aiMOOC

Herstellen von Schmiedeteilen - Metallbauer - LF 9b

QR-Code

Einleitung

Du lernst, einen berufstypischen Fertigungsauftrag im Metallbau der Fachrichtung Metallgestaltung selbstständig zu analysieren, zu planen, fachlich zu begründen, sicher auszuführen beziehungsweise zu simulieren, zu prüfen und zu dokumentieren. Der Schwerpunkt liegt auf Schmiedeteilen: vom Entwurf über Material- und Wärmebedarf, Freiformschmieden und Gesenkschmieden bis zur Qualitätskontrolle. Dieser Kurs richtet sich an Auszubildende im 3. Ausbildungsjahr; der KMK-Rahmenlehrplan ordnet Lernfeld 9b mit 80 Stunden dem 3. und 4. Ausbildungsjahr gemeinsam zu. Betrieblicher Ausbildungsplan, zuständige Handwerkskammer und geltender Landeslehrplan entscheiden über die konkrete zeitliche Umsetzung.

Dein Lernziel: Aus einer anonymisierten, fiktiven Auftragsbeschreibung entwickelst du einen prüffähigen Arbeitsplan mit Freihandskizze, Werkstoffentscheidung, Werkzeug- und Vorrichtungskonzept, Rohlängen- und Energiebedarfsrechnung, Gefährdungsbeurteilung, Schablone, Prüfprotokoll und reflektiertem Ergebnis. Die heiße Fertigung und Maschinenbedienung erfolgen ausschließlich bei betrieblicher Freigabe und unter befugter fachlicher Aufsicht. Als gleichwertig auswertbarer Lernweg dient ein CAD-, Karton-, Knet- oder Schaumstoffmodell ohne Feuer und ohne bewegte Maschinen.

Verbindliche Bezugsquellen für die Unterrichtsplanung: KMK-Rahmenlehrplan Metallbauer/Metallbauerin, Druckseite 22, Lernfeld 9b, BIBB-Berufsprofil Metallgestaltung und Ausbildungsordnung, § 4. Die ursprünglich häufig verlinkte BIBB-Profilkennung mfdffd führt zur anderen Fachrichtung Konstruktionstechnik; für diesen Kurs gilt die verlinkte Profilseite Metallgestaltung. Die Kursaufgaben begründen keine amtliche Anerkennung oder Prüfungszulassung.

Manuelles Formen auf dem Amboss. Bild: Johnnybam, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Filmimpuls: ARD alpha: Metallbauer/-in, Fachrichtung Metallgestaltung (deutschsprachiges Berufs- und Unterrichtsporträt, keine frei lizenzierte OER-Datei). Achte beim Sehen auf Entwurfsarbeit, Fachsprache, Werkzeugführung, Gestaltung und gegenseitige Absicherung.

Auftrag analysieren, skizzieren und planen

Auftrag, Funktionen und Abnahmekriterien

Die typische Metallgestaltung verbindet Funktion, Gestaltung und Fertigbarkeit. Ein Schmiedeteil kann etwa eine dekorative Rosette, ein Torbeschlag, ein Haken oder ein handgeschmiedetes Verbindungselement sein. Du prüfst zunächst Verwendungszweck, Trag- oder Nichttragfunktion, gewünschte Proportionen, Korrosionsbeanspruchung, Liefertermin und die Maßvorgaben. Bei tragenden oder sicherheitsrelevanten Bauteilen sind Bemessung und Freigabe gesondert durch Berechtigte erforderlich; ein Lernmuster darf nicht ungeprüft eingebaut oder belastet werden.

Du unterscheidest Muss-Kriterien (etwa Werkstofffreigabe, Maße, Unfallverhütung) und Kann-Kriterien (etwa Oberflächenmuster, handwerkliche Gestaltung). Die Fertigungsfolge sollte auf einer Skizze mit Bezugskanten, Werkstoff, Querschnitt, Abwicklungs- beziehungsweise Mittellinienmaßen und geforderten Konturen aufbauen. Eine plastische Freihandzeichnung zeigt Volumen durch perspektivische Darstellung und Schattierung; eine Maßskizze zeigt dagegen prüfbare Zahlen. Beide erfüllen unterschiedliche Aufgaben.

Freihandzeichnung, Schablone und digitaler Fertigungsplan

Arbeite für eine Zierform zuerst mit Vorder- und Seitenansicht. Zeichne den Rohquerschnitt, kennzeichne verdickte, gestreckte und gebogene Zonen und ergänze eine plastische Ansicht mit Licht und Schattierung. Für wiederkehrende Bogenformen eignet sich eine Schablone aus Karton oder einem anderen ungefährlichen Modellwerkstoff. Eine Schmiedelehre dient zum Vergleichen bestimmter Konturen und Maße. Vor jedem Arbeitsschritt muss erkennbar sein, welches Prüfmerkmal danach kontrolliert wird.

Digitale Werkzeuge können CAD-Ansichten, Stücklisten, pseudonymisierte Fertigungsprotokolle und Variantenvergleiche erzeugen. Prüfe Dateien vor der Nutzung auf Maßstab, Materialdaten, Versionsstand und Rechte. Nutze im Kurs ausschließlich fiktive Auftragsnummern, keine Kundenadressen, Beschäftigtendaten oder Bilder identifizierbarer Personen. Automatisch berechnete Vorschläge ersetzen weder Arbeitsfreigabe noch fachliche Messung.

Typische Fehler: Maße direkt aus perspektivischen Bildern ablesen; Schattierung statt Materialstärke interpretieren; die Querschnittsänderung beim Strecken in der Rohlängenrechnung vergessen; die echte Werkstattfreigabe aus einer Simulation ableiten.

