Umformen von Profilen - Konstruktionsmechaniker - LF 7

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Umformen von Profilen - Konstruktionsmechaniker - LF 7

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Einleitung

Beim Umformen von Profilen veränderst du die Form eines Werkstücks dauerhaft, ohne Material gezielt abzutrennen oder hinzuzufügen. Für Konstruktionsmechanikerinnen und Konstruktionsmechaniker ist besonders das Biegen von Rohren, Vierkantrohren, Winkel-, U- und Sonderprofilen wichtig. Du musst dabei einen Kundenauftrag verstehen, die Geometrie berechnen, Werkstoff und Verfahren auswählen, sicher arbeiten, das Ergebnis prüfen und die Fertigung nachvollziehbar dokumentieren.

Dieser Kurs erschließt das KMK-Lernfeld 7 Umformen von Profilen im zweiten Ausbildungsjahr. Grundlage sind der aktuelle KMK-Rahmenlehrplan, das Berufsprofil des BIBB, die betriebliche Ausbildungsplanung sowie die jeweils geltenden Betriebs-, Hersteller- und Arbeitsschutzvorgaben. Der Kurs ersetzt weder eine Unterweisung noch eine Maschinenfreigabe. Gefährliche praktische Tätigkeiten dürfen nur von unterwiesenen und beauftragten Personen unter befugter Aufsicht durchgeführt werden. Als sichere Lernalternative kannst du Biegeabläufe im CAD-System, mit einer digitalen Simulation, an einer maßstäblichen Schablone oder mit einem ungefährlichen Papier- beziehungsweise Kunststoffmodell untersuchen.

Auftrag analysieren und Profile auswählen

Vom Kundenwunsch zum prüfbaren Fertigungsauftrag

Ein berufstypischer Auftrag beginnt nicht an der Maschine, sondern mit einer eindeutigen Aufgabenklärung. Prüfe Zeichnung, Stückzahl, Werkstoff, Profilquerschnitt, Oberflächenanforderung, Maße, Toleranzen, Liefertermin und vorgesehene Verwendung. Unklare Angaben werden vor Arbeitsbeginn sachlich zurückgemeldet. Verwende in Lernaufträgen nur fiktive Auftragsnummern und anonymisierte Daten; echte Kunden-, Beschäftigten- oder Schülerdaten gehören nicht in öffentliche Dokumentationen.

Ein guter Fertigungsauftrag enthält ein prüfbares Arbeitsergebnis. Statt „Bügel passend biegen“ sollte beispielsweise festgelegt sein: Profil 30 mm × 30 mm × 2 mm, Werkstoff S235JR, Mittellinienradius 600 mm, zwei gerade Schenkel von je 400 mm, zulässige Radiusabweichung ±3 mm, Schenkellängentoleranz ±2 mm, Ebenheitsabweichung höchstens 2 mm sowie keine sichtbaren Risse oder unzulässigen Druckstellen. Zeichnung, Prüfplan und Arbeitsplan müssen dieselbe Revision tragen.

Profilarten und Auswahlkriterien

Profile unterscheiden sich durch Querschnitt, Werkstoff, Wanddicke, Lieferzustand und Oberflächenzustand. Geschlossene Profile wie Rund- und Vierkantrohre widerstehen Verdrehen oft gut, können beim Biegen jedoch einfallen oder oval werden. Offene Profile wie Winkel-, U- und T-Profile neigen je nach Einbaulage zu Verdrehen, Aufweiten oder seitlichem Ausweichen. Vollprofile sind gegen lokales Eindrücken unempfindlicher, erfordern aber meist größere Umformkräfte.

Wichtige Auswahlkriterien sind:

1. Profilquerschnitt: Passt der Querschnitt zur Belastung, Verbindung und Einbausituation?
2. Werkstoff: Sind Festigkeit, Duktilität, Schweißbarkeit, Korrosionsverhalten und Lieferzustand geeignet?
3. Biegeradius: Lässt sich der geforderte Radius mit dem Profil, dem Werkzeug und der Maschine sicher herstellen?
4. Oberfläche: Müssen Sichtflächen, Beschichtungen oder Eloxalschichten besonders geschützt werden?
5. Wirtschaftlichkeit: Sind Verschnitt, Rüstzeit, Probebiegungen, Energiebedarf und Nacharbeit vertretbar?

Gebogene Werkstücke als Beispiele unterschiedlicher Geometrien; Foto: Willy Stahl / RAS Reinhardt Maschinenbau GmbH, CC BY-SA 3.0

Der Berufsalltag verlangt außerdem Kommunikation. Halte Rückfragen kurz, eindeutig und lösungsorientiert fest: Welche Maße beziehen sich auf Außenkante, Innenkante oder Profilmittellinie? Ist eine sichtbare Werkzeugspur zulässig? Wird ein Einzelstück oder eine Serie gefertigt? Solche Fragen verhindern Ausschuss und Terminverzug.

Werkstoffverhalten beim Kalt- und Warmumformen

Elastische und plastische Verformung

Beim Biegen wird die Außenseite des Profils gedehnt und die Innenseite gestaucht. Dazwischen liegt eine Zone mit geringer Längenänderung, die vereinfachend als neutrale Faser bezeichnet wird. Solange die Beanspruchung nur elastisch ist, kehrt das Profil nach Entlastung weitgehend in seine Ausgangsform zurück. Wird die Fließgrenze überschritten, bleibt eine plastische Formänderung bestehen.

Nach dem Entlasten federt das Werkstück trotzdem etwas zurück. Diese Rückfederung hängt unter anderem von Werkstoff, Festigkeit, Profilgeometrie, Wanddicke, Radius, Werkzeug und Verfahren ab. Deshalb wird der Werkzeugweg häufig durch Erfahrungswerte, Herstellerdaten oder eine dokumentierte Probebiegung korrigiert. Eine pauschale Winkelzugabe ohne Bezug auf Maschine und Werkstoff ist nicht fachgerecht.

