Das Biegen oder Walzen bzw. Rollbiegen von Alu-Rohren (auch Röhren genannt) und Aluminiumprofilen erfolgt durch Kaltumformung bzw. durch Kaltbiegen.
Diese Biegetechniken für Aluminiumrohre und -profile unterscheiden sich erheblich voneinander.
Biegen von Aluminium-Rohren und -Profilen mit Kaltumformung
Durch Kaltumformung in einer Rohrbiegemaschine gebogene Alu-Rundrohre.
Das Biegen eines Aluminiumrohrs oder -profils erfolgt durch Kaltumformung. Diese Biegetechnik wird auch Kaltbiegen genannt, weil sie bei Raumtemperatur und ohne vorherige Vorbereitung des Materials durchgeführt wird.
Das Rohr wird gebogen, indem es in spezielle Rohrbiegemaschinen oder Kalander eingelegt wird.
Das Biegen von Aluminiumrohren und -profilen durch Kaltumformung wird hauptsächlich mit CNC-Rohrbiegemaschinen durchgeführt.
Diese Maschinen garantieren höchste Biege-Präzision und mehr Effizienz im Produktionsprozess.
Kalandrieren von Aluminiumprofilen
Die andere Technik zum Biegen von Aluminiumprofilen, die ebenfalls durch Kaltverformung erreicht wird, ist das Rohrwalzen bzw. Rollbiegen.
Dadurch lassen sich deutlich größere Biegeradien erzielen als beim herkömmlichen Biegen. Das Kalandrieren von Aluminiumtuben und -profilen bietet noch weitere Vorteile:
- mehr als ein Biegeradius kann an einem einzigen Rohrabschnitt erzielt werden
- es ist möglich Profile mit unterschiedlichen Radien zu erhalten
Industrielle Anwendungen von gebogenen Alurohren
Alurohre gehören neben Stahl- und Edelstahlrohren zu den am weitesten verbreiteten Legierungen in der Welt der Kaltumformung und finden in der Industrie vielfältige Verwendung. Die wichtigsten Eigenschaften, warum gebogene Alurohre und Aluprofile bevorzugt werden, sind:
- Sanftheit
- Leichtigkeit
- Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation
- Ästhetisches Erscheinungsbild
Ein wichtiges Merkmal des Aluminiumrohrs ist seine Fähigkeit Wärme abzuleiten, die sogar höher ist als die bei Kupferrohren.
Aufgrund der sehr hohen Temperaturverträglichkeit werden Aluminiumprofile häufig für den Bau von LED-Beleuchtungssystemen verwendet.
Durch ihre positiven Eigenschaften werden Aluminiumrohre auch für die Konstruktion von Produkten verwendet, bei welchen beispielsweise geringes Gewicht und Ästhetik besonders wichtig sind:
Bevor eine bestimmte Biegetechnik zur Herstellung eines der oben genannten Produkte angewandt wird, ist es immer notwendig eine Analyse durchzuführen, um die Machbarkeit der Rohrbiegung zu bestimmen.
Produkte aus gebogenen Aluminiumrohren und -profilen werden in vielen Industriezweigen verwendet, unter anderem:
- Verkehrswesen
- Bauwesen
- Konstruktion von Maschinen
- Möbel
- Automobilbranche
- Schiffbauindustrie
Eigenschaften von Alu-Rohren und -Profilen
Aluminium ist ein duktiles, silberfarbenes Metall, das hauptsächlich aus Bauxit-Erzen gewonnen wird.
Die silberne Farbe des Aluminiumrohrs ist auf das Oxid zurückzuführen, das sich an der Oberfläche bildet, wenn es mit Luft in Verbindung kommt. Dadurch wird verhindert, dass der Sauerstoff mit dem darunter liegenden Aluminium in Berührung kommt. Dies schützt es ausgezeichnet gegen Korrosion.
Das Aluminium, welches zur Herstellung von Rohren und Profilen verwendet wird, die anschließend gebogen oder kalandriert werden, wird als Metalllegierung bezeichnet, da es aus einer Verschmelzung verschiedener Metalle mit unterschiedlichen Anteilen gewonnen wird:
- Aluminium
- Kupfer
- Zink
- Mangan
- Silizium
- Magnesium
Die tatsächliche Schmelztemperatur von Aluminium hängt von der jeweiligen Zusammensetzung der Legierung ab, aus der das Aluminiumrohr hergestellt wurde. Der Schmelzpunkt von reinem Aluminium liegt bei 660 °Celsius. Die Alu-Legierungen bestimmen unter anderem folgende Merkmale:
- mechanischer Widerstand
- Duktilität
- Korrosionsbeständigkeit
Wie wir später sehen werden, ist die Legierung des Aluminiumprofils kein nebensächlicher Aspekt: Die Wahl der Alu-Legierung beeinflusst tatsächlich die Verarbeitbarkeit und trägt dazu bei, den Verwendungszweck und das Einsatzgebiet des gebogenen Aluminiumrohrs oder -profils zu bestimmen.
