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Herstellen von Umformteilen - Metallbauer - LF 7

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Einleitung

Du lernst im zweiten Ausbildungsjahr, einen Umformauftrag im Metallbau von der Anfrage bis zum dokumentierten Prüfergebnis zu bearbeiten. Beim Umformen bleibt der Werkstoffzusammenhalt im Wesentlichen erhalten: Bleche werden gebogen, Profile gerundet oder Stahlstäbe durch Schmieden in Form gebracht. Maßhaltigkeit, Werkstoffverhalten, sicherer Maschineneinsatz, Abstimmung im Team und ein sparsamer Energie- und Materialeinsatz gehören zusammen. Leitfrage: Wie wird aus einer Zeichnung ein sicheres, wirtschaftliches und prüfbares Umformteil?

Das KMK-Lernfeld 7 „Herstellen von Umformteilen“ ist im Rahmenlehrplan für Metallbauerinnen und Metallbauer dem zweiten Ausbildungsjahr mit einem Zeitrichtwert von 60 Stunden zugeordnet. Dieser Kurs erschließt die dort beschriebenen Handlungen und Inhalte anhand eines erfundenen Auftrags. Beachte zusätzlich den betrieblichen Ausbildungsplan, den gültigen Landeslehrplan, die zuständige Handwerkskammer sowie die vor Ort freigegebenen Unterweisungen. Der Kurs ist weder eine amtliche Prüfungszulassung noch eine Maschinenfreigabe.

Auftrag klären, zeichnen und planen

Anforderungen und Kommunikation

Eine fiktive Werkstatt erhält den Auftrag, einen U-förmigen Schutzbügel aus Stahlblech zu fertigen. Kläre mit dem Auftraggeber zuerst Einbauort, Funktion, Belastung, Korrosionsschutz, Oberfläche, Kanten, Stückzahl und gewünschte Toleranzen. Ein „ungefähr rechtwinkliger“ Bügel ist keine überprüfbare Vorgabe. Halte offene Punkte in einer Rückfragenliste fest und bestätige die abgestimmten Maße schriftlich. Bei widersprüchlichen Angaben verweise sachlich auf die Zeichnung, formuliere zwei begründete Varianten und vereinbare eine Entscheidung. Nutze für Übungen ausschließlich fiktive Projekt- und Personendaten.

Einzelteilzeichnung und Arbeitsplan

Eine Einzelteilzeichnung zeigt Ansichten, Material, Blechdicke, Biegeradien, Biegewinkel, Bezugskanten, Maße und vereinbarte Prüfmerkmale. Unterscheide Innenmaß, Außenmaß und gerade Strecke bis zum Tangentenpunkt des Biegeradius: diese Größen dürfen beim Abwickeln nicht verwechselt werden. Markiere die Biegerichtung und Reihenfolge, damit sich Schenkel beim zweiten Biegen nicht gegenseitig oder mit dem Werkzeug behindern. Ein Arbeitsplan benennt Schritt, Ausgangsmaterial, Maschine/Werkzeug, Prüfmittel, Gefährdung, Sollmerkmal und Dokumentation. Zuerst werden die Freigaben geprüft, erst danach beginnt die Fertigung.

Digitale Unterstützung: Eine CAD-Blechfunktion kann eine Abwicklung erstellen. Hinterlege Werkstoff und Biegetabelle, kontrolliere den Maßbezug und prüfe eine reale oder vom Betrieb freigegebene Musterbiegung. Speichere Zeichnungsversionen eindeutig, nutze Zugriffsrechte und gib keine Kunden- oder Beschäftigtendaten in öffentliche KI-Dienste ein. Ein CAD-Ergebnis ist eine Planungshilfe, keine automatische Qualitätsfreigabe.

Deutschsprachiges Fachvideo: Technische Zeichnungen lesen (Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft, Projekt SPERLE; auf HubbS frei zugänglich, urheberrechtlich geschützt). Beobachte, welche Angaben eine Werkstatt vor Arbeitsbeginn benötigt.

Werkstoffe, Gefüge und Umformbarkeit verstehen

Plastische Verformung und Rückfederung

Beim plastischen Umformen überschreitet die Beanspruchung örtlich die elastische Grenze; der Körper behält nach dem Entlasten einen Teil seiner neuen Form. Elastische Anteile führen zur Rückfederung: Der erreichte Winkel nach dem Lösen des Werkzeugs ist nicht zwangsläufig der während der Belastung eingestellte Winkel. Innen werden Biegezonen tendenziell gestaucht, außen gedehnt; dazwischen liegt die neutrale Faser. Ein zu kleiner Radius, unpassender Werkstoffzustand, Grat oder eine ungünstige Biegerichtung kann Risse begünstigen. Zulässige Radien und Einstellungen folgen dem Werkstoffdatenblatt, der Werkzeugfreigabe und den betrieblichen Biegeproben, nicht einer universellen Faustregel.