Kaltumformen, Kaltverfestigung und Fehlerbilder

Beim Kaltumformen liegt die Werkstücktemperatur unterhalb des für die Gefügeerneuerung maßgeblichen Bereichs. Vorteile können gute Maßhaltigkeit, saubere Oberflächen und ein geringer Energiebedarf ohne Erwärmung sein. Gleichzeitig steigt durch Kaltverfestigung die Festigkeit im verformten Bereich, während die weitere Formänderungsfähigkeit abnehmen kann. Mehrfaches Hin- und Herbiegen fördert Rissbildung und ist kein zulässiges Korrekturverfahren, sofern es nicht ausdrücklich freigegeben und geprüft ist.

Typische Fehler sind:

1. Risse an der Zugseite durch zu kleinen Radius, ungeeigneten Werkstoffzustand oder zu hohe lokale Dehnung.
2. Falten an der Druckseite durch unzureichende Abstützung oder falsche Werkzeuggeometrie.
3. Ovalisierung und Einfallen bei Hohlprofilen durch fehlende Innen- oder Außenabstützung.
4. Verdrehen offener oder unsymmetrischer Profile durch ungeeignete Walzenlage und Seitenführung.
5. Druckstellen und Kratzer durch verschmutzte, falsch profilierte oder zu harte Werkzeugoberflächen.
6. Maßabweichungen durch Rückfederung, falsche Bezugslinien, Maschinenzustellung oder unklare Zeichnungsmaße.

Warmumformen und Rekristallisation

Beim Warmumformen wird der Werkstoff so erwärmt, dass die Formänderung mit geringeren Kräften und größerer Umformbarkeit möglich wird. Die geeignete Temperatur ist werkstoffabhängig und darf nicht geschätzt werden. Herstellerangaben, betriebliche Verfahrensanweisungen und freigegebene Temperaturmessung sind verbindlich. Überhitzung, Zunder, Gefügeänderungen, Entkohlung oder Brandgefahr können das Bauteil und die Sicherheit beeinträchtigen.

Ein anschließendes Rekristallisationsglühen kann bei geeigneten Werkstoffen die durch Kaltverformung entstandene Verfestigung reduzieren. Ob eine Wärmebehandlung zulässig oder erforderlich ist, entscheidet die technische Spezifikation. Praktische Warmumformung gehört wegen Hitze, Brand, Rauchgasen und Verbrennungsgefahr ausschließlich in einen dafür eingerichteten Bereich unter fachkundiger Aufsicht. Im Unterricht sind Temperatur-Zeit-Diagramme, Werkstoffproben ohne Erwärmung oder Simulationen die sichere Alternative.

Erwärmungslänge fachgerecht festlegen

Die Erwärmungslänge bezeichnet den Bereich, der für ein freigegebenes Warmumformverfahren gezielt auf die vorgeschriebene Temperatur gebracht wird. Sie ist nicht mit der gestreckten Werkstücklänge zu verwechseln. Eine zu kurze Erwärmungszone konzentriert die Dehnung und kann Risse oder Knicke fördern; eine unnötig lange Zone erhöht Energiebedarf, Zunderbildung und das Risiko unerwünschter Gefügeänderungen. Die Festlegung hängt von Werkstoff, Querschnitt, Biegeradius, Werkzeug, Wärmequelle und betrieblicher Verfahrensanweisung ab. Deshalb wird keine allgemeingültige Faustzahl übernommen.

Im Arbeitsplan werden Beginn und Ende der Erwärmungszone, zulässiger Temperaturbereich, Messverfahren, Haltezeit, Abkühlbedingungen und Freigabeverantwortung dokumentiert. Temperaturfarben sind kein ausreichendes Messverfahren, wenn die Verfahrensanweisung ein Messgerät fordert. Ohne freigegebenen Prozess wird die Aufgabe ausschließlich als Zeichnungs-, Rechen- oder Simulationsübung bearbeitet.

Schematische Darstellung einer fortschreitenden Profilumformung; Grafik: Laurens van Lieshout, gemeinfrei

Biegegeometrie und Berechnungen

Bezugsmaße eindeutig festlegen

Eine Biegezeichnung muss angeben, ob Radien und Längen auf die Innenkante, Außenkante oder Profilmittellinie bezogen sind. Für symmetrische Profile und große Radien kann die Profilmittellinie als vereinfachte Rechenlinie dienen. Bei kleinen Radien, asymmetrischen Querschnitten und hoher Genauigkeit reicht diese Annahme nicht aus; dann werden Korrekturwerte aus Herstellerunterlagen, Betriebserfahrung oder Probebiegungen verwendet.

Für einen Kreisbogen mit Mittellinienradius $R_m$ und Winkel $\alpha$ gilt:

$L_B=\frac{\alpha }{360^{\circ }}\cdot 2\pi R_m$

Für einen Halbkreis ist $\alpha =180^{\circ }$, also $L_B=\pi R_m$. Die gesamte gestreckte Länge ergibt sich aus den geraden Abschnitten, den Bogenlängen und einer begründeten Bearbeitungs- oder Besäumzugabe. Die Zugabe ist kein versteckter Sicherheitsaufschlag, sondern muss zur Arbeitsfolge passen und später kontrolliert entfernt werden.

Beispielrechnung für einen U-förmigen Schutzbügel

Gegeben ist ein fiktiver Schutzbügel aus Vierkantrohr 30 mm × 30 mm × 2 mm. Der obere Bereich soll als Halbkreis mit einem Mittellinienradius von 600 mm ausgeführt werden. Daran schließen zwei gerade Schenkel mit je 400 mm Mittellinienlänge an. Für das beidseitige Ablängen nach dem Biegen werden insgesamt 10 mm Bearbeitungszugabe vorgesehen.