Wenn zum Beispiel der Alligator einer Aluminiumlegierung Kupfer ist, hat das Alu-Profil eine gute mechanische Festigkeit und Schweißbarkeit, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit als Aluminiumlegierungen, bei denen die Alligatoren Magnesium oder Silizium sind.
Es ist möglich, Rundrohre, aber auch Rechteckrohre und Aluminiumprofile zu biegen. Die Wahl der Rohrform – gebogen, rund, quadratisch oder rechteckig – hängt oft von ästhetischen oder gestalterischen Hintergründen ab.
Eigenschaften von gebogenen Alu-Rohren und -Profilen
Für die Wahl eines Aluminiumrohrs oder eines gebogenen Alu-Profils anstelle einer anderen Metalllegierung, z. B. eines Stahlrohres, können viele Merkmale ausschlaggebend sein:
- Dehnung
- Streckgrenze
- Zugfestigkeit
- Härte
- Hartnäckigkeit
- Duktilität
- Härtbarkeit
- Ästhetik
- Gewicht
Stahl- und gebogene Edelstahlrohre werden hauptsächlich für die Konstruktion von Produkten und Maschinen verwendet, bei denen eine hohe Bruch- und Belastungsfestigkeit erforderlich ist, wie z. B. bei Landmaschinen.
Gebogene Aluminiumprofile und -rohre werden dort eingesetzt, wo Leichtigkeit und Ästhetik wichtig sind, wie z. B. bei Fahrradrahmen.
Alu Rohre biegen und bearbeiten
Die Bearbeitung von Alu-Rohren und -Profilen beschränkt sich nicht auf das Biegen und Rollbiegen. Es muss jedoch zwischen zwei Arten der Bearbeitung von Aluminiumrohren unterschieden werden:
- vor der Rohrbiegung
- nach der Rohrbiegung
Das Laserschneiden von Rohren kann beispielsweise nur vor dem Biegen des Rohres und nicht zu nahe an der Verformungszone durchgeführt werden.
Die wichtigsten Rohrbearbeitungen, die vor dem Rohrbiegen mit dem Rohrlaser durchgeführt werden, sind:
- Bohrung
- gesenkte Löcher
- Knopflöcher
- Schräge Rohrschnitte
- Markierungen
Die typischen Rohrbearbeitungen, die an bereits gebogenen Aluprofilen durchgeführt werden, sind:
- Gewinde an Löchern
- Trimmen
- Fräsen
- Pressen
Aluminiumlegierungen
Die Aluminiumlegierung bestimmt einige wichtige Eigenschaften von Aluminiumprofilen und -rohren. Die Art der Legierung beeinflusst die Bearbeitbarkeit von Aluminiumprofilen, einschließlich ihrer Biege- und Faltbarkeit. Insbesondere ist die Aluminiumlegierung entscheidend für:
- die mechanische Festigkeit des Rohrs
- seine Korrosionsbeständigkeit
- seine elektrische Leitfähigkeit
- seine Wärmeleitfähigkeit
Hier sind die 9 Aluminiumlegierungen, aus denen gewalzte und gebogene Aluminiumrohre und -profile hergestellt und die wichtigsten Industriezweige, in denen sie verwendet werden:
SERIE 1000
HAUPTVERBINDUNG
–
Es handelt sich nicht um eine Legierung, sondern um Aluminium mit unterschiedlichen Reinheitsgraden.
Geringe mechanische Festigkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit, hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit.
ANWENDUNGSBEREICHE
Profile für Wärmetauscher, elektrische Kondensatoren, Verpackungen, Beschilderungen, Lebensmittelindustrie
2000 SERIE
HAUPTVERBINDUNG
KUPFER (Al-Cu)
Die Aluminiumrohre dieser Legierung haben eine geringe Korrosionsbeständigkeit und eine höhere Festigkeit.
ANWENDUNGSBEREICHE
Gebogene Profile für die militärische Luftfahrt Kunststoffspritzguss, Präzisionswerkzeuge
3000 SERIE
HAUPTVERBINDUNG
MANGANE (Al-Mn)
Aluminiumrohre der Serie 3000 haben eine hohe mechanische Festigkeit, eine geringe Duktilität und eine gute Korrosionsbeständigkeit.