Kaltverfestigung, Rekristallisation und Materialwahl

Bei Kaltumformung steigt durch plastische Verformung häufig die Versetzungsdichte. Daraus können höhere Härte und Festigkeit bei sinkender verbleibender Umformbarkeit entstehen: Kaltverfestigung. Bei hinreichender Erwärmung unter geeigneten werkstoff- und zeitabhängigen Bedingungen können sich neue, weniger verformte Körner bilden: Rekristallisation. Das ist keine pauschale Temperaturangabe und kein Aufruf zum selbständigen Glühen; Temperatur, Haltezeit und Abkühlung müssen zum konkreten Werkstoffzustand passen. Ein unkontrollierter Wärmeprozess kann Eigenschaften und Korrosionsschutz verschlechtern.

Stahlblech, Aluminiumblech und Profile lassen sich nicht ohne Weiteres mit identischen Biegeparametern bearbeiten. Vergleiche Streckgrenze, Umformbarkeit, Mindestbiegeradius, Zustand, Oberflächenanforderung, verfügbare Halbzeuge, Recyclingfähigkeit und Preis. Werkstattprüfverfahren wie Sichtkontrolle, Maße und Winkel, Härtevergleich mit geeignetem Prüfgerät oder eine fachlich freigegebene Musterbiegeprobe liefern auftragsbezogene Hinweise. Eine Biegeprobe ersetzt keine erforderliche genormte Werkstoffprüfung.

Deutschsprachiges Fachvideo: Materialkunde in der Metalltechnik (Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft / SPERLE; Copyright, freier Zugang). Erstelle beim Ansehen eine Tabelle mit Werkstoff, Vorteilen und Grenzen beim Umformen.

Verfahren des Kaltumformens auswählen

Gesenkbiegen, Schwenkbiegen und Rundbiegen

Beim Gesenkbiegen drückt ein Stempel das Blech in Richtung einer Matrize. Beim Freibiegen wird der Winkel wesentlich durch die Werkzeugbewegung und den Werkstoff bestimmt. Beim Schwenkbiegen hält eine Oberwange das Werkstück; eine Biegewange schwenkt den freien Teil um. Beim Rundbiegen erzeugen Rollen schrittweise eine Krümmung. Für lange Bleche, kurze Schenkel, empfindliche Oberflächen oder viele gleiche Werkstücke sind die Möglichkeiten und Grenzen verschieden. In der Arbeitsplanung vergleichst du Biegelänge, Zugänglichkeit, Werkzeugradius, geforderte Wiederholgenauigkeit und Maschineneignung.

Grafik: Ausgangslage von Blech, Stempel und Gesenk. Quelle: URMEL, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.

Animation: Verformung eines Blechteils an einer Biegepresse. Quelle: Borowski, Wikimedia Commons, gemeinfrei (Public Domain). Dies ist eine Prinzipdarstellung, keine Anleitung zur Maschinenbedienung.

Foto: Blechbiegemaschine als Beispiel für eine maschinelle Fertigung. Quelle: Sunnybansodeva, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Foto: historische handbetriebene Rundbiegemaschine für Metallprofile. Quelle: Eckhard Pecher, Wikimedia Commons, CC BY 3.0. Das historische Gerät veranschaulicht das Prinzip und ist ausdrücklich keine heutige Sicherheitsreferenz.

Werkzeuge, Einstellungen und typische Fehler

Biegestempel, passende Matrize, Spannvorrichtungen, Anschläge und Winkel- bzw. Radiuslehren werden nach Werkstück, Werkstoff und vom Betrieb zugelassener Maschinenkonfiguration gewählt. Das Programm einer CNC-Abkantpresse kann Anschläge und Biegefolge verwalten; Eingaben und tatsächliches Ergebnis sind zu prüfen. Typische Fehler sind falscher Bezug der Abwicklung, Grat an der Zugseite, verwechslter Öffnungs- und Biegewinkel, fehlender Zuschlag für die Rundung, unterschiedliche Blechchargen oder unberücksichtigte Rückfederung. Bei Abweichungen nicht unbefugt in den Gefahrenbereich greifen oder Schutzeinrichtungen umgehen: Arbeit stoppen, Fachkraft informieren und Ursache systematisch prüfen.

Deutschsprachiges Fachvideo: Biegen und Abkanten von Blechen an Abkantbank (Bildungswerk der Hessischen Wirtschaft / SPERLE, frei zugängliches Video mit Copyright). Achte besonders auf Zeichnungsbezug, Prüfen des Winkels und die sichtbare Arbeitsfolge; Maschinenpraxis nur mit Unterweisung und Aufsicht.

Warmumformen und Schmieden einordnen

Werkstücke und Schmiedearten

Beim Schmieden wird ein überwiegend massives Werkstück durch Schlag oder Druck plastisch verformt. Beim Freiformschmieden wird die Form durch mehrere Schläge oder Pressvorgänge unter anderem auf Amboss und mit geeigneten Hilfswerkzeugen erzeugt; beim Gesenkschmieden begrenzt die Werkzeugkontur die Form stärker. Typische Lernbeispiele sind Vierkantschmieden (quadratischen Querschnitt erzeugen oder verändern), Flachschmieden (Material ausbreiten beziehungsweise abflachen) und Rundschmieden (annähernd kreisrunden Querschnitt herstellen). Einfache Hilfswerkzeuge wie Dorn, Biegehilfe oder Lehre werden nur nach freigegebener Zeichnung und betrieblicher Anweisung gefertigt; ihre Festigkeit und Verwendung sind zu prüfen.