Werkstoffeigenschaften und Umformprinzipien

Werkstoffwahl für Bauteil und Werkzeug

Schmiedbarkeit bezeichnet die Eignung eines Werkstoffs, sich unter bestimmten Bedingungen durch Druck umformen zu lassen, ohne unzulässige Schädigung. Unlegierte kohlenstoffarme Stähle werden für viele handwerkliche Formen verwendet; bei legierten Stählen verändern die Legierungselemente unter anderem die erforderliche Temperaturführung, Zähigkeit und Wärmebehandlung. Auch Kupferlegierungen kommen für gestalterische Elemente infrage, haben jedoch andere Verarbeitungsfenster und können besondere Emissions- und Gesundheitsrisiken bergen. Die genaue Sorte, der Lieferzustand und der betriebliche beziehungsweise herstellerbezogene Eignungsnachweis entscheiden; allein das Wort Stahl oder Messing genügt nicht.

Werkzeuge müssen andere Anforderungen erfüllen als das fertige Zierteil: Hammer und Amboss müssen wiederholte Belastung ertragen; Warmarbeits- und Gesenkwerkzeuge müssen außerdem ihre Funktion unter thermischer Beanspruchung behalten. Materialverwechslungen können zu Rissen, Maßfehlern oder Werkzeugschäden führen. Aus diesem Grund gehören Rückverfolgbarkeit, Sichtkontrolle, passende Werkstoffnachweise und Abgleich mit der Zeichnung zur Vorbereitung.

Plastisches Fließen und Volumenerhaltung

Beim Umformen ändert sich die Gestalt im plastischen Bereich, ohne dass das Ausgangsmaterial gezielt als Späne abgetragen wird. Für eine erste Rohlängenrechnung darfst du annähernd konstantes Volumen annehmen: V vor der Umformung ungefähr gleich V nach der Umformung, solange kein nennenswerter Materialverlust auftritt. Das ist eine Modellannahme, keine Zusage über Abbrand, Gratbildung, Zuschnitt oder Verzug.

Recken beziehungsweise Ausstrecken vergrößert die Länge und verkleinert dabei typischerweise den Querschnitt. Stauchen verkürzt einen Bereich und vergrößert seinen Querschnitt. Biegen ändert die Richtung einer Achse; Verdrehen führt zu einer Torsionsform. Absetzen erzeugt definierte Querschnittsübergänge. Dazu kommen nach Aufgabenstellung Trennen (etwa vorbereiteter Zuschnitt) und Fügen (zum Beispiel eine fachgerecht geplante Verbindung). An kritischen Stellen sind Kerben, zu dünne Querschnitte, ungleichmäßige Übergänge und verdeckte Risse zu vermeiden.

Schmiedeumgebung mit Feuerstelle: erst Gefährdungen erkennen, dann betrieblich freigeben. Bild: katchoo2cc, Wikimedia Commons, CC BY 2.0.

Mini-Rechenbeispiel: Ein Rundmaterial von 10 mm Durchmesser und 100 mm Länge hat näherungsweise das Volumen 3,1416 × 10² / 4 × 100 = 7.854 mm³. Wird es idealisiert auf 8 mm Durchmesser gereckt, beträgt die neue Länge 7.854 / (3,1416 × 8² / 4) ungefähr 156 mm. Tatsächliche Oberflächenverluste, Endübergänge und Fertigungstoleranzen erfordern eine zusätzliche Reserve und anschließende Messung.

Verfahren, Werkzeuge und Maschinen fachgerecht auswählen

Freiformschmieden, Gesenkschmieden, Trennen und Fügen

Beim Freiformschmieden entsteht die Form durch gezielte lokale Werkzeugwirkung, beispielsweise auf dem Amboss. Das Verfahren ist bei Einzelstücken, variierenden Konturen und künstlerischen Formen besonders flexibel. Beim Gesenkschmieden begrenzt ein formgebendes Werkzeug die Geometrie stärker. Ein Gesenk wird vor allem bei wiederholter Formgebung wirtschaftlich interessant, verursacht jedoch Werkzeug- und Einrichtungsaufwand. Diese Gegenüberstellung ist keine Gleichsetzung mit einem bestimmten Fertigungsverfahren oder einer pauschalen Stückzahlgrenze.

Formgebende Tätigkeiten: Stauchen für Verdickungen, Strecken für Verjüngungen, Biegen für Radien, Verdrehen für Dekore und Schlichten für die Oberflächenform. Trennende Tätigkeiten: fachgerechtes Längen und gegebenenfalls Trennen an vorbereiteten Stellen. Fügende Tätigkeiten: beispielsweise passende mechanische Verbindungen; das Feuerschweißen erfordert eine eigene betriebliche Sicherheits- und Werkstofffreigabe und ist keine unbeaufsichtigte Übung.

Beschriftete Ambossdarstellung (Beschriftung im Bild englisch): Lage von Horn und Arbeitsflächen erkennen. Darstellung: Gerald G, Beschriftung Andy Dingley, Wikimedia Commons, CC0.

Hammer, Zange, Ambosswerkzeug, Gesenk und Vorrichtung

Hämmer übertragen durch ihre Bahn und Schlagfläche Umformenergie; ihre Form ist nach Arbeitsschritt zu wählen. Zangen müssen das jeweilige Werkstück verlässlich führen, ohne unkontrolliertes Herausrutschen. Ambosswerkzeuge und Gesenke schaffen gezielte Querschnitts- oder Konturformen. Biege-, Verdreh- und Stauchvorrichtungen unterstützen wiederholbare Geometrien. Auszubildende können Konzeption, Auswahl sowie – nur nach betrieblicher Freigabe – Herstellung und Instandhaltung spezieller Hilfswerkzeuge und Vorrichtungen dokumentieren.

