Inkrementelle Blechbearbeitung

Flexible Umformung ohne Werkzeuge

Die inkrementelle Blechumformung ist eine der hochpräzisen Verfahrensvarianten der spanlosen Metallumformung, bei dem Bleche schrittweise in ihre gewünschte Form gebracht werden. Statt mit Pressen und massiven Werkzeugen zu arbeiten, wird das Material durch viele kleine, aufeinanderfolgende Bewegungen eines CNC-gesteuerten Werkzeugs umgeformt. Dieses Verfahren ermöglicht komplexe Geometrien bei geringen Stückzahlen – präzise, flexibel und mit Kosteneffizienz. PoVoTec bietet im folgenden Artikel einen Einblick in diesen Bereich.

Grundprinzip der inkrementellen Blechumformung

Im Zentrum der inkrementellen Blechbearbeitung steht ein CNC-gesteuerter Drückdorn, der das eingesparte Werkzeug ersetzt. Das Blech wird in einen Spannrahmen eingespannt, während der Drückdorn entlang einer definierten Bahn über das Material geführt wird. Diese Bewegung verformt das Blech schrittweise, bis die gewünschte Geometrie erreicht ist.

Der Prozess kann einseitig (Single Point Incremental Forming, SPIF) oder zweiseitig (Two Point Incremental Forming, TPIF) durchgeführt werden. Bei der zweiseitigen Variante unterstützt ein Gegenwerkzeug oder eine Matrize die Formgebung, was die Maßhaltigkeit verbessert. Durch die präzise Steuerung über CAD- und CNC-Systeme lassen sich nahezu beliebige Formen herstellen – von einfachen Kegelstrukturen bis hin zu komplexen Freiformflächen.

Technische Verfahren und Varianten

Die inkrementelle Blechumformung lässt sich in verschiedene Prozessarten unterteilen. Beim Kaltverfahren erfolgt die Umformung in der Regel bei Raumtemperatur, was besonders präzise Ergebnisse ermöglicht. Beim Warmverfahren wird das Material auf Temperaturen bis zu etwa 250 °C erhitzt, wodurch sich auch hochfeste oder dickere Blechteile besser verformen lassen.

Moderne Ansätze kombinieren das Blechumformen mit anderen Technologien, etwa durch hybride Verfahren aus Umformung und 3D-Druck. Hierbei können Umformwerkzeuge additiv gefertigt oder zusätzliche Strukturen direkt während des Prozesses erzeugt werden. Diese Kombination eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung funktionsintegrierter Bauteile und beschleunigt die Geschwindigkeit der Prototypenfertigung erheblich.

Maschinelle Umsetzung und CAD-Daten

Die eingesetzten Maschinen bestehen aus einem stabilen Grundrahmen, einer Einspannvorrichtung und einem CNC-gesteuerten Umformkopf. Der Drückdorn – häufig halbkugelförmig oder konisch – bewegt sich entlang der programmierten Bahn über das Blech. Für einfache Geometrien genügt eine einseitige Bearbeitung, während komplexe Formen durch Gegenwerkzeuge oder Matrizen unterstützt werden.

Die Bahnsteuerung erfolgt direkt über CAD-Daten, wodurch Änderungen an der Bauteilgeometrie ohne Werkzeugwechsel umgesetzt werden können. Die Kombination aus präziser Steuerung, hoher Wiederholgenauigkeit und minimalem Materialverlust macht die inkrementelle Blechumformung zu einem effizienten und wirtschaftlichen Verfahren – auch für individuelle Kleinserien.

Vorteile der inkrementellen Blechbearbeitung

Ein wesentlicher Vorteil liegt in den geringen Werkzeugkosten, da keine aufwendigen Pressformen oder Matrizen benötigt werden. Dies macht die Methode besonders attraktiv für Prototypen, Sonderlösungen und Losgrößen bis etwa 1000 Stück.

Durch den schrittweisen Aufbau der Geometrie können auch komplexe Formen mit variabler Wandstärke hergestellt werden. Änderungen am Design lassen sich direkt im CAD-Modell anpassen, was die Entwicklungszeit deutlich reduziert.

Da die Umformung ohne Materialabtrag erfolgt, bleiben die Werkstoffe weitgehend unbeschädigt. Das Resultat sind hohe Maßhaltigkeit, definierte Oberflächen und präzise Formstabilität. Zudem kann das Verfahren mit bestehenden Bauteilen kombiniert werden – etwa zur individuellen Nachbearbeitung oder Anpassung von Komponenten.

Grenzen und technische Herausforderungen

Trotz der hohen Flexibilität gibt es Grenzen. Die Umformung ist bei sehr großen Flächen zeitaufwendig, da jede Bahn einzeln gefahren wird. Auch die Materialstärke ist begrenzt – bei Aluminium liegt sie typischerweise bei bis zu 5 mm.