Bogenlänge:

$L_B=\pi \cdot 600\text{mm}=\mathrm{1884,96}\text{mm}$

Geradenlänge:

$L_G=2\cdot 400\text{mm}=800\text{mm}$

Fertige theoretische Länge:

$L_F=\mathrm{1884,96}\text{mm}+800\text{mm}=\mathrm{2684,96}\text{mm}$

Zuschnittlänge mit Bearbeitungszugabe:

$L_Z=\mathrm{2684,96}\text{mm}+10\text{mm}=\mathrm{2694,96}\text{mm}$

Als Zuschnittmaß werden 2695 mm festgelegt. Vor der Serienfertigung wird mit einem freigegebenen Reststück gleicher Charge eine Probebiegung durchgeführt. Dabei werden Rückfederung, Verdrehen, Oberflächenabdrücke und das reale Verhältnis zwischen Maschinenzustellung und Radius ermittelt. Der korrigierte Einstellwert wird mit Maschine, Werkzeug, Werkstoffcharge und Datum dokumentiert.

Material-, Energie- und Zeitbetrachtung

Für einen transparenten Lernauftrag gelten fiktive Verrechnungssätze: Profilpreis 3,80 Euro pro Meter, Maschinenleistung während des Biegens 4 kW, Laufzeit 0,30 h, Stromansatz 0,30 Euro pro kWh, Arbeitszeit 0,75 h zu 42,00 Euro pro Stunde sowie 8,00 Euro Werkzeug- und Maschinenpauschale.

Materialkosten:

$\mathrm{2,695}\text{m}\cdot \mathrm{3,80}\text{Euro/m}=\mathrm{10,24}\text{Euro}$

Energie:

$4\text{kW}\cdot \mathrm{0,30}\text{h}=\mathrm{1,20}\text{kWh}$

Energiekosten:

$\mathrm{1,20}\text{kWh}\cdot \mathrm{0,30}\text{Euro/kWh}=\mathrm{0,36}\text{Euro}$

Arbeitskosten:

$\mathrm{0,75}\text{h}\cdot \mathrm{42,00}\text{Euro/h}=\mathrm{31,50}\text{Euro}$

Direkte Beispielkosten:

$\mathrm{10,24}+\mathrm{0,36}+\mathrm{31,50}+\mathrm{8,00}=\mathrm{50,10}\text{Euro}$

Die Rechnung dient nur dem Lernen. Im Betrieb werden aktuelle Materialpreise, Gemeinkosten, Rüstzeiten, Ausschussrisiken und interne Verrechnungssätze verwendet. Eine günstige Variante ist nicht automatisch die nachhaltigste: Wiederverwendbare Werkzeuge, geringe Ausschussquote, kurze Transportwege und vermiedene Wärmebehandlung können ökologisch und wirtschaftlich vorteilhaft sein.

Verfahren, Werkzeuge und Maschinen

Biegeverfahren passend zur Aufgabe wählen

Die Einteilung der Fertigungsverfahren orientiert sich an DIN 8580; das Biegeumformen wird aktuell in DIN 8586:2025-12 behandelt. Normtexte sind urheberrechtlich geschützt und müssen im Betrieb in der gültigen Fassung bereitgestellt werden. Dieser Kurs übernimmt keine Normtexte, sondern erklärt den fachlichen Zusammenhang.

Beim Walzbiegen läuft das Profil zwischen Walzen und erhält in mehreren Durchgängen eine stetige Krümmung. Das Verfahren eignet sich besonders für große Radien, Bögen und Ringe. Beim Rotationszugbiegen wird das Profil an einer Formscheibe geführt und um einen definierten Radius gezogen; Spannbacke, Gegenhalter, Gleitschiene oder Dorn können den Querschnitt stützen. Beim Press- oder Stempelbiegen wirkt ein Werkzeug lokal auf das Profil. Manuelles Biegen ist nur mit dafür vorgesehenen, freigegebenen Handwerkzeugen und innerhalb ihrer Belastungsgrenzen zulässig. Maschinelles Biegen erhöht Kraft und Wiederholbarkeit, verlangt aber besondere Sicherung gegen Einziehen, Quetschen und schwenkendes Material. Freies Biegen mit provisorischen Hilfsmitteln ist nur zulässig, wenn Verfahren, Werkzeug und Gefährdungsbeurteilung dies ausdrücklich erlauben.

Dreirollen-Profilbiegemaschine; Foto: Валентина Александрова, CC BY-SA 3.0

Rollenbiegemaschine für Rohre und Profile; Foto: Quantum Machinery, CC BY-SA 4.0

Industrielle Rohrbiegemaschine; Foto: Andreas Hoster / Wafios AG, CC BY-SA 4.0

Werkzeug- und Maschinenauswahl

Vergleiche die geforderte Geometrie mit dem freigegebenen Arbeitsbereich der Maschine. Prüfe Profilart, Abmessung, Werkstoff, minimalen Radius, Biegerichtung, verfügbare Walzen oder Formwerkzeuge, Seitenführungen, Stützelemente, Maschinenkraft und Messmöglichkeiten. Ausschlaggebend sind die aktuelle Betriebsanleitung und die freigegebene Werkzeugkombination; ein optisch passendes Werkzeug ist kein Nachweis der Eignung.

Profilwalzen sollen den Querschnitt großflächig stützen, ohne ihn zu quetschen. Für empfindliche Sichtflächen können geeignete Zwischenlagen oder beschichtete Werkzeuge vorgesehen sein, sofern der Hersteller dies zulässt. Dorne, Wischer und Gegenhalter reduzieren bei bestimmten Rohrbiegeverfahren Falten und Ovalisierung. Sie müssen korrekt eingestellt, sauber und unbeschädigt sein.

Geprüfte deutschsprachige Fachvideos

Fachvideo 1 – Profilbiegemaschinen und Programmierung: Auf der offiziellen Schulungsseite der Gelber-Bieger GmbH ist ein deutschsprachiges Video eingebettet, das die NC-Programmierung einer Profilbiegemaschine erläutert. Die Seite enthält außerdem Videos zum Aufstellen, zum Profilwalzensatz und zum beschädigungsarmen Biegen von Aluminiumprofilen. Da die Einzelvideos auf der Herstellerseite erst nach Marketing-Cookie-Freigabe geladen werden und keine belastbare offene Lizenz ausgewiesen ist, werden sie hier nur verlinkt und nicht als OER übernommen.