Zum Werkzeugmanagement gehören Sichtprüfung auf Beschädigung, passende Befestigung, Erfassung von Verschleiß, Wartung nach Herstellerangaben, sichere Lagerung und Kennzeichnung gesperrter Geräte. Einen schadhaften Hammer, lose Werkzeughalter oder beschädigte Zangen setzt du nicht weiter ein. Umbau, Instandsetzung und Wiederinbetriebnahme erfolgen nur durch zuständige, qualifizierte Personen nach den einschlägigen betrieblichen Verfahren.

Maschinenhämmer und Pressen im Vergleich

Ein Maschinenhammer nutzt wiederholte dynamische Schläge. Eine Schmiedepresse formt mit kontrollierter Druckeinwirkung, die je nach Technik anders auf das Werkstück wirkt. Auswahlkriterien sind Werkstückgröße, erforderliche Form, Wiederholgenauigkeit, Energie- und Werkzeugbedarf sowie vorhandene Sicherheitseinrichtungen. Das Bild eines künstlerischen Maschinenhammer-Arbeitsplatzes unterscheidet sich bewusst von der dargestellten hydraulischen Industrie-Schmiedepresse: Beide illustrieren Maschinen, die nicht ohne Freigabe und Unterweisung zu bedienen sind.

Kunstschmied am Maschinenhammer. Bild: Wasapl, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.

Hydraulische Schmiedepresse als industrieller Vergleich. Bild: Supersonic0714, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.

Deutschsprachiges Fachvideo: Industrieverband Massivumformung – Wichtigste Verfahren der Massivumformung. Untersuche Unterschiede zur handwerklichen Einzelstückfertigung.

Typische Fehler: Gesenk und Ambosswerkzeug gleichsetzen; das Einrichten von Maschinen mit der bloßen Wahl einer Maschine verwechseln; Schutzeinrichtungen als optional behandeln; Risse und Werkzeugverschleiß trotz Auffälligkeiten ignorieren. Die DGUV Regel 109-607, Branche Metallbau behandelt unter anderem besondere Schutzmaßnahmen für handbestückte Schmiedepressen und sichere Rüstvorgänge.

Wärmequellen, Energie, Arbeitssicherheit und Nachhaltigkeit

Kohle, Gas und Elektrizität vergleichen

Das Erwärmen ist ein eigener qualitäts- und sicherheitsrelevanter Prozess. Kohlefeuer verlangt insbesondere Aufmerksamkeit für Brennstoffqualität, Rauch, Staub, Emissionen und Aschereste. Gasbefeuerte Einrichtungen erfordern geeignete Gasinstallation, Dichtheit, Abgasführung und Herstellervorgaben. Elektrische Erwärmung vermeidet am Einsatzort die unmittelbare Verbrennung des Brennstoffs, ist aber nicht automatisch emissionsfrei; entscheidend sind Strommix, Wirkungsgrad, Prozessplanung und Anlagenzustand. Wähle keine Energiequelle allein nach der Anschaffung oder Farbe des Feuers aus.

Temperaturbestimmung: Glühfarbe kann durch Umgebungslicht, Oberfläche und Material täuschen. Für überprüfbare Temperaturangaben sind zum Werkstoff und zur Anlage passende, kalibrierte Messverfahren (etwa ein geeignetes Pyrometer oder anlagenseitige Sensorik) und Herstellerangaben erforderlich. Heiz- und Umformtemperaturen sowie Abkühlwege dürfen nicht aus Fotos abgeleitet werden. Gerade bei legierten Stählen und Kupferlegierungen gibt es unterschiedliche Verarbeitungsfenster. Konkrete Betriebswerte legt das freigebende Fachpersonal fest.

Glühendes Werkstück am Amboss. Die sichtbare Farbe ist keine geeichte Temperaturmessung. Bild: David Whelan, Wikimedia Commons, CC0.

Energiebedarf, Wirkungsgrad und Emissionen

Der vereinfachte Nutzwärmebedarf lässt sich mit Q = m × c × ΔT abschätzen: Masse m in kg, angenommene spezifische Wärmekapazität c in kJ/(kg × K), Temperaturänderung ΔT in K. Die theoretisch zugeführte Energie ist E = Q / η mit einem angenommenen Gesamtwirkungsgrad η zwischen null und eins. Eine beispielhafte Brennstoffmasse folgt aus m Brennstoff = E / Heizwert. Die realen Werte hängen stark von Wärmeverlusten, Ofenmasse, Aufheizzeit, wechselnder Wärmekapazität, Anlagenlast und erneutem Erwärmen ab; Lernrechnungen dürfen nicht als Betriebsparameter verwendet werden.

Nachhaltige Prozessplanung umfasst gebündelte Aufträge, kurze aber sichere Transportwege, sinnvolle Materialzuschnitte, geeignete Betriebsbereitschaft der Anlage, vorausschauende Wartung, erfassten Abbrand und möglichst geringe Nacharbeit. Berechne nach einem Test außerdem Materialausnutzung = nutzbare Produktmasse / eingesetzte Rohmasse × 100 %. Dokumentiere Annahmen statt scheingenauer Umwelt- oder Kostenversprechen.

Gefährdungen und sichere Alternativen

Gefährdungen sind unter anderem Verbrennungen durch scheinbar kaltes Metall, Funken und Zunder, Quetsch- und Scherstellen an Maschinen, Lärm, Splitter, Fehlgriffe, Brand, unzureichende Absaugung sowie Rauch und Gase. Nach Arbeitsschutzgesetz, Gefahrstoffverordnung und Betriebssicherheitsverordnung organisiert der Betrieb die anlagen- und tätigkeitsbezogene Gefährdungsbeurteilung; dabei hat das STOP-Prinzip Vorrang: Substitution, technische, organisatorische und personenbezogene Schutzmaßnahmen. Schutzbrille, geeignete wärmebezogene Schutzkleidung, Handschutz, Gehörschutz, Schuhwerk und Lüftung werden auf Basis dieser Beurteilung ausgewählt – nicht pauschal aus einem Lernvideo übernommen.