Foto: Schmied bei der Bearbeitung eines Werkstücks. Quelle: Achiri Bitamsimli, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0. Das Foto dokumentiert eine Arbeitssituation, es ist keine Aussage über die örtliche Schutzkonformität.

Schmiedbarkeit, Anwärmlänge und Glühfarben

Warmumformen erfolgt bezogen auf den Werkstoff oberhalb des für den Prozess maßgeblichen Rekristallisationsbereichs. Dadurch können die erforderlichen Umformkräfte sinken; gleichzeitig sind Verzunderung, Wärmeeinfluss und Maßänderungen zu beachten. Schmiedbarkeit bezeichnet, ob ein Material in einem vorgesehenen Temperatur- und Umformbereich ohne unzulässige Schädigung bearbeitet werden kann. Die erforderlichen Temperaturen sind werkstoff- und verfahrensabhängig und werden durch technische Daten, geeignete Temperaturmessung und die verantwortliche Fachkraft festgelegt. Historische Glühfarben sind von Beleuchtung und Oberfläche abhängig und kein verlässliches Temperaturmessverfahren oder Freigabekriterium.

Die Anwärmlänge ist die Länge des tatsächlich zu erwärmenden Werkstückbereichs. Sie hängt von Umformzone, Greifzugabe, Übergängen, Wärmeleitung und Werkzeug ab und darf nicht ungeprüft mit der fertigen Länge gleichgesetzt werden. Für ein idealisiertes Strecken eines massiven Rundstabs kann man näherungsweise die Volumenkonstanz verwenden: Ausgangsfläche mal Ausgangslänge entspricht Endfläche mal Endlänge. Das erklärt den Materialfluss, ist aber keine vollständige Anweisung zum Erhitzen oder Schmieden.

Sicherheitsgrenze: An Öfen, heißen Werkstücken, Pressen und Schmiedehämmern drohen Verbrennung, Brand, Quetschung, Lärm und Gefahr durch Zunder oder Splitter. Praktische Versuche, auch das Härten oder Rekristallisationsglühen, ausschließlich nach Gefährdungsbeurteilung, Unterweisung, Maschinenfreigabe und unter befugter Aufsicht. Als sichere Alternative konstruierst du in CAD, prüfst einen Papier- oder Knetmodellstreifen ohne Hitze und vergleichst Berechnungen; das Modell bildet Stahlfestigkeit nicht quantitativ ab.

Rechnen, ausführen, prüfen und dokumentieren: Praxisauftrag

Vollständig erläuterter Modellfall: U-förmiger Kantenschutz

Auftrag: Ein frei erfundener Kunde benötigt ein U-Profil als nicht tragenden Kantenschutz. Für das Lernmodell wird niedriglegiertes Stahlblech angenommen; die genaue Werkstoffsorte müsste in einem echten Auftrag spezifiziert werden. Die Zeichnung definiert zwei Biegungen um jeweils 90 Grad, Blechdicke s = 2,0 mm, Innenradius r = 3,0 mm, Bauteilbreite 300 mm und drei gerade Längen zwischen den Tangentenpunkten der Biegezonen von 60 mm, 100 mm und 60 mm. Diese Tangentenmaße sind nicht mit Außen-Schenkelmaßen zu verwechseln. Ein k-Faktor von 0,40 wird nur als didaktisch angenommener Wert benutzt; die reale Biegeverkürzung wird aus freigegebenen Tabellen beziehungsweise Musterteilen ermittelt.

Schritt 1: Biegezugabe. Für eine Biegung gilt bei Winkel α in Grad näherungsweise: BA = (π × α / 180) × (r + k × s). Einsetzen: BA = (π × 90 / 180) × (3,0 mm + 0,40 × 2,0 mm) = (π / 2) × 3,8 mm ≈ 5,97 mm. Die Einheit ist Millimeter. Für zwei gleiche Biegungen beträgt die Biegezugabe etwa 11,94 mm.

Schritt 2: Gestreckte Länge. Nur weil die drei geraden Maße hier bereits bis zu den Tangentenpunkten reichen, gilt L = 60 + 100 + 60 + 2 × 5,97 = 231,94 mm. Der rechnerische Zuschnitt ist also circa 232,0 × 300,0 mm. Würden stattdessen Außenmaße angegeben, müsste erst die Biegeverkürzung auf diesen anderen Maßbezug umgerechnet werden; eine einfache Addition wäre falsch. Die nominelle Abwicklung wird im Betrieb mit Musterbiegung und Biegetabelle überprüft.