Fachvideo 2 – Rohre richtig biegen: Die offizielle Videoseite der Internationalen Hydraulik Akademie führt ein deutschsprachiges Tutorial, in dem Trainer Matthias Müller das manuelle Biegen von Rohren in einer Rohrbiegevorrichtung erklärt. Nutze es zur Prozessbeobachtung; Werkstoff-, Werkzeug- und Sicherheitsangaben müssen weiterhin mit dem konkreten Auftrag abgeglichen werden.

Fachvideo 3 – Industrielle Rohrbogenfertigung: Das von HS Umformtechnik veröffentlichte Firmenvideo zeigt unter anderem das Biegen von Rohrbogen, Rohrlasern und digitale Lager- und Fertigungsabläufe. Es eignet sich zur Einordnung des Umformens in eine industrielle Prozesskette, ist aber keine Bedienungsanweisung.

Video laden

YouTube

YouTube sammelt möglicherweise persönliche Daten. Datenschutzrichtlinie

Fortfahren Ausblenden

Alle drei Medien sind ergänzende Anschauungsmittel. Praktische Tätigkeiten folgen ausschließlich der aktuellen Betriebsanleitung, der Gefährdungsbeurteilung und der Unterweisung vor Ort.

Sicher arbeiten, nachhaltig fertigen und digital dokumentieren

Gefährdungen und Schutzmaßnahmen

Vor der Verwendung einer Biegemaschine ist eine auf den Arbeitsplatz bezogene Gefährdungsbeurteilung erforderlich. Die Betriebssicherheitsverordnung verlangt geeignete Arbeitsmittel, Schutzmaßnahmen, Unterweisung und festgelegte Prüfungen. Ergänzend helfen die DGUV Information 209-019, die DGUV Regel 109-607 und das DGUV-Themenfeld zu Draht- und Biegemaschinen einschließlich Profilbiegemaschinen. Maßgeblich bleiben die konkrete Gefährdungsbeurteilung, die Betriebsanweisung und die Herstellerangaben.

Typische Gefährdungen sind Einziehen und Quetschen an Walzen, Schwenken langer Profile, scharfe Kanten, herabfallende Werkstücke, unerwarteter Anlauf, gespeicherte hydraulische oder mechanische Energie, Lärm sowie heiße Werkstücke. Daraus folgen unter anderem:

1. Nur unterwiesene und beauftragte Personen bedienen die Maschine; Auszubildende arbeiten entsprechend Ausbildungsstand und Aufsicht.
2. Schutzeinrichtungen, Not-Halt, Fußschalter, Zustimmtaster und Arbeitsbereich werden vor Beginn nach betrieblicher Vorgabe geprüft.
3. Hände, Kleidung und Werkzeuge bleiben außerhalb von Einzugs- und Quetschstellen; lange Haare und Schmuck werden gesichert.
4. Lange Profile werden mit geeigneten Auflagen oder einer zweiten unterwiesenen Person geführt; der Schwenkbereich wird abgesperrt.
5. Rüsten, Reinigen und Störungsbeseitigen erfolgen nur nach sicherem Stillsetzen und gegen Wiederanlauf entsprechend der Betriebsanweisung.
6. Persönliche Schutzausrüstung wird aus der Gefährdungsbeurteilung abgeleitet. Handschuhe dürfen an rotierenden Einzugsstellen nur verwendet werden, wenn Betriebsanweisung und Hersteller dies ausdrücklich zulassen.
7. Erwärmte Werkstücke werden gekennzeichnet, mit geeigneten Hilfsmitteln gehandhabt und in einem brandsicheren Bereich abgelegt.

Eine CE-Kennzeichnung ersetzt weder die betriebliche Gefährdungsbeurteilung noch die Unterweisung. Für die Schule oder Lernwerkstatt ist die sichere Alternative eine digitale Biegesimulation, eine CAD-Abwicklung, eine Schablonenprüfung oder ein Modell aus Karton und weichem Kunststoff.

Qualität, Nachhaltigkeit und Umweltschutz

Qualität entsteht nicht erst bei der Endkontrolle. Sauberes Material, richtige Walzen, dokumentierte Einstellungen und Zwischenprüfungen verhindern Ausschuss. Plane Zuschnitte so, dass Reststücke sinnvoll genutzt werden können. Sammle Metallreste sortenrein, gehe sparsam mit Schmierstoffen um und verhindere, dass Betriebsstoffe in Boden oder Abwasser gelangen. Vergleiche Kalt- und Warmumformen auch energetisch: Erwärmung kann notwendig sein, verursacht aber zusätzlichen Energiebedarf und möglicherweise Zunder oder Nacharbeit.

Die nachhaltigste Lösung erfüllt die Funktion mit angemessenem Materialeinsatz und hoher Lebensdauer. Ein geringerer Querschnitt ist nur dann sinnvoll, wenn Festigkeit, Stabilität, Korrosionsschutz und Sicherheitsanforderungen nachgewiesen sind. Reparaturfähigkeit, Demontage, Recycling und regionale Beschaffung können in die Auftragsbewertung einfließen.

Digitale Fertigung und Datenschutz

CAD-Daten, CNC-Programme, Werkzeugdaten und Prüfprotokolle müssen eindeutig versioniert sein. Vor dem Start prüfst du Dateiname, Änderungsstand, Freigabestatus, Maßeinheit, Maschine und Werkzeugzuordnung. Programme werden nicht über private Datenträger oder private Cloudkonten übertragen. Zugriffsrechte, Datensicherung und Freigabeprozess richten sich nach dem betrieblichen Informationssicherheitskonzept.

Dokumentiere nur die für den Auftrag erforderlichen Angaben. Verwende in Ausbildungsnachweisen keine unnötigen personenbezogenen Daten, Kundenadressen oder vertraulichen Kalkulationen. Fotos aus dem Betrieb benötigen eine Freigabe; Anzeigen, Typenschilder, Bildschirme, Auftragsnummern und Personen können sensible Informationen enthalten. Für diesen Kurs werden ausschließlich fiktive Auftragsdaten genutzt.