Stopp-Regel: Ohne Freigabe, Unterweisung, funktionsfähige Schutzeinrichtungen, sichere Gas-/Elektroversorgung, geeignetes Hebe- und Greifkonzept sowie erforderliche Aufsicht findet keine Heiß- oder Maschinenarbeit statt. Eine Lernende oder ein Lernender bedient keine Schmiedepresse oder Feuerstelle eigenständig aufgrund dieses Kurses. Wenn Schutzmaßnahmen fehlen, dokumentierst du die Abweichung und wechselst zu Kaltmodell, CAD oder Simulation. Für die Entsorgung von Zunder, Stäuben, Betriebsstoffen und Restmaterial gelten die betrieblichen Trenn- und Entsorgungswege sowie die einschlägigen lokalen Vorschriften.

Prüfbare Quellen: DGUV Regel 109-607: Branche Metallbau, Arbeitsschutzgesetz, Gefahrstoffverordnung und Betriebssicherheitsverordnung. Für anwendbare DIN- und EN-Normen, aktuelle DGUV-Fassungen, Sicherheitsdatenblätter und Herstellerdokumentationen ist vor der tatsächlichen Fertigung eine fachliche Aktualitätsprüfung im Betrieb nötig; hier werden keine Normtexte kopiert.

Durchgerechneter Praxisfall: dekorativer Musterhaken

Fiktiver Auftrag und Entwurf

Ein Metallgestaltungsbetrieb soll einen dekorativen Musterhaken ohne Freigabe für tragende Lasten als Einzelstück entwerfen. Das Bauteil wird als Lernmuster und nicht als zugelassenes Befestigungselement bewertet. Die Musterskizze zeigt einen runden Schaft mit einer umgeformten Spitze und einer gebogenen Kontur. Die folgenden Maße gelten als didaktisches Rechenmodell vor der Biegung und beziehen sich auf die abgewickelte Werkstück-Mittellinie.

Vorgaben: Ein vom Betrieb für das Modell bestätigter schmiedbarer unlegierter Stahl; Rohdurchmesser 12 mm. Fertiggeometrie idealisiert als Rundzylinder mit Durchmesser 12 mm und Länge 120 mm plus sich anschließender Kegelstumpf mit Länge 60 mm von Durchmesser 12 auf Durchmesser 4 mm. Das fertige Modell soll damit eine entwickelte Mittellinienlänge von 180 mm besitzen. Zulässige Abweichung für die Lernkontrolle: entwickelte Länge ±3 mm, Spitzendurchmesser ±1 mm, Abstand der Außenkontur von der 1:1-Schablone höchstens 2 mm. Die Oberflächen sind auf sichtbare Risse und scharfe Grate zu prüfen. Die Biegekontur wird in der bemaßten Skizze und der Schablone gemeinsam festgelegt; die konkrete Biegerichtung ist keine Vorgabe aus diesem Text.

Rohlänge, Masse, Verluste und Energie vollständig berechnen

Schritt A – Endvolumen: Querschnittsfläche eines 12-mm-Rundzylinders A = π × 12² / 4 = 113,10 mm². Sein Teilvolumen beträgt V1 = 113,10 × 120 = 13.571,68 mm³. Das Teilvolumen des idealisierten Kegelstumpfs lautet V2 = π × 60 / 12 × (12² + 12 × 4 + 4²) = 3.267,26 mm³. Insgesamt gilt V fertig = V1 + V2 = 16.838,94 mm³ beziehungsweise 16,839 cm³.

Schritt B – Ideale Rohlänge: Für gleichmäßiges Ausgangsrundmaterial gilt L ideal = 16.838,94 / 113,10 = 148,89 mm. Der Rohling ist kürzer als das entwickelte Endteil, weil sein Querschnitt beim Recken kleiner wird.

Schritt C – Verlustannahme: Für dieses reine Lernbeispiel werden 8 % der Rohmaterialmenge als mögliche Summe aus Beschnitt, Abbrand und Versuchen reserviert. Deshalb L Roh = 148,89 / (1 – 0,08) = 161,84 mm; auf ganze Millimeter aufgerundet also 162 mm. Die 8 % sind eine frei gewählte Unterrichtsannahme, keine allgemeingültige Schmiedezugabe. Die reale Freigabe erfordert betriebsspezifische Erfahrungswerte und die tatsächliche Zuschnittfestlegung.

Schritt D – Masseschätzung: Für eine illustrative Dichte von 7,85 g/cm³ beträgt die ideale Endmasse 16,839 × 7,85 = 132,2 g. Bei 162 mm Rohlänge beträgt das Rohvolumen 113,10 × 162 = 18.322 mm³ beziehungsweise 18,322 cm³; somit die Rohmasse ungefähr 143,8 g. Die modellhafte Materialausnutzung ist 132,2 / 143,8 × 100 % = 91,9 %. Der Rest von ungefähr 11,6 g muss im echten Prozess beobachtet und zugeordnet werden; er tritt nicht zwangsläufig genau so auf.

Schritt E – reine Vergleichsrechnung zur Nutzwärme: Bei gerundeten 0,144 kg Rohmasse, angenommenem c = 0,49 kJ/(kg × K) und einer rein rechnerischen Temperaturdifferenz von 900 K ergibt sich Q = 0,144 × 0,49 × 900 = 63,5 kJ. Der Wert c bleibt in Wahrheit nicht konstant. Wird als Modell ein Gesamtwirkungsgrad η = 0,15 gesetzt, folgt E = 63,5 / 0,15 = 423 kJ. Bei einem rein angenommenen Brennstoff-Heizwert von 42.000 kJ/kg wäre die rechnerische Masse 423 / 42.000 = 0,0101 kg. Diese Zahlen sind keine Verbrauchsprognose: Wärme für Anlage, Werkzeuge und Abgas, Betriebsdauer und Wiedererwärmung sind nicht gesondert bilanziert. Weder 900 K noch 15 % sind eine Betriebsanweisung oder temperaturbezogene Freigabe.