Schritt 3: Masse und Modellkosten. Das Quader-Nennvolumen der Zuschnittplatine beträgt 231,94 mm × 300 mm × 2,0 mm = 139.164 mm³ ≈ 139,16 cm³. Mit der für diese Beispielrechnung angenommenen Dichte von 7,85 g/cm³ folgt m ≈ 1,09 kg. Bei angenommenen 5 % Materialverlust im Beschaffungszuschnitt, 2,80 €/kg, 0,20 kWh × 0,30 €/kWh und 15 Minuten Arbeitszeit zu 32 €/h ergeben sich grob Materialkosten 1,092 / 0,95 × 2,80 € ≈ 3,22 €, Energiekosten 0,06 € und Arbeitskosten 8,00 €: 11,28 € Modell-Einzelkosten ohne Werkzeugverschleiß, Gemeinkosten, Oberflächenbehandlung, Steuer und Gewinn. Mengen, Preise und Dichte sind Übungsannahmen, kein aktuelles Angebot.

Freigegebener Arbeitsplan und Prüfergebnis

Reihenfolge	Arbeitsschritt	Prüfpunkt oder Nachweis
Vorbereitung	Fiktiven Auftrag, technische Zeichnung, Werkstofffreigabe, Losgröße und Belastungsgrenze klären	Offene Rückfragen dokumentiert; nicht tragender Einsatz festgelegt
Berechnung	Abwicklung, Biegezugabe, Materialbedarf und Modellkosten bestimmen	Rechenblatt mit Maßbezug und Einheiten geprüft
Auswahl	Geeignete zugelassene Werkzeuge, Maschinen, Anschläge und Prüfmittel bestimmen	Unterweisung, Gefährdungsbeurteilung und betriebliche Freigabe liegen vor
Fertigung	Nur unter befugter Aufsicht zuschneiden, Kanten entgraten, Musterbiegen und danach Biegefolge durchführen	Keine unzulässige Annäherung an bewegte Werkzeuge; Prozessdaten protokolliert
Prüfung	Länge, Breite, Winkel, Radius, Oberfläche und Grate nach vereinbarter Zeichnung prüfen	Messwerte und Sichtbefund eingetragen
Abschluss	Abweichung bewerten, Ressourcenverbrauch erfassen, Zeichnungsstand sichern	Freigabeentscheidung durch verantwortliche Fachkraft; Protokoll vollständig

Prüfbares Soll-Ergebnis im Lernmodell: Eine Abwicklung von rund 232,0 × 300,0 mm, zwei rechtwinklige Biegungen, Innenradius 3,0 mm und eine lesbare Dokumentation. Als ausschließlich für diese Übung festgelegte Prüfgrenzen gelten Zuschnittlänge 232,0 ± 0,5 mm, Breite 300,0 ± 0,5 mm und Biegewinkel jeweils 90 ± 1 Grad sowie keine sichtbaren Risse und keine gefährlichen Grate. Ein realer Auftrag kann strengere oder andere Toleranzen haben; falls der Radius nicht zuverlässig messbar ist, wird ein zugelassenes Prüfmittel benötigt. Bei Abweichungen zuerst Referenzmaß und Messmethode kontrollieren, dann Werkstoff, Werkzeug, Rückfederung und Biegefolge mit der betreuenden Fachkraft prüfen. Keine eigenmächtige Nacharbeit am laufenden Gerät.

Beispiel für einen anonymisierten Prüfprotokolleintrag: „Musterteil A (fiktiv), Planversion V1; Abwicklung 232,1 mm, Breite 300,0 mm, Winkel links 90,4 Grad, rechts 89,6 Grad; Sichtprüfung keine Risse, entgratet; Radiuslehre passend; innerhalb der Übungsgrenzen; endgültige Maschinen- und Produktfreigabe bleibt bei der verantwortlichen Fachkraft.“ Die angegebenen Messergebnisse sind synthetisch und keine realen Prüfungen.

Bewertungsraster (100 Punkte):

Kriterium	Maximalpunkte	Nachweis für volle Punktzahl
Auftrag und Zeichnung	15	Funktion, Rückfragen, sichere Verwendung und eindeutiger Maßbezug dokumentiert
Umformrechnung	20	Formel, Maßeinheiten, Rechenweg, k-Annahme und Ergebnis plausibel
Arbeitsplan und Sicherheit	20	Reihenfolge, Werkzeuge, Aufsicht, Gefährdungen und Stoppsituation vollständig
Ressourcen und Kosten	10	Masse, Verschnitt, Energie und Annahmen rechnerisch nachvollziehbar
Prüfung und Protokoll	25	Soll-Ist-Vergleich, Messverfahren, Fehlerbewertung und Freigabegrenze begründet
Kommunikation und Reflexion	10	Kundengerechte Rückmeldung, nachvollziehbare Verbesserung und Datenschutz

Je Kriterium erhältst du die vollen Punkte für alle genannten Nachweise, die Hälfte bei einem überwiegend richtigen, aber lückenhaften Nachweis und null Punkte bei fehlendem oder fachlich nicht tragfähigem Nachweis. Die fachliche Betreuung dokumentiert Teilpunkte und Rückmeldung. Ab 80 Punkten gilt der Lernnachweis in diesem Übungsraster als überzeugend; eine Produkt- oder Prüfungszulassung wird dadurch nicht erteilt.