Praxisfall: Schutzbügel planen, fertigen und prüfen

Fiktiver Auftrag und Annahmen

Ein Betrieb soll einen U-förmigen Schutzbügel für eine Demonstrationsanlage herstellen. Es handelt sich um einen Lernauftrag ohne reale Kunden- oder Betriebsdaten. Vorgesehen ist Vierkantrohr 30 mm × 30 mm × 2 mm aus S235JR. Der Bogen besitzt auf der Profilmittellinie einen Radius von 600 mm und einen Winkel von 180 Grad. Zwei gerade Schenkel sind je 400 mm lang. Die Oberfläche soll frei von Rissen, scharfen Graten und tiefen Werkzeugspuren sein.

Prüfmerkmale:

1. Mittellinienradius 600 mm mit Toleranz ±3 mm, geprüft an freigegebener Schablone.
2. Schenkellängen jeweils 400 mm mit Toleranz ±2 mm nach dem Besäumen.
3. Differenz der beiden Schenkellängen höchstens 2 mm.
4. Ebenheitsabweichung höchstens 2 mm über das gesamte Bauteil.
5. Keine sichtbaren Risse, Knicke, Falten oder unzulässige Querschnittseinengung.
6. Saubere, entgratete Enden und eindeutig ausgefülltes Prüfprotokoll.

Arbeitsplan

Arbeitsschritt	Betriebsmittel und Information	Qualitätsprüfung	Sicherheit, Umwelt und Daten
Auftrag klären	Zeichnung, Materialliste, Revisionsstand, fiktive Auftragsnummer	Maße, Toleranzen und Bezugslinie eindeutig	Keine echten Kundendaten; Unklarheiten vor Beginn melden
Verfahren auswählen	Maschinenhandbuch, Werkzeugliste, Werkstoffdaten, Gefährdungsbeurteilung	Maschine und Werkzeug für Profil und Radius freigegeben	Nur befugte Bedienung; sichere Modellalternative bei fehlender Freigabe
Länge berechnen	Formel für Halbkreis und gerade Schenkel	Rechenweg 2695 mm einschließlich 10 mm Zugabe	Vier-Augen-Prüfung der Berechnung und Revision
Material bereitstellen	Vierkantrohr gleicher Werkstoffcharge, Messmittel	Querschnitt, Wanddicke, Oberfläche und Länge geprüft	Sicher lagern und transportieren; scharfe Kanten beachten
Zusägen und entgraten	Freigegebene Säge, Längenanschlag, Entgratwerkzeug	Zuschnitt 2695 mm nach betrieblicher Toleranz	Maschinenunterweisung, Späne sammeln, Reststück kennzeichnen
Probebiegung durchführen	Gleiches Reststück, freigegebene Walzen, Schablone	Rückfederung, Verdrehung und Oberflächenbild dokumentiert	Nur unter Aufsicht; Schwenk- und Einzugsbereich sichern
Werkstück biegen	Profilbiegemaschine, Seitenführung, dokumentierte Einstellwerte	Radius schrittweise annähern; Symmetrie laufend prüfen	Hände aus Gefahrenzone; Profil sicher abstützen
Besäumen und Enden bearbeiten	Säge, Anschlag, Entgratwerkzeug	Beide Schenkel 400 mm, Längendifferenz höchstens 2 mm	Werkstück gegen Kippen sichern; Abfälle sortenrein sammeln
Endprüfung	Schablone, Maßband, Messschieber, Richtplatte, Sichtprüfung	Alle sechs Prüfmerkmale bewertet	Messmittelzustand beachten; Abweichungen offen dokumentieren
Dokumentieren und übergeben	Prüfprotokoll, Arbeitsplan, freigegebene Dateivorlage	Ergebnis, Abweichungen, Korrekturen und Freigabe nachvollziehbar	Rollenbasierter Zugriff; keine privaten Cloud- oder Messenger-Dienste

Vollständig erläutertes Arbeitsergebnis

Die theoretische Fertiglänge beträgt 2684,96 mm; mit 10 mm Bearbeitungszugabe wird ein 2695 mm langer Rohling zugeschnitten. Nach der Probebiegung wird die Maschinenzustellung so korrigiert, dass die freigegebene Schablone einen Mittellinienradius von 600 mm zeigt. Anschließend werden die Enden auf je 400 mm Schenkellänge besäumt und entgratet.

Ein beispielhaftes Prüfergebnis könnte lauten: Radius 601 mm, linker Schenkel 400 mm, rechter Schenkel 401 mm, Ebenheitsabweichung 1,5 mm, keine Risse oder Falten, geringe gleichmäßige Werkzeugspuren innerhalb der vereinbarten Sichtanforderung. Damit liegen die angegebenen Merkmale innerhalb der Lernauftragstoleranzen. Dieses Beispiel ist kein reales Messprotokoll und keine Freigabe eines tatsächlichen Bauteils.

Tritt dagegen eine Falte auf, wird sie nicht verdeckt oder ausgeschliffen. Der Auftrag wird gestoppt, die Ursache untersucht und das Ergebnis als Abweichung dokumentiert. Mögliche Ursachen sind zu starke Zustellung, fehlende Profilabstützung, ungeeignete Walzen oder ein zu kleiner Radius. Eine Änderung von Werkzeug, Ablauf oder Geometrie braucht eine erneute Freigabe.

Bewertungsraster für den Lernauftrag

Bereich	Punkte	Kriterien
Auftragsanalyse	15	Anforderungen, Bezugsmaße, Toleranzen und Rückfragen vollständig geklärt
Werkstoff- und Längenplanung	20	Profilwahl begründet, Bogen- und Zuschnittlänge korrekt berechnet, Annahmen genannt
Arbeits- und Sicherheitsplanung	15	Reihenfolge, Betriebsmittel, Gefährdungen, Schutzmaßnahmen und sichere Alternative nachvollziehbar
Durchführung oder Simulation	20	Einstellungen systematisch, Probebiegung ausgewertet, Werkstück beziehungsweise Modell fachgerecht bearbeitet
Prüfung und Fehleranalyse	20	Messmittel passend, Merkmale vollständig geprüft, Abweichungen und Ursachen fachlich bewertet
Dokumentation und Reflexion	10	Revisionsstand, Ergebnisse, Nachhaltigkeit, Datenschutz und Verbesserungen klar dokumentiert