Plausibilitätskontrolle: mm² mal mm ergibt mm³; Dichte wird erst nach Umrechnung mm³ in cm³ eingesetzt. Energie in kJ wird nicht mit Masse in g verwechselt. Ergibt deine Rohlänge nur 149 mm trotz geplanter Verluste, fehlt die Zugabe. Ergibt dein Fertigvolumen mehr als das Rohvolumen ohne Materialzufuhr, ist die Berechnung widersprüchlich.

Arbeitsplan mit Sicherheits- und Prüfpunkten

Phase	Nachweisbare Handlung	Prüfkriterium beziehungsweise Freigabe
Auftragsklärung	Fiktives Funktionsblatt, Musterskizze und Zielmaße abstimmen	Zweck als nichttragendes Muster, Konturmaße und Abnahme festgelegt
Planung	Materialnachweis prüfen, Querschnitte und Rohlänge rechnerisch ermitteln	162 mm Rechenrohling unter den genannten Annahmen; Einheitentest bestanden
Hilfsmittel	1:1-Schablone und geeignete Werkzeug- bzw. Vorrichtungsliste entwerfen	Schablone beschriftet, Werkzeugzustand und Eignung vom Fachpersonal bewertet
Sicherheit	Gefährdungsbeurteilung, STOP-Maßnahmen und Betriebsfreigaben abstimmen	Keine Heißarbeit ohne befugte Aufsicht, keine gesperrten Maschinen oder Hilfsmittel
Gestaltgebung	Unter Aufsicht und mit betrieblicher Prozesskarte fertigen oder sicher per Kaltmodell/CAD simulieren	Entwicklung von Schaft, Spitze und Bogen nachvollziehbar dokumentiert
Prüfen	Kontur, Endmaße, Sichtmerkmale und bei Bedarf zugelassene werkstattübliche Prüfungen dokumentieren	Mittellinienlänge 180 ±3 mm, Spitze 4 ±1 mm, Schablonenabweichung höchstens 2 mm
Auswerten	Plan-Ist-Vergleich, Materialausnutzung, Energieannahmen und Verbesserung notieren	Messprotokoll, Bild/Modell, Abweichungen und begründete Korrekturen vorhanden

Maschinen- und Werkzeugwartung im Auftrag: Eine festgestellte Beschädigung wird fotografisch nur ohne Personendaten beschrieben, das Werkzeug gekennzeichnet und an die zuständige Fachkraft gemeldet. Eine eigene Reparatur ist kein Pflichtschritt und erfolgt ausschließlich bei entsprechender Qualifikation und Freigabe. Zum Vergleich mit einer digitalen Massivumformungssimulation dient das folgende Video; die Simulation ersetzt nicht die Betriebsprüfung einer echten Presse.

Deutschsprachiges Fachvideo: Industrieverband Massivumformung – Schmieden am Bildschirm.

Bewertungsraster und typisches Feedback

Kriterium	Punkte	Woran ist es prüfbar?
Auftrag und plastische Freihandskizze	20	Funktion, Skizzenansichten, Schattierung und vollständige Maße
Werkstoff, Verfahren und Werkzeugkonzept	15	Begründete Auswahl, Abgrenzung Freiform/Gesenk und geeignete Hilfsmittel
Rohlängen-, Massen- und Energiebilanz	20	Rechenwege, Einheiten, Annahmen und Plausibilitätsprüfung
Arbeits-, Gesundheits-, Umwelt- und Datenschutzkonzept	15	Konkrete STOP-Maßnahmen, sichere Alternative, Ressourcen- und Datenschutzentscheidung
Schablone, Modell und Prüfung	20	Formabgleich, Maßprotokoll, Fehleranalyse und gesperrte Verwendung bei Abweichung
Dokumentation und Verbesserung	10	Versionsstand, Plan-Ist-Vergleich, Reflexion und nachvollziehbare nächste Schritte
Gesamt	100	Individuelle Bewertung anhand vorgelegter Nachweise

Rückmeldung bei Rechenfehler: Prüfe zuerst, ob sich Volumen beim Strecken im Modell erhält und ob die Verlustreserve richtig als Anteil der Rohmasse interpretiert wurde. Rückmeldung bei Formfehler: Vergleiche die tatsächliche Kontur mit der 1:1-Schablone und halte die Stelle der größten Abweichung fest. Rückmeldung bei Sicherheitsmangel: Keine Durchführung; ergänze die Gefährdungsbeurteilung oder wähle das Kaltmodell. Ein sauber dokumentiertes Modell ohne heiße Fertigung kann die fachlichen Planungs- und Prüfkompetenzen belegen; es bescheinigt keine praktische Maschinenbefähigung.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Fachwissen

Welche Aussage beschreibt das Prinzip des Reckens am treffendsten? (Die Länge nimmt bei gleichzeitig kleiner werdendem Querschnitt zu) (!Die Länge nimmt bei gleichzeitig größer werdendem Querschnitt ab) (!Die Masse wächst durch die Umformung ohne Materialzufuhr) (!Das Werkstück wird ausschließlich durch Spanabnahme verlängert)

Welche Information gehört unbedingt vor die Fertigungsfreigabe einer Zierkontur? (Eine bemaßte Skizze mit Funktion und Prüfkriterien) (!Nur eine perspektivische Zeichnung ohne Maße) (!Ausschließlich die Farbe einer glühenden Probe) (!Nur der Preis des verwendeten Hammers)