Zweiter Rechenweg: Rohlänge beim Rundschmieden

Ein rundes Ausgangsstück mit Durchmesser 12 mm soll modellhaft in einer Teilzone auf Durchmesser 10 mm gestreckt werden. Für gleiches Volumen und kreisförmige Querschnitte gilt (π/4 × d1²) × l1 ≈ (π/4 × d2²) × l2. Bei einer Ausgangslänge l1 = 80 mm folgt l2 = 80 × (12/10)² = 115,2 mm. Umgekehrt braucht die Endzone von 115,2 mm in diesem Idealmodell etwa 80 mm Ausgangslänge. Genau diese ungefähr 80 mm sind die rechnerische Ausgangsumformzone, nicht automatisch die technische Anwärmlänge: Übergänge, Zangenhalt, Wärmeverluste, Zunder und Herstellerangaben müssen gesondert beurteilt werden. Baue die Volumenbeziehung als Knetmodell nach; nicht unbeaufsichtigt erhitzen oder schmieden.

Qualität, Energie, Arbeitsschutz und Zusammenarbeit

Die Qualitätssicherung beginnt mit eindeutig vereinbarten Merkmalen und endet mit dem dokumentierten Soll-Ist-Vergleich. Prüfe Maße mit geeignetem Messschieber, Stahlmaßstab, Winkelmessgerät oder Lehre; für Werkstoffzustand und Härte können gesonderte freigegebene Werkstattprüfungen nötig sein. Zu Qualitätsfehlern zählen Risse, falsche Winkel, Grat, Oberflächenverletzungen, Maßabweichungen oder ungeeignete Materialeigenschaften. Ursachen und Gegenmaßnahmen gehören ins Prüfprotokoll und in das Gespräch mit der Kollegin beziehungsweise dem Kunden.

Arbeitsschutz: Scharfe Blechkanten, Quetsch- und Scherstellen, Schwenkbewegungen, herabfallende Werkstücke, heißes Metall, Brandrisiken und Lärm erfordern eine konkrete Gefährdungsbeurteilung. Betriebsanweisung und Unterweisung, intakte Schutzeinrichtungen, passende Hebehilfen und situationsgerechte persönliche Schutzausrüstung sind verbindlich; lose Kleidung und unzulässige Eingriffe in Werkzeugbereiche sind tabu. Handschuhe für das Handling scharfer Kanten dürfen nicht zu Einzugsgefahren an Maschinen führen. Störungen und Schutzmängel meldest du und setzt die Arbeit aus. Verbindliche Grundlage sind die aktuell geltende Betriebssicherheitsverordnung und die für die Maschine einschlägigen Betriebs- und Sicherheitsvorgaben; besonders hilfreich sind DGUV Information 209-019 (Ausgabe 01/2023) und DGUV FBHM-033 (11/2023) für Schwenk-/Langabkantmaschinen. Normen wie die DIN-Systematik der Umformverfahren dienen der fachlichen Orientierung; jeweils aktuelle Ausgaben und Herstellerdaten werden im Betrieb geprüft, Normtexte nicht kopiert.

Nachhaltigkeit und Digitalisierung: Plane Platinen so, dass wenig Verschnitt entsteht; sortiere Metallreste sortenrein, verhindere unnötige Probestücke und erfasse reale Maschinenlaufzeit sowie Energiebedarf statt pauschaler Annahmen. Vergleiche Kalt- und Warmverfahren einschließlich Erwärmungsenergie und Nacharbeit. Sichere freigegebene CAD-/CAM-Dateien versionskontrolliert, dokumentiere Maschinenparameter und verwende ausschließlich anonymisierte Lerndaten. In einer Besprechung mit Zielkonflikt zwischen Kosten, Liefertermin und Qualität begründest du, warum Sicherheit und vereinbarte Produktmerkmale nicht zur Disposition stehen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Fachwissen

Welche Angabe muss bei der Berechnung einer Blechabwicklung eindeutig festgelegt sein? (Der Maßbezug der geraden Schenkel zur Biegezone) (!Die Farbe des Werkstatttisches) (!Die Reihenfolge der Namen auf dem Auftrag) (!Die Farbe des Messschiebers)

Was beschreibt die plastische Umformung? (Eine nach Entlastung teilweise bleibende Formänderung) (!Eine ausschließlich elastische Rückkehr in die Ausgangsform) (!Die vollständige Entfernung des Werkstoffs als Span) (!Die Herstellung einer stoffschlüssigen Schweißnaht)

Was führt bei kalt umgeformten Metallen häufig zu einer höheren Härte? (Die Kaltverfestigung durch plastische Verformung) (!Die automatische Verdampfung der Oberfläche) (!Die Messung mit einem Stahlmaßstab) (!Die Verringerung der Versetzungsdichte bei jeder Kaltumformung)