Eine mögliche schulische Auswertung lautet: 90–100 Punkte sehr sicher, 75–89 Punkte sicher, 60–74 Punkte überwiegend sicher, unter 60 Punkten Überarbeitung erforderlich. Dieses Raster ist eine Lernhilfe und behauptet weder eine Kammeranerkennung noch eine Prüfungszulassung. Betrieblicher Ausbildungsplan, zuständige Kammer, Landeslehrplan und schulische Bewertungsregeln bleiben verbindlich.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Wissen

Was kennzeichnet das Umformen eines Metallprofils? (Die Form wird dauerhaft geändert, ohne gezielt Material abzutrennen oder hinzuzufügen) (!Das Werkstück wird ausschließlich durch Spanen verkleinert) (!Zwei Werkstücke werden durch Schweißen verbunden) (!Die Oberfläche wird nur mit einer Beschichtung versehen)

Welche Aussage beschreibt die Rückfederung richtig? (Nach dem Entlasten bewegt sich das gebogene Profil teilweise in Richtung der Ausgangsform) (!Das Profil wird beim Sägen automatisch länger) (!Der Werkstoff schmilzt nach dem Biegen an der Oberfläche) (!Die Rückfederung tritt ausschließlich bei warmen Kunststoffen auf)

Welche Folge kann starke Kaltverformung haben? (Die Festigkeit kann steigen und die weitere Formänderungsfähigkeit abnehmen) (!Die Dichte des Werkstoffs wird immer halbiert) (!Jedes Profil wird dadurch vollständig spannungsfrei) (!Der Werkstoff erhält automatisch eine Korrosionsschutzschicht)

Welche Größe ist für die Bogenlänge eines Kreisbogens unmittelbar erforderlich? (Der Bezugsradius und der Biegewinkel) (!Nur die Farbe der Maschine) (!Nur die Bestellnummer des Werkstücks) (!Nur die Länge des Messschiebers)

Wie groß ist die Bogenlänge eines Halbkreises mit Mittellinienradius 600 Millimeter ungefähr? (1885 Millimeter) (!600 Millimeter) (!1200 Millimeter) (!3770 Millimeter)

Wofür eignet sich Walzbiegen besonders? (Für stetige Krümmungen mit größeren Radien) (!Für das Bohren von Gewinden) (!Für das Auftragen einer Lackschicht) (!Für das elektrische Verbinden von Leitungen)

Was ist vor dem Bedienen einer Profilbiegemaschine entscheidend? (Eine passende Unterweisung und Beauftragung nach betrieblicher Regelung) (!Eine private Videoaufnahme des Arbeitsbereichs) (!Das Entfernen aller Schutzeinrichtungen) (!Das Tragen beliebiger Handschuhe an jeder Einzugsstelle)

Welche Maßnahme unterstützt die Qualität einer Serienfertigung? (Eine dokumentierte Probebiegung mit gleichem Werkstoff und Werkzeug) (!Das Schätzen aller Einstellwerte ohne Kontrolle) (!Das Mischen verschiedener Zeichnungsrevisionen) (!Das Verdecken von Abweichungen im Prüfprotokoll)

Welche Ursache kann Falten an der Druckseite eines Hohlprofils begünstigen? (Eine unzureichende Abstützung des Profilquerschnitts) (!Eine eindeutig versionierte Zeichnung) (!Eine saubere Messschablone) (!Eine dokumentierte Materialcharge)

Welche Aussage zur digitalen Auftragsdokumentation ist richtig? (Programm und Zeichnung müssen eindeutig versioniert und freigegeben sein) (!Private Cloudkonten sind immer für Betriebsdaten geeignet) (!Der Dateiname ersetzt jede technische Prüfung) (!Personenbezogene Daten sollen vorsorglich vollständig veröffentlicht werden)

Memory

Rückfederung	Teilweise elastische Rückbewegung nach dem Entlasten
Neutrale Faser	Bereich mit geringer Längenänderung beim Biegen
Kaltverfestigung	Festigkeitsanstieg durch plastische Verformung bei niedriger Werkstücktemperatur
Profilwalze	Werkzeug zur Führung und Formung eines Profilquerschnitts
Probebiegung	Versuch zur Ermittlung geeigneter Einstell- und Korrekturwerte
Prüfprotokoll	Nachweis der gemessenen Merkmale und Abweichungen

Drag-and-drop

Ordne den Arbeitsschritt der passenden Aussage zu.	Aussage
Auftrag klären	Maße, Toleranzen und Bezugsflächen eindeutig bestimmen
Länge berechnen	Gerade Abschnitte, Bogenlängen und begründete Zugabe addieren
Probebiegen	Rückfederung und Werkzeugwirkung mit geeignetem Material ermitteln
Endprüfen	Radius, Schenkellängen, Ebenheit und Oberfläche kontrollieren
Dokumentieren	Revision, Messwerte, Abweichungen und Freigaben nachvollziehbar festhalten

Die Zuordnung bildet einen vollständigen Auftragsablauf von der Klärung bis zur dokumentierten Übergabe ab.

Kreuzworträtsel

Rückfederung	Wie heißt die teilweise elastische Rückbewegung nach dem Entlasten?
Kaltverfestigung	Wie heißt der Festigkeitsanstieg durch plastische Kaltverformung?
Biegeradius	Welche geometrische Größe beschreibt die Krümmung des Bogens?
Rekristallisation	Welcher Gefügevorgang kann Verformungsverfestigung durch Wärmebehandlung abbauen?
Profilwalze	Welches Werkzeug stützt und formt den Querschnitt beim Walzbiegen?
Prüfprotokoll	Welches Dokument hält Messwerte und Abweichungen fest?

Lückentext

Vervollständige den Text.

