverformung: Beim Schweißen von dicken Strukturprofilen an dünne Bleche entsteht eine enorme lokale Wärmeentwicklung, die zur Verformung der Sichtfläche führt.
Kosten- und Designvalidierung
Ihre Produktionsmenge sollte ausschlaggebend für Ihre Verstärkungsstrategie sein. Vermeiden Sie es, Konstruktionsmerkmale zu entwerfen, die Sonderwerkzeuge erfordern, wenn Sie lediglich einen Prototypen bauen.
| Produktionsphase | Praktische Möglichkeiten |
|---|---|
| Prototyp (1–10 Stück) | Flansche, Verstärkungsbleche, verschraubte Profile und separate Bewehrungsbleche. (Keine Sonderwerkzeuge). |
| Geringe Stückzahlen (10–500 Stück) | Geschweißte U-Profile, Querverstrebungen und einfache Formteile unter Verwendung von Standard-Stanzwerkzeugen. |
| Große Stückzahlen (500+ Stück) | Geprägte Rippen, große Prägungen und extrudierte Löcher. (Die Werkzeugkosten lassen sich problemlos amortisieren.). |
Legen Sie vor dem Schneiden von Metall fest, wie Sie die Verstärkung überprüfen wollen. Verlangen Sie nicht einfach nur “stärker”. Geben Sie in Ihrer Zeichnung messbare Abnahmekriterien an, wie zum Beispiel:
- Maximal zulässige Durchbiegung unter einer bestimmten Belastung (z. B. < 2 mm Durchbiegung bei 50 kg).
- Ausreißfestigkeit von Befestigungselementen in Strangpressbohrungen.
- Erforderliche Ermüdungszyklen für bewegliche Teile wie Scharnierhalterungen.
- Kosmetische Einschränkungen: Zulässige Schweißspuren, Wärmeverfärbungen oder geringfügige Einprägungen durch Werkzeuge auf der nicht funktionalen Seite.
Bei teuren Werkzeugen mit hohen Stückzahlen sollten Sie zunächst eine statische FEA-Simulation (Finite-Elemente-Analyse) durchführen. Bei Standardgehäusen sind der Bau physischer Prototypen und statische Belastungsprüfungen nach wie vor die praktischsten Validierungsmethoden.
Beispiel für einen Shop: Ein Kunde entwarf eine 1,2 mm dicke Stahlgehäusetür, die sich im Bereich des Türgriffs stark verbog. Die Umstellung auf 2,0 mm dickes Blech beseitigte zwar die Durchbiegung, verdoppelte jedoch das Gewicht der Tür, was teurere Scharniere erforderte. Das Stanzen von Verstärkungsrippen bot das beste Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit, doch die Anschaffung eines maßgefertigten Stanzwerkzeugs war bei einer Stückzahl von 100 Stück wirtschaftlich nicht rentabel.
Die endgültige Lösung: Wir haben an der Rückseite der Tür mit Konstruktionskleber einen einfachen, abgewinkelten H-Profil-Querschnitt angebracht. Dieser sorgte für genau die erforderliche Steifigkeit, erforderte keinerlei Sonderwerkzeuge und hinterließ keine Schweißspuren auf der optischen Außenseite.
Schlussfolgerung
Bei einer guten Blechkonstruktion wird die Steifigkeit genau dort eingesetzt, wo sie benötigt wird, ohne die Materialdicke blindlings zu erhöhen. Verfahren wie Bördeln, Falzen, Querbiegung und das Prägen von Versteifungsrippen basieren auf einer durchdachten Geometrie, um die Steifigkeit drastisch zu erhöhen. Bei schweren, konzentrierten Belastungen ist das Hinzufügen separater Verstärkungen wie Verstärkungsbleche, Verstärkungsplatten und Strukturprofile der Standardansatz.
Die beste Verstärkungsmethode für Ihr Bauteil ergibt sich stets aus einem ausgewogenen Verhältnis zwischen der erforderlichen Tragfähigkeit, den spezifischen Materialgrenzen, der zulässigen Schweißverformung und Ihrem erwarteten Produktionsvolumen.
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Hey, ich bin Kevin Lee
In den letzten 10 Jahren bin ich in verschiedene Formen der Blechbearbeitung eingetaucht und teile hier coole Erkenntnisse aus meinen Erfahrungen in verschiedenen Werkstätten.
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Kevin Lee
Ich verfüge über mehr als zehn Jahre Berufserfahrung in der Blechverarbeitung und bin auf Laserschneiden, Biegen, Schweißen und Oberflächenbehandlungstechniken spezialisiert. Als Technischer Direktor bei Shengen bin ich bestrebt, komplexe Fertigungsherausforderungen zu lösen und Innovation und Qualität in jedem Projekt voranzutreiben.