Welches Bauteil wird beim Gesenkbiegen als unteres formgebendes Werkzeug genutzt? (Die Matrize beziehungsweise das Gesenk) (!Der Werkzeugschrank) (!Die Schutzbrille) (!Die Werkstückliste)

Was kann bei unberücksichtigter Rückfederung auftreten? (Der Winkel nach dem Entlasten weicht vom Sollwinkel ab) (!Die Masse des Werkstücks wird automatisch null) (!Die Blechdicke ist bei jedem Werkstoff verdoppelt) (!Die Zeichnung ändert eigenständig ihren Maßstab)

Wofür steht die neutrale Faser in einem einfachen Biegemodell? (Für eine gedachte Zone mit näherungsweise unveränderter Länge) (!Für die Schneide der Tafelschere) (!Für die heißeste Stelle des Schmiedefeuers) (!Für den Materialverlust durch Sägen)

Welche Aussage zur Glühfarbe eines heißen Werkstücks ist fachlich verantwortbar? (Sie ersetzt keine geeignete Temperaturmessung und Freigabe) (!Sie bestimmt unabhängig vom Licht immer exakt die Temperatur) (!Sie beweist automatisch die Eignung jedes Stahls zum Schmieden) (!Sie erlaubt Arbeiten ohne Unterweisung)

Welche Größe bleibt beim idealisierten Umformen eines massiven Stabs näherungsweise erhalten? (Das Volumen des Werkstoffs ohne Verluste) (!Die Querschnittsfläche in jeder Umformzone) (!Die Länge des umgeformten Abschnitts) (!Die Härte bei jeder Temperatur)

Wie reagierst du auf eine defekte Schutzeinrichtung an der Biegemaschine? (Arbeit unterbrechen und die zuständige Fachkraft informieren) (!Schutzeinrichtung für das Musterteil deaktivieren) (!Mit der Hand den Gefahrenbereich freihalten) (!Die Störung ohne Befugnis bei laufender Maschine beheben)

Was belegt ein sinnvoller Lernnachweis zum Umformauftrag? (Zeichnung und Rechnung sowie Arbeitsplan und dokumentierter Soll-Ist-Vergleich) (!Nur ein unbearbeitetes Stück Rohmaterial) (!Allein die Zahl der eingeschalteten Maschinen) (!Eine unkommentierte Datei ohne Bezug zum Auftrag)

Memory

Rückfederung	Elastische Winkeländerung nach dem Entlasten
Kaltverfestigung	Zunahme der Festigkeit durch plastische Verformung bei niedriger Temperatur
Biegezugabe	Abgewickelte Länge der gerundeten Biegezone
Gesenk	Unteres formgebendes Werkzeug an der Abkantpresse
Rekristallisation	Neubildung weniger verformter Körner bei passenden Wärmebedingungen
Sichtprüfung	Erkennen von Rissen und Oberflächenfehlern ohne Zerstörung

Drag and Drop

Ordne jedem Arbeitsschritt seine zutreffende Aufgabe zu. Kontrolliere falsche Zuordnungen mithilfe des Fachkapitels zum Arbeitsplan.

Arbeitsschritt	Passende Aufgabe
Auftragsklärung	Nutzungszweck und prüfbare Anforderungen abstimmen
Abwicklung	Gestreckte Länge mit Biegezugabe ermitteln
Werkzeugauswahl	Geeignete freigegebene Matrize und Stempel zuordnen
Musterprüfung	Winkel und Oberfläche am Probeteil beurteilen
Dokumentation	Sollwerte und Istwerte mit Zeichnungsstand sichern

Kreuzwort

Biegezugabe	Wie heißt die abgewickelte Länge des gekrümmten Blechabschnitts?
Gesenk	Wie heißt das untere Werkzeug bei einer Abkantpresse?
Schmieden	Wie nennt man das Formen massiver Metalle durch Schlag oder Druck?
Rohlänge	Wie heißt die Ausgangslänge vor dem Umformen?
Rückfederung	Wie heißt die elastische Winkeländerung nach dem Lösen der Biegekraft?
Kaltverfestigung	Wie heißt die durch kalte plastische Formänderung mögliche Zunahme der Härte?

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Die folgende Suche zeigt gegebenenfalls von Dritten erstellte Übungen; ihre Qualität und Lizenz müssen vor einer Nutzung geprüft werden. Sie ist kein Ersatz für die eigenen Aufgaben dieses Kurses.

Lückentext

Beim Umformen ändert sich die Gestalt eines Werkstücks überwiegend

. Die gedachte Zone mit näherungsweise unveränderter Länge heißt

. Nach dem Entlasten kann die sogenannte

den Biegewinkel ändern. Die abgewickelte Länge des gekrümmten Abschnitts ist die

. Eine Zunahme der Härte beim Kaltumformen nennt man

. Die Neubildung von Körnern bei geeigneter Wärmebehandlung heißt

. Das Formen massiver Metallstücke durch Druck oder Schlag heißt

. Die zulässige Bedienung einer Maschine erfordert zuvor eine

. Messwerte werden zusammen mit dem Zeichnungsstand im

festgehalten.