Beim Umformen wird die Gestalt eines Werkstücks verändert, ohne gezielt Material abzutrennen. Beim Biegen wird die Außenseite überwiegend . Die Innenseite des Bogens wird überwiegend . Nach dem Entlasten kann das Profil durch einen Teil der Formänderung zurücknehmen. Eine dokumentierte hilft bei der Bestimmung geeigneter Einstellwerte. Die Bogenlänge eines Halbkreises wird mit berechnet. Vor der Maschinenbenutzung sind Gefährdungsbeurteilung und zu beachten. Messwerte und Abweichungen werden im festgehalten. Eindeutige Dateistände unterstützen die digitale . Eine gute Zuschnittplanung reduziert .

Offene Aufgaben

Leicht

1. Profilsteckbrief: Erstelle für Rundrohr, Vierkantrohr, Winkelprofil und U-Profil je einen kurzen Steckbrief mit typischer Biegegefahr und geeignetem Prüfmerkmal.
2. Begriffsnetz Biegen: Zeichne ein Begriffsnetz zu Rückfederung, neutraler Faser, Zugseite, Druckseite, Kaltverfestigung und Biegeradius.
3. Sicherheitsbeobachtung: Analysiere ein freigegebenes Maschinenfoto und markiere mögliche Einzugs-, Quetsch- und Schwenkbereiche, ohne die Maschine selbst zu bedienen.
4. Längenrechnung: Berechne die gestreckte Länge eines Viertelkreisbogens mit Mittellinienradius 500 mm und zwei geraden Abschnitten von je 300 mm.

Standard

1. Arbeitsplan Profilbiegen: Entwickle für einen fiktiven Profilbogen einen Arbeitsplan mit mindestens acht Schritten, passenden Prüfungen und Sicherheitsmaßnahmen.
2. Fehleranalyse Biegeteil: Ordne den Fehlern Riss, Falte, Verdrehung, Ovalisierung und Druckstelle jeweils zwei mögliche Ursachen und eine Vorbeugemaßnahme zu.
3. CAD-Schablone: Erstelle eine maßstäbliche CAD-Schablone für den Praxisfall und beschreibe, wie Radius und Symmetrie damit geprüft werden.
4. Medienvergleich Biegeverfahren: Vergleiche die drei Fachvideos des Kurses hinsichtlich Verfahren, Werkstoff, Sicherheitshinweisen und Übertragbarkeit auf den Ausbildungsbetrieb.

Schwer

1. Verfahrensvergleich Profilumformen: Begründe für drei unterschiedliche Aufträge die Wahl zwischen Walzbiegen, Rotationszugbiegen und Pressbiegen unter Einbezug von Qualität, Kosten und Risiken.
2. Digitale Fertigungsfreigabe: Entwirf einen revisionssicheren Freigabeablauf für Zeichnung, CNC-Programm, Werkzeugdatensatz und Prüfplan mit klaren Rollen.
3. Nachhaltigkeitsbilanz Biegeauftrag: Vergleiche Kalt- und Warmumformen eines fiktiven Bauteils hinsichtlich Energie, Ausschuss, Nacharbeit, Arbeitsschutz und Recycling.
4. Projektprüfung Schutzbügel: Bearbeite den vollständigen Praxisfall als Simulation oder unter befugter Werkstattaufsicht, erstelle Prüfprotokoll und Foto- beziehungsweise CAD-Dokumentation ohne personenbezogene oder vertrauliche Daten.

Lernkontrolle

1. Auftragsanalyse Profilbiegen: Prüfe einen absichtlich unvollständigen Auftrag, formuliere mindestens fünf technische Rückfragen und begründe, welche Risiken ohne Klärung entstehen.
2. Berechnung und Plausibilität: Berechne für einen 120-Grad-Bogen mit Mittellinienradius 450 mm und zwei Geraden von 250 mm die Zuschnittlänge einschließlich 8 mm Zugabe und führe eine Größenkontrolle durch.
3. Werkstoff und Verfahren: Entscheide für ein dünnwandiges Edelstahlrohr, ein massives Flachprofil und ein empfindliches Aluminium-Sichtprofil jeweils über ein mögliches Biegeverfahren und nenne fehlende Herstellerdaten.
4. Arbeitsschutztransfer: Leite aus Einzugsgefahr, schwenkendem Langmaterial und gespeicherter Energie konkrete technische, organisatorische und persönliche Maßnahmen ab.
5. Qualitätsentscheidung: Bewerte ein fiktives Prüfergebnis mit Radiusabweichung, Verdrehung und Oberflächenspur; entscheide begründet zwischen Freigabe, Nacharbeit und Sperrung.
6. Fehlerursachen und Verbesserung: Entwickle für einen wiederholt auftretenden Faltenfehler eine Ursachenanalyse, einen sicheren Versuchplan und Kriterien für die Wirksamkeitskontrolle.
7. Daten- und Revisionsschutz: Erkläre, warum ein technisch korrektes CNC-Programm mit falschem Revisionsstand nicht verwendet werden darf, und entwirf zwei Präventionsmaßnahmen.

Lernnachweis

Als Lernnachweis reichst du ein vollständiges, zusammenhängendes Auftragspaket ein. Es besteht aus einer Auftragsanalyse, einer bemaßten Skizze oder CAD-Zeichnung, der nachvollziehbaren Längenberechnung, einer begründeten Werkstoff- und Verfahrenswahl, einem Arbeitsplan, einer Gefährdungsbetrachtung, einem Prüfplan, einem ausgefüllten Prüfprotokoll sowie einer Reflexion zu Qualität, Kosten, Nachhaltigkeit, Digitalisierung und Datenschutz.

Der praktische Anteil wird entweder an einer freigegebenen Maschine unter befugter Aufsicht oder als sichere Simulation mit CAD-Modell, Schablone und ungefährlichem Modellprofil durchgeführt. Als prüfbares Ergebnis gelten die im Auftrag festgelegten Maße und Qualitätsmerkmale. Abweichungen werden nicht verborgen, sondern fachlich bewertet. Der Lernnachweis wird mit dem Bewertungsraster des Praxisfalls beurteilt und kann durch ein kurzes Fachgespräch ergänzt werden.