Worin liegt ein typischer Vorteil des Freiformschmiedens bei Einzelstücken? (Die Formgebung lässt sich flexibel an unterschiedliche Konturen anpassen) (!Jede Form entsteht ohne Werkzeugwahl) (!Der Werkstoff benötigt grundsätzlich keine Erwärmung) (!Eine individuelle Kontur erfordert immer ein vollständiges Gesenk)

Was ist die Hauptfunktion einer Schmiedelehre? (Das Prüfen einer vorgegebenen Kontur oder eines Maßes) (!Das automatische Ermitteln der chemischen Zusammensetzung) (!Das Ersetzen aller Maßnahmen der Gefährdungsbeurteilung) (!Das Erhöhen der Brennstoffmenge bei jedem Auftrag)

Welche Aussage zur Glühfarbe ist fachlich richtig? (Sie ist allein keine verlässliche kalibrierte Temperaturmessung) (!Sie zeigt unabhängig vom Umgebungslicht eine exakte Temperatur) (!Sie ersetzt bei jedem Werkstoff die Herstellerdaten) (!Sie belegt automatisch die zulässige Umformtemperatur)

Wie wird eine geplante Verlustreserve von acht Prozent des Rohmaterials rechnerisch berücksichtigt? (Die ideale Rohlänge wird durch null Komma zweiundneunzig geteilt) (!Die ideale Rohlänge wird stets mit null Komma acht multipliziert) (!Der endgültige Querschnitt wird ohne Volumenbezug verdoppelt) (!Der Werkstoffbedarf bleibt unabhängig von Verlusten gleich)

Was bedeutet ein Wirkungsgrad von fünfzehn Prozent im vereinfachten Heizmodell? (Fünfzehn Prozent der zugeführten Energie werden als Nutzwärme angesetzt) (!Die Nutzwärme ist fünfzehnmal höher als die zugeführte Energie) (!Jeder Ofen hat zwingend genau diesen Wert) (!Nur fünfzehn Prozent des Werkstückvolumens dürfen geprüft werden)

Welche Handlung ist bei einer beschädigten Haltezange angemessen? (Die Zange sperren und die zuständige Fachkraft informieren) (!Die Zange ohne Prüfung weiter benutzen) (!Den Defekt durch höhere Schlaggeschwindigkeit ausgleichen) (!Die Zange ohne Qualifikation eigenständig umbauen)

Welche Maßnahme gehört zum STOP-Prinzip vorrangig vor bloßer Schutzausrüstung? (Eine geeignete technische Schutzeinrichtung am Gefahrenbereich) (!Das Weglassen der Gefährdungsbeurteilung) (!Der Ersatz jeder Unterweisung durch ein Video) (!Das unbeaufsichtigte Starten einer Schmiedepresse)

Welche Dokumentation belegt die Qualität eines Musterhakens am besten? (Ein bemaßter Soll-Ist-Vergleich mit Schablone und Messprotokoll) (!Nur ein Foto ohne Maßstab und Datum) (!Nur die Angabe des Werkstattnamens) (!Nur eine Behauptung über die angeblich erreichte Formgenauigkeit)

Memory: Begriffe und Funktionen

Recken	Verlängern unter Verringerung des Querschnitts
Stauchen	Verkürzen bei typischer Querschnittszunahme
Gesenk	Formbestimmendes Werkzeug für wiederholte Konturen
Pyrometer	Gerät zur berührungslosen Temperaturmessung bei passender Anwendung
Schablone	Vorlage zum Vergleichen einer gefertigten Kontur
Zunder	Oxidschicht, die sich bei heißem Metall bilden kann

Drag-and-drop: Tätigkeit und Prüfziel zuordnen

Ordne die Tätigkeit zu	Passendes Ziel
Freihandskizze	Form und Proportion vor der Fertigung verständlich darstellen
Rohlängenberechnung	Ausgangsmaß aus einem angenommenen Fertigvolumen bestimmen
Gefährdungsbeurteilung	Gefahren erkennen und wirksame Schutzmaßnahmen festlegen
Schmiedelehre	Konturen des Werkstücks mit der Vorgabe vergleichen
Prüfprotokoll	Sollwerte, Istwerte und Abweichungen nachvollziehbar festhalten

Kreuzworträtsel: Fachwortschatz

Recken	Wie heißt das Verlängern eines Werkstückbereichs mit Querschnittsverringerung?
Stauchen	Wie heißt das Verdicken durch Verkürzen eines Werkstückabschnitts?
Gesenk	Wie heißt das formgebende Werkzeug für eine definierte Schmiedekontur?
Amboss	Wie heißt die massive Unterlage beim manuellen Schmieden?
Schablone	Wie heißt die Vorlage zum Konturvergleich?
Pyrometer	Wie heißt ein geeignetes Gerät zur berührungslosen Temperaturmessung?

LearningApps

Hier findest du eine externe Suche nach passenden Lernanwendungen; die angezeigten Treffer sind nicht Bestandteil dieses Kurses und müssen von der Lehrkraft auf fachliche Richtigkeit, Rechte und Datenschutz geprüft werden. Übermittle keine personenbezogenen Daten.

Lückentext: Zusammenhänge sichern

Im Lernfeld der Fachrichtung Metallgestaltung entstehen unter anderem individuelle

.

Eine Zeichnung mit Längen und Durchmessern nennt man

.

Beim Verlängern unter Verringerung des Querschnitts spricht man vom

.

Das Verdicken durch Verkürzen heißt

.

Ein formgebendes Werkzeug für wiederholte Werkstückformen ist ein

.

Eine Vorlage zur Kontrolle einer gebogenen Außenkontur heißt

.

Die berührungslose Temperaturmessung kann mit einem geeigneten

erfolgen.