Offene Aufgaben

Leicht

Umformen erkennen: Finde vier fiktive Bauteile aus dem Metallbau und ordne Blechbiegen, Profilrunden und Schmieden begründet zu; illustriere die Unterschiede mit eigenen Skizzen.
Technische Zeichnung lesen: Markiere in einer selbst erstellten U-Profil-Zeichnung Biegewinkel, Biegeradius, Blechdicke und die drei Tangentenmaße; erkläre jede Angabe in einem Satz.
Arbeitsschutz: Entwirf auf Basis der im Kurs verlinkten DGUV-Quellen ein Merkblatt mit fünf Gefährdungen und sicherem Verhalten; benenne eine Stoppsituation.
Werkstoffprüfung: Beschreibe drei beobachtbare Mängel an gezeichneten Musterteilen und wähle jeweils ein geeignetes ungefährliches Prüfmittel aus.

Standard

Blechabwicklung: Berechne für zwei 90-Grad-Biegungen bei r = 2 mm, s = 1,5 mm und einem didaktischen k = 0,4 die Biegezugaben; prüfe die Einheiten und erkläre den Einfluss von k.
Arbeitsplan erstellen: Plane den vollständigen Ablauf für einen fiktiven Kantenschutz einschließlich Rückfragen, Material, Werkzeug, Prüfmittel, Aufsicht und digitalem Protokoll.
Qualitätsmanagement anwenden: Vergleiche zwei synthetische Prüfprotokolle und formuliere eine freundliche Kundenrückmeldung zu einer Winkelabweichung mit Maßbezug und Lösungsvorschlag.
Nachhaltigkeit bewerten: Berechne aus vorgegebenen Platinengrößen einen einfachen Verschnittvergleich und entwickle eine sortenreine Recycling- und Energiesparstrategie.

Schwer

CAD und Fertigungsplanung: Stelle eine eigene parametrische U-Profil-Abwicklung am lokalen oder freigegebenen CAD-Modell her, variiere den k-Faktor und dokumentiere eine plausible betriebliche Kalibrierstrategie ohne reale Kundendaten.
Schmieden rechnerisch untersuchen: Vergleiche Rohlängen und Querschnitte für ein rundes und ein quadratisches Werkstück bei näherungsweiser Volumenkonstanz; begründe, weshalb die Anwärmlänge mehr Einflussgrößen braucht.
Fehleranalyse als Projekt: Erstelle einen Entscheidungsbaum zu Riss, Grat, Winkelabweichung und falscher Materialcharge mit Prüfschritten, sicherem Stopp und erforderlicher Freigabe.
Wirtschaftlichkeit und Konfliktmanagement: Präsentiere zwei Varianten einer fiktiven Einzel- und Serienfertigung mit Material-, Energie-, Arbeits- und Qualitätskosten; verteidige einen Vorschlag im Rollenspiel mit Kunde und Fachkraft.

Lernkontrolle

Auftragsanalyse: Erläutere anhand des U-Profils, wie eine unklare Winkelangabe Kosten, Sicherheit und Qualitätskontrolle beeinflussen kann, und formuliere passende Rückfragen.
Biegezugabe: Leite die Rechnung für die gestreckte Länge mit Tangentenmaßen her und erkläre, weshalb Außenmaße nicht ohne Umrechnung eingesetzt werden dürfen.
Werkstoffkunde: Stelle dar, wann Kaltverfestigung erwünscht sein kann und wann sie die weitere Umformung erschwert; diskutiere den Stellenwert von Rekristallisation.
Fertigungsverfahren: Vergleiche Gesenk-, Schwenk- und Rundbiegen mit einem Schmiedeverfahren anhand Werkzeugbewegung, Werkstückform und Prüfaufgabe.
Rohlänge: Berechne das Volumenverhältnis eines fiktiven gezogenen Stababschnitts und begründe, warum diese Idealrechnung keine Schmiedetemperatur oder Anwärmlänge freigibt.
Arbeits- und Gesundheitsschutz: Bewerte eine simulierte Situation mit ausgefallener Schutzeinrichtung und schlage eine sichere Vorgehensweise sowie eine modellhafte Alternative vor.
Qualitätssicherung: Prüfe den synthetischen Messdatensatz gegen die genannten Übungstoleranzen, dokumentiere Abweichungen und empfehle eine begründete Prozessverbesserung.