Erwartete Kompetenzen:

1. Du analysierst einen Auftrag und klärst fehlende Angaben.
2. Du erklärst Werkstoffverhalten, Rückfederung, Kaltverfestigung und mögliche Gefügeänderungen.
3. Du berechnest Bogen- und Zuschnittlängen mit eindeutigen Bezugsmaßen.
4. Du wählst Verfahren, Maschine, Werkzeug und Prüfmittel begründet aus.
5. Du planst sichere, umweltgerechte und wirtschaftliche Arbeitsschritte.
6. Du prüfst Maß, Form und Oberfläche und leitest aus Fehlern Verbesserungen ab.
7. Du dokumentierst digital, revisionssicher und datensparsam.

OER und Wikipedia

Der folgende Wikipedia-Artikel bietet einen frei zugänglichen Einstieg in das Biegeumformen. Für betriebliche Entscheidungen sind zusätzlich aktuelle Normen, Betriebsanleitungen und freigegebene Verfahrensanweisungen erforderlich.

Fachliche Ausgangsquellen

1. KMK-Rahmenlehrplan Konstruktionsmechaniker, Lernfeld 7 auf PDF-Seite 15: Kompetenzen und Inhalte des Lernfelds.
2. BIBB-Berufsprofil Konstruktionsmechaniker: Ausbildungsdauer, Berufsbild und Verweis auf die aktuelle Ausbildungsordnung.
3. DIN 8580:2022-12 bei DIN Media: Ordnungssystem der Fertigungsverfahren.
4. DIN 8586:2025-12 bei DIN Media: aktuelle Norm zum Biegeumformen; der vollständige Normtext ist nicht Bestandteil dieses OER-Kurses.
5. Betriebssicherheitsverordnung: rechtlicher Rahmen für die sichere Verwendung von Arbeitsmitteln.
6. DGUV Information 209-019: Gefährdungen und Schutzmaßnahmen bei Blechbearbeitung und Biegeumformen.
7. DGUV Regel 109-607: branchenspezifische Lösungen für Sicherheit und Gesundheit im Metallbau.
8. DGUV-Themenfeld Draht- und Biegemaschinen: Hinweise zu Gefährdungen und Schutzkonzepten unter anderem für Profilbiegemaschinen.
9. Schulungsvideos Profilbiegemaschinen von Gelber-Bieger: deutschsprachige Herstellererklärungen zu Aufstellung, Programmierung, Profilwalzensatz und Aluminiumprofilen.
10. Internationale Hydraulik Akademie – Videos Tipps und Tricks: offizieller Nachweis für das Tutorial „Rohre richtig biegen“.

Mediennachweise und Lizenzen

Medium	Geprüfter Nachweis	Urheber oder Anbieter	Lizenz- beziehungsweise Nutzungshinweis
File:Biegeteile.jpg	Wikimedia Commons	Willy Stahl / RAS Reinhardt Maschinenbau GmbH	CC BY-SA 3.0, zusätzlich GFDL laut Dateiseite
File:Roll forming.png	Wikimedia Commons	Laurens van Lieshout	Gemeinfrei laut Dateiseite
File:Bending machine Comac 306.jpg	Wikimedia Commons	Валентина Александрова	CC BY-SA 3.0
File:Roll bender.jpg	Wikimedia Commons	Quantum Machinery	CC BY-SA 4.0
File:Wafios-rohrbiegemaschine.png	Wikimedia Commons	Andreas Hoster / Wafios AG	CC BY-SA 4.0, Freigabe auf der Dateiseite dokumentiert
Profilbiegemaschinen und Programmierung	Offizielle Schulungsseite	Gelber-Bieger GmbH	Verlinkung; keine offene Lizenz oder Bearbeitungserlaubnis ausgewiesen
Rohre richtig biegen	Offizielle Videoseite	Internationale Hydraulik Akademie, Trainer Matthias Müller	Verlinkung; keine offene Lizenz oder Bearbeitungserlaubnis ausgewiesen
https://www.youtube.com/watch?v=hazqBhqCZoc	HS Umformtechnik – Firmenvideo	HS Umformtechnik	Verlinkung und Einbettung; keine OER-Lizenz oder Bearbeitungserlaubnis behauptet

Quellen- und Medienprüfung: 25. Oktober 2026. Die Bilddateien wurden über ihre Commons-Dateiseiten auf Dateiname, Urheberangabe und Lizenzhinweis geprüft. Die Videos wurden über offizielle Anbieter- oder Nachweisseiten als deutschsprachige Ergänzungen ausgewählt; sie sind nicht als OER ausgewiesen. Prüfe vor einer Weiterverwendung außerhalb der Einbettung die jeweils aktuelle Rechteangabe der Plattform. Keine der Medienquellen ersetzt die Betriebsanleitung oder eine fachkundige Unterweisung.

Verknüpfte Lernbereiche

Umformen von Profilen Auftragsanalyse Technische Zeichnung Werkstoffkunde Kaltumformen Warmumformen Biegeumformen Fertigungsplanung Arbeitssicherheit Qualitätssicherung Messtechnik Nachhaltige Produktion Digitale Fertigung Datenschutz

Das Lernfeld ist mit Mathematik durch Kreisgeometrie, Einheiten und Kostenrechnung verbunden. Physik und Werkstofftechnik erklären Spannung, Dehnung, Elastizität, Plastizität und Gefügeänderung. Technische Kommunikation liefert Zeichnungen, Skizzen, Stücklisten und Prüfpläne. Wirtschafts- und Sozialkunde ergänzt Kundenkommunikation, Qualitätskosten und betriebliche Verantwortung. Informatik und Digitalisierung betreffen CAD, CNC-Daten, Versionierung, Zugriffsrechte und Rückverfolgbarkeit. In Projekten lassen sich außerdem Montieren von Baugruppen, Fügen, Schweißen, Korrosionsschutz und Instandhaltung anschließen.

Vor der betrieblichen Umsetzung sind der betriebliche Ausbildungsplan, die Vorgaben der zuständigen Kammer, der Landeslehrplan, die schulische Lernsituation sowie die betrieblichen Maschinen- und Qualitätsvorgaben abzugleichen. Dieser aiMOOC ist ein frei zugängliches Lernangebot und keine amtliche Anerkennung, Unterweisung, Maschinenfreigabe oder Prüfungszulassung.

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