Für einen idealisierten Materialvergleich wird näherungsweise das

erhalten.

Die Rohlänge wird bei einkalkulierten Materialverlusten um eine

erhöht.

Der Quotient aus Nutzwärme und zugeführter Energie heißt

.

Vor der Bedienung einer heißen Anlage ist eine wirksame

erforderlich.

Sollmaße und Istmaße werden im

gegenübergestellt.

Offene Aufgaben

Bearbeite Aufgaben zu einem fiktiven, anonymisierten Musterauftrag. Heiße Verfahren, Werkzeugbau und Maschinenbetrieb nur mit betrieblicher Freigabe und befugter Aufsicht; alle Aufgaben sind alternativ mit Zeichnung, ungefährlichem Kaltmodell oder Simulation bearbeitbar.

Leicht

Fachbegriffe: Erstelle ein beschriftetes Glossar zu Recken, Stauchen, Biegen, Gesenk, Zunder und Pyrometer. Nenne zu jedem Begriff einen sinnvollen Kontrollpunkt.
Freihandzeichnung: Skizziere drei Ansichten eines nichttragenden Musterhakens, ergänze Schattierung und lege mindestens vier prüfbare Maße fest.
Gefährdungen: Markiere in einem anonymen Schaubild fünf Schmiederisiken und ordne passende technische oder organisatorische Schutzideen zu.
Werkstoffvergleich: Vergleiche unlegierten Stahl, legierten Stahl und eine Kupferlegierung nach Verarbeitbarkeit, Kostenaspekt und möglichen Gesundheitsrisiken; belege deine Quellen.

Standard

Rohlängenrechnung: Berechne für einen Rundstab mit frei gewähltem Durchmesser und abgestuftem Zielprofil den idealen Materialbedarf und eine ausdrücklich begründete Verlustreserve.
Verfahrensvergleich: Entwerfe eine Matrix Freiformschmieden gegen Gesenkschmieden für Einzelstück und Kleinserie, jeweils mit Rüstaufwand, Gestaltung, Prüfbedarf und Risiken.
Werkzeug- und Wartungsplan: Erstelle eine fachlich kommentierte Liste für Hämmer, Zangen, Ambosswerkzeuge, Biege- und Verdrehhilfen sowie eine sichere Meldekette für beschädigte Teile.
Heizenergie: Berechne anhand ausdrücklich angenommener Werte Nutzwärme und Energieeinsatz für eine fiktive Rohmasse; überprüfe Einheiten und benenne mindestens vier reale Einflussfaktoren.

Schwer

Durchgängiger Musterauftrag: Erarbeite Skizze, Rohlängenrechnung, sichere Prozessfolge, CAD- oder Kaltmodell, Schablone, Messblatt und begründete Verbesserungsvorschläge für ein nichttragendes Zierteil.
Nachhaltigkeitsentscheidung: Vergleiche Kohle-, Gas- und Elektroerwärmung anhand eines selbst definierten, offengelegten Kriterienrasters und vermeide unbelegte CO2-Angaben.
Prüfstrategie: Entwickle für zwei unterschiedlich große Konturen einen Plan zu Messmitteln, Toleranzen, Sichtprüfung, Kalibrierungshinweisen und nachvollziehbarem Vorgehen bei Ausschuss.
Simulation und Datenschutz: Erstelle eine datensparsame digitale Fertigungsmappe mit Versionskontrolle, modellierter Umformfolge und begründeter Grenze zwischen Simulation und echter Betriebsfreigabe.

Lernkontrolle

Begründete Materialentscheidung: Erläutere anhand eines anonymen Einzelfertigungsauftrags, warum die Werkstoffeignung des Zierteils nicht automatisch die Werkstoffeignung für ein Gesenk bestimmt.
Rechen-Transfer: Zeige rechnerisch, wie sich eine veränderte Spitzengeometrie auf Endvolumen, ideale Rohlänge und die auszulegende Reserve auswirkt; kontrolliere Dimensionen und Annahmen.
Schutzhierarchie: Beurteile eine fiktive Werkstatt mit defekter Schutzabdeckung, Rauch und fehlender Unterweisung anhand des STOP-Prinzips; entscheide begründet über einen Arbeitsstopp.
Maschinenvergleich: Begründe für eine Serie von zwanzig unterschiedlich verzierten Einzelteilen, wann manueller Hammer, Maschinenhammer, Presse oder reine Modellsimulation zweckmäßig wären.
Nachhaltigkeitsanalyse: Vergleiche zwei plausible Wirkungsgrade, erläutere den Einfluss auf theoretischen Energiebedarf und führe die Grenzen der Modellrechnung an.
Fehlerdiagnose: Ein Muster hat Sollmaß 180 mm und Istmaß 184 mm sowie eine Abweichung von 3 mm zur Konturschablone. Beurteile die dokumentierten Toleranzen, leite einen sicheren nächsten Schritt ab und formuliere einen verständlichen Prüfvermerk.

Lernnachweis

Der Lernnachweis ist eine vollständige, prüfbare Fertigungsmappe für einen fiktiven nichttragenden Musterhaken oder ein vergleichbares Schmiedeteil. Du gibst ab: Auftrag und Zielkriterien; plastische Freihandskizze und bemaßte Ansichten; Werkstoff- und Werkzeugbegründung; Rohlängen-, Massen- und vereinfachte Energiebilanz; Arbeitsplan mit Sicherheitssperren; selbst entwickelte Schablone; Modell oder fachlich beaufsichtigt gefertigtes Lernstück; Soll-Ist-Protokoll, Reflexion und Versionsvermerk. Zum Beleg gehört die begründete Bewertung mit dem 100-Punkte-Raster aus dem Praxisfall. Ein Kaltmodell zeigt nachweisbar Planungs-, Gestaltungs- und Prüfkompetenz, jedoch keine geprüfte Fähigkeit zum Bedienen heißer Schmiedeanlagen.