Da die Verformung lokal erfolgt, kann die Oberfläche leicht aufrauen. Für optische Bauteile sind daher oft Nachbearbeitungsschritte wie Schleifen oder Polieren erforderlich. Bei besonders tiefen Geometrien oder komplexen Formen spielt die Prozesssimulation eine entscheidende Rolle, um Verformungen und Rückfederungen zu kontrollieren.

Blech: Werkstoffe und Dimensionen

Die inkrementelle Blechumformung eignet sich für eine Vielzahl von Metallen – darunter Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Titan und deren Legierungen. Besonders Aluminium lässt sich mit Dicken bis 5 mm gut umformen.

Die maximalen Teileabmessungen liegen bei 4000 × 2000 mm im Kaltverfahren und 2000 × 1000 mm bei erhitztem Material bis etwa 250 °C. Damit lassen sich sowohl kleine Präzisionsbauteile als auch großflächige Strukturelemente realisieren.

Anwendungsbeispiele aus der Praxis

Die inkrementelle Blechbearbeitung findet in vielen Industriebereichen Anwendung. Bei der Automobilproduktion wird sie zur Herstellung von Karosseriekomponenten, Prototypen, Einzelteilen und Fertigteilen genutzt – etwa bei Konzeptfahrzeugen wie der „Silberhummel“ oder beim Kotflügel.

Auch im Maschinen- und Anlagenbau kommen Bauteile zum Einsatz, die in kleinen Stückzahlen gefertigt oder häufig angepasst werden. In der Architektur entstehen durch diese Technologie individuelle Fassadenelemente mit Reliefs oder organischen Formen.

Darüber hinaus profitieren Branchen wie Luftfahrt und Medizintechnik von der hohen Flexibilität und der Möglichkeit, neue Werkstoffe und Geometrien effizient zu erproben.

Inkrementelle Blechumformung bei PoVoTec

PoVoTec nutzt seine jahrzehntelange Erfahrung in der Profilier- und Rollumformtechnik, um die inkrementelle Blechbearbeitung als Teil moderner Fertigungssysteme zu integrieren. Die Kombination aus CNC-gesteuerter Präzision, 3D-Konstruktion und PDM-Software ermöglicht hochgenaue Bauteile bei gleichzeitig kurzen Rüstzeiten.

Durch die Unterstützung des modularen Maschinenkonzepts mit Schnellwechselkassetten kann die inkrementelle Bauteilfertigung effizient in bestehende Produktionslinien eingebunden werden. So entsteht ein flexibles System, das sich sowohl für Prototypen als auch für Kleinserien eignet.

Mit der DIN EN ISO 9001:2015-Zertifizierung und dem BSFZ-Siegel für Forschung und Entwicklung steht PoVoTec für Innovation, Qualität und Präzision – auch bei der Umsetzung komplexer Umformprozesse.

Zukunft und Entwicklungsperspektiven

Die inkrementelle Blechumformung entwickelt sich zunehmend zu einem zentralen Thema digital vernetzter Fertigungssysteme. Durch die Kombination mit additiver Fertigung, KI-gestützter Prozesssteuerung und automatisierten Messsystemen entstehen neue Produktionsansätze, die individuelle Bauteile in Losgröße 1 bei wirtschaftlichen Kosten ermöglichen.

Besonders im Hinblick auf nachhaltige Fertigungskonzepte bietet das Verfahren Vorteile: geringerer Energieverbrauch, weniger Materialabfall und keine Werkzeugherstellung. Damit ist die inkrementelle Blechbearbeitung eine Schlüsseltechnologie für die industrielle Zukunft.

FAQs zum inkrementellen Umformverfahren

Was unterscheidet die inkrementelle Blechbearbeitung vom Tiefziehen?

Beim Tiefziehen werden komplexe Werkzeuge benötigt, während das Umformverfahren ohne Matrize arbeitet und somit flexibler und kosteneffizienter ist.

Welche Materialien können verarbeitet werden?

Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Titan und Legierungen lassen sich verformen – sowohl im Kalt- als auch im Warmverfahren.

Ist die Methode für Serienproduktion geeignet?

Das Verfahren ist vor allem für Kleinserien und Prototypen ausgelegt. Für größere Stückzahlen eignet sich die Kombination mit Profilier- oder Walzverfahren.

Wie kombiniert PoVoTec Profilieren und inkrementelles Umformen?

Durch modulare Anlagenkonzepte lassen sich beide Verfahren nahtlos verbinden. So entstehen hybride Fertigungslösungen für präzise und wirtschaftliche Produktionsprozesse.

Welche Vorteile bietet PoVoTec?

Kurze Rüstzeiten, hohe Fertigungstiefe, präzise Steuerungssysteme und langjährige Erfahrung in der Metallumformung machen PoVoTec zu einem zuverlässigen Partner für anspruchsvolle Ziele.

Unser Leistungsspektrum

„Rufen Sie uns an oder schreiben Sie uns, gerne arbeiten wir mit Ihnen zusammen an der Lösung.“

Gebhard Poggel, Geschäftsführer