Lernnachweis

Portfolio zum vollständigen fiktiven Umformauftrag: Abzugeben sind (1) eine selbst erstellte und eindeutig bemaßte Einzelteilzeichnung, (2) ein Rechenblatt mit Biegezugaben, gestreckter Länge, Materialbedarf und nachvollziehbaren Kostenannahmen, (3) ein Arbeitsplan mit begründeter Werkzeug-/Verfahrenswahl und Stoppsituationen, (4) ein simuliertes oder unter befugter Anleitung hergestelltes Musterteil, (5) ein Prüfprotokoll mit Soll-Ist-Werten, Fehleranalyse und dokumentierter Zuständigkeit für die Freigabe sowie (6) eine kurze Reflexion zu Werkstoff, Energie, Verschnitt, Teamkommunikation und Datenschutz. Nutze das 100-Punkte-Raster des Praxisfalls zur Selbst-, Partner- und Fachkraftbewertung; begründe jeweils Stärken und nächste Verbesserungsschritte. Geeignete Nachweise sind Skizzen, Screenshots eines lokalen CAD-Modells, Tabellen, ein eigenes Erklärvideo oder ein sicherer Modellversuch. Keine echten Betriebs- oder Personendaten aufnehmen.

Rückmeldung und Weiterlernen: Ist die Abwicklung falsch, kennzeichne zuerst den Maßbezug und überprüfe die Biegezugaben. Bei Winkelabweichungen vergleiche Soll, Messmethode und angenommene Rückfederung. Bei fehlendem Sicherheitsnachweis wird keine reale Fertigung freigegeben. Verbessere das Portfolio nach Feedback und kennzeichne deine neue Version; Fehlversuche in einer Simulation dürfen ausdrücklich dokumentiert werden.

OER und Wikipedia

Primär- und Fachquellen (am 27.10.2026 für den Kurs recherchiert):

KMK: Rahmenlehrplan Metallbauer/Metallbauerin, PDF-Seite 15, Lernfeld 7, Beschluss 14.05.2002; zusammen mit dem geltenden Landeslehrplan auszulegen.
BIBB: Berufsprofil Metallbauer/Metallbauerin – Konstruktionstechnik, einschließlich Link zur Ausbildungsordnung vom 25.07.2008; jeweilige Aktualität im Betrieb prüfen.
DGUV Information 209-019: Sicherheit bei der Blechbearbeitung, Ausgabe 01/2023.
DGUV FBHM-033: Schwenkbiegemaschinen und Langabkantmaschinen, Ausgabe 11/2023.
Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV), insbesondere Gefährdungsbeurteilung, Schutzmaßnahmen, Unterweisung und Prüfungen; aktuellen Norm- und Rechtsstand beachten.
Bechtle CAD: Mathematische Grundlagen zur Blechabwicklung und PTC: K- und Y-Faktor für Rechenmodell und dessen Grenzen.
Wikipedia: Umformen und Wikipedia: Schmieden, offen weiterverwendbare Überblickstexte unter den dort ausgewiesenen Lizenzen; keine Ersatzquelle für Betriebsanweisungen.

Offene Medien mit überprüfter Datei- und Lizenzangabe: Die fünf in den Fachkapiteln verwendeten Abbildungen sind Quellen von Wikimedia Commons. Beachte bei Weiterverwendung die individuelle Lizenz, Urhebernennung, Links und gegebenenfalls Weitergabe unter gleichen Bedingungen.

Eingebettete Datei	Urheber	Lizenz und Nachweis	Lernzweck
Gesenkbiegen ungebogen.svg	URMEL	CC BY-SA 3.0	Werkzeuganordnung
Biegeanimation 3D.gif	Borowski	Gemeinfrei laut Commons-Dateiseite	Schematische Biegebewegung
Sheet bending machine.jpg	Sunnybansodeva	CC BY-SA 4.0	Maschinenbeispiel
Rundbiegemaschine.jpg	Eckhard Pecher	CC BY 3.0	Historischer Prinzipvergleich
Blacksmith 1.jpg	Achiri Bitamsimli	CC BY-SA 4.0	Warmumformen veranschaulichen

Die genannten drei HubbS-Fachvideos sind jeweils als frei zugänglich, aber urheberrechtlich geschützt gekennzeichnet. Sie dürfen angesehen werden, sind jedoch nicht als offen lizenziertes OER zum freien Bearbeiten oder Weiterveröffentlichen ausgewiesen. Eine geeignete, verifizierte deutschsprachige YouTube-Einbettung konnte nicht gleichermaßen zuverlässig belegt werden; deshalb werden die Fachvideos bewusst verlinkt und keine ungesicherten Video-IDs eingebettet.

Deutscher Überblick zum Nachlesen:

Verknüpfte Lernbereiche

Umformen

Fertigungstechnik

Berufliche Bildung

Die Aufgaben verknüpfen Mathematik (Bogenlänge, Querschnitt, Einheiten), Physik (elastisches und plastisches Verhalten), Chemie/Werkstoffkunde (Gefüge), Deutsch/Kommunikation (Rückfragen und Konfliktlösung), Informatik (CAD, Dateiversionen, Datenschutz), Wirtschaft (Kosten, Energie, Verschnitt) und berufliche Handlungskompetenz (Planen, Ausführen, Kontrollieren, Dokumentieren). Als Projektideen eignen sich ein lokales CAD-Biegeteilearchiv ohne Betriebsdaten, ein fiktiver Qualitätszirkel oder ein Knetmodell zur Volumenkonstanz.