Muster-Messblatt ohne Personendaten: Auftragskennung DEMO-LF9B-01; entwickeltes Sollmaß 180 ±3 mm; gemessene Modellmittellinie 181 mm; Sollspitze 4 ±1 mm; gemessener Modellspitzenquerschnitt 4,5 mm; maximale Schablonenabweichung 1,5 mm bei zulässigen 2 mm; Sichtbefund am Modell ohne auffällige Kanten. Das Modell erfüllt die angegebenen didaktischen Maßkriterien. Für ein echtes Schmiedeteil wären zusätzlich reale Werkstoffprüfung, Prozessfreigabe und gegebenenfalls weitere funktionsabhängige Anforderungen erforderlich. Nutze keine realen Kunden- oder Lernendendaten in Screenshots, Cloudtools oder Abgaben.

OER und Wikipedia

Primärquellen und berufsfachliche Referenzen:

KMK-Rahmenlehrplan, PDF-Druckseite 22, Lernfeld 9b – Kompetenzrahmen, Inhalte und Zeitrichtwert; redaktionell mit Landeslehrplan abgleichen.
BIBB: Metallbauer/-in Fachrichtung Metallgestaltung – Berufsprofil und Rechtsgrundlagen.
Metallbauer-Ausbildungsordnung, § 4 und Anlage – rechtliche Zuordnung der Fertigkeiten; verbindlich ist die geltende Fassung, betriebliche Ausbildungsplanung gesondert.
DGUV Regel 109-607, Branche Metallbau – Gefährdungen, Arbeitsorganisation, Schutzeinrichtungen; vor Ort mit aktuellen Fassungen und Herstellerangaben abgleichen.
DGUV-Themenseite: Tätigkeiten und Maßnahmen – erläutert unter anderem Arbeit an Schmiedepressen.
Wikipedia: Schmieden und Wikipedia: Gesenkschmieden – frei zugängliche Einstiegstexte, keine Ersatzquelle für verbindliche Betriebsanweisungen.

Externer Wikipedia-Lesebereich (deutschsprachiger Artikel, Inhalte und Drittanbieter-Cookies selbst prüfen):

Verifizierte Commons-Medien: Es wurden sechs fachlich passende Datei-Seiten mit Bildbeschreibung, Urheber und Lizenzstatus geprüft. Die unveränderten Bilddateien sind auf Wikimedia Commons unter den folgenden Bedingungen ausgewiesen; ein eingebettetes Bild übernimmt seine jeweilige Dateilizenz, nicht automatisch die Lizenz dieses Kurstexts. Bei Bearbeitungen zusätzliche Lizenzbedingungen beachten.

Eingebundene Datei	Geprüfte Dateiseite	Urheber	Lizenz und Nachweis
File:Blacksmith at Work on Anvil.jpg	Commons-Datei	Johnnybam	CC BY-SA 4.0
File:Blacksmith's Forge.jpg	Commons-Datei	katchoo2cc	CC BY 2.0
File:Anvil, labelled en.svg	Commons-Datei	Gerald G; Beschriftung Andy Dingley	CC0
File:4 artist blacksmith forging with power hammer.JPG	Commons-Datei	Wasapl	CC BY-SA 3.0
File:Forging Press.jpg	Commons-Datei	Supersonic0714	CC BY-SA 3.0
File:Blacksmith's hammer on hot metal and anvil (30162594246).jpg	Commons-Datei	David Whelan	CC0

Videonachweise: Die folgenden deutschsprachigen, fachlich zugeordneten Angebote wurden über die Seiten der Herausgeber überprüft. Die Videorechte sind nicht als freie OER-Lizenzen nachgewiesen; es werden ausschließlich die bereitgestellten Streams verlinkt oder eingebettet. Für Drittanbieterinhalte gelten deren Datenschutzregeln.

Industrieverband Massivumformung, Mediathek: Video „Wichtigste Verfahren der Massivumformung“ (YouTube-Kennung Pt2V-TK8JsA) und „Schmieden am Bildschirm“ (YouTube-Kennung 7mT6PIqeNhc); Quelle und Verantwortlicher: Industrieverband Massivumformung, keine Bearbeitungsfreigabe behauptet.
ARD alpha, „Ich mach's!: Metallbauer/-in Fachrichtung Metallgestaltung“ – Berufsrealität und Schmiedeunterricht; Veröffentlichung 12.07.2022, laut Anbieterseite abrufbar bis 12.07.2027.

Lizenz des Lernmaterials: Der neu verfasste, eigenständige Kursinhalt kann als offenes Lernmaterial unter einer geeigneten Creative-Commons-Lizenz weitergegeben werden; die konkreten Lizenzbedingungen der jeweiligen Plattformseite und der einzelnen Commons-Datei sind gesondert zu beachten. Die verlinkten amtlichen Dokumente und TV-Videos werden dadurch nicht neu lizenziert. Keine Norm-, Film- oder Buchtexte wurden übernommen.

Verknüpfte Lernbereiche

Schmiedeteile systematisch herstellen

Anschlussprojekte: eine Sammlung nichttragender Dekorelemente mit gemeinsamer Maßsystematik; ein Vergleich verschiedener Wärmequellen auf Basis offengelegter Energiedaten; eine digitale Bibliothek selbst entworfener Konturschablonen; ein Werkstattprojekt zur Sicht- und Wartungskontrolle von Hilfswerkzeugen durch befugte Personen. Bezug zu den anderen Fachrichtungen Konstruktionstechnik und Nutzfahrzeugbau dient nur dem Vergleich von Verfahren und Sicherheitskriterien, nicht als zusätzliche verpflichtende Ausbildung.