ANWENDUNGSBEREICHE
Aluminiumrohre, die bei der Herstellung von Haushaltsgeräten und Transportmitteln verwendet werden
4000 SERIE
HAUPTVERBINDUNG
SILICIUM (Al-Si)
Diese Aluminiumprofile haben eine geringe Wärmeausdehnung, sind aber sehr verschleißfest.
ANWENDUNGSBEREICHE
Schiffs- und Bootkomponenten, Autokarosserien
5000SERIE
HAUPTVERBINDUNG
MAGNESIUM (Al-Mg)
Das Aluminiumrohr aus dieser Legierung ist sehr dehnbar und für verschiedene Verfahren geeignet. Es weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit und gute Schweißbarkeit auf.
ANWENDUNGSBEREICHE
Schiffs- und Bootkomponenten, Autokarosserien
6000ER-REIHE
HAUPTVERBINDUNG
MAGNESIUM UND SILIZIUM
(Al-Mg-Si)
Rohre aus dieser Aluminiumlegierung werden einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen und haben mittlere mechanische Eigenschaften. Sie weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit auf.
Zu dieser Serie gehört die Aluminiumlegierung 6060, die sich am besten zum Biegen von Alu-Rohren eignet.
ANWENDUNGSBEREICHE
Möbel, Schiffbau, Rahmen, Stadtmobiliar, Zug-, Bus- und U-Bahn-Ausrüstung, gebogene Aluminiumprofile für die Herstellung von Lampen. Sie werden auch in der Automobilbranche eingesetzt.
SERIE 7000
HAUPTVERBINDUNG
ZINK (Zn)
Das Vorhandensein von Zink in dieser Legierung, das durch Wärmebehandlung gewonnen wird, erhöht ihre Festigkeit und Härte und entwickelt auch höhere mechanische Eigenschaften als andere Aluminiumlegierungen.
ANWENDUNGSBEREICHE
Gebogene Aluminiumrohre, die für die Herstellung von Motorrad- und Fahrradrahmen oder anderen Transportmitteln verwendet werden
8000 SERIE
HAUPTVERBINDUNG
GEMISCHTES ALLOY
Sie haben eine geringere Dichte, aber eine höhere mechanische Festigkeit. Aluminiumrohre aus Mischlegierungen sind auch bei niedrigen Temperaturen zäh.
ANWENDUNGSBEREICHE
Gebogene Rohre aus dieser Aluminiumlegierung werden hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet.
SERIE 9000
HAUPTVERBINDUNG
–
Serien von Versuchslegierungen
ANWENDUNGSBEREICHE
–
Behandlung und Veredelung von gebogenen Aluminiumrohren
Bestimmte Bearbeitungen des Aluminiumrohrs, vor allem spezielle Veredelungen und Behandlungen, können erst nach dem Biegen durchgeführt werden.
Der Grund dafür ist, dass die zum Biegen der Rohre verwendeten Geräte Unvollkommenheiten hinterlassen können, die die Ästhetik und die endgültige Funktion beeinträchtigen würden.
Die wichtigsten Bearbeitungen von gebogenen Aluminiumrohren sind:
- Polieren – auch Bürsten genannt – ist ein mechanisches Reinigungsverfahren, das mit Schleifpapier oder speziellen Bürsten durchgeführt werden kann.
- Eloxieren – eloxiertes Aluminium ist widerstandsfähiger gegen verschleißbedingte Kratzer.
- Trommeln – der Prozess der Reinigung des Aluminiums von Metallrückständen, die aus früheren Verarbeitungen stammen.
Alurohr biegen: hinweise zur Kaltumformung
Gebogene Profile und Rohre aus Aluminium sind in der Industrie weit verbreitet. Im Gegensatz zu anderen Metalllegierungen, wie z. B. Stahl, erfolgt das Biegen ausschließlich durch Kaltverformung.
Gebogene Aluminiumrohre werden hauptsächlich wegen ihrer Leichtigkeit und ihrer Ästhetik verwendet.
Deshalb sind auch Fahrgestelle von Autos, Motorrädern und Fahrrädern oft aus Aluminium oder dem teureren Titan gefertigt.
Das Biegen oder das Rollbiegen sind aber oft nicht die einzigen Bearbeitungen, die gebogene Aluminiumrohre durchlaufen. Die industrielle Verwendung von Aluminiumrohren erfordert weitere Rohrbearbeitungen wie Schweißen, Laserschneiden oder Eloxieren, um dem Alu-Rohr spezifische Eigenschaften zu verleihen.
Es ist wichtig, die richtige Aluminiumlegierung für den jeweiligen Verwendungszweck zu wählen.
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