Hohlkörper durch Treiben herstellen - Schmied
Hohlkörper durch Treiben herstellen - Schmied
Hohlkörper durch Treiben herstellen - Schmied
Einleitung
Das handwerkliche Treiben gehört zu den spanlosen Umformverfahren. Dabei formst Du Blech durch gezielte Hammerschläge plastisch zu einer räumlichen Form. In der Ausbildung zum Metallbauer der Fachrichtung Metallgestaltung ist das Herstellen von Flächen und Körpern durch Treiben ein wichtiger Baustein: Du planst den Arbeitsablauf, wählst Werkstoff, Werkzeuge und Unterlagen aus, fertigst einen Hohlkörper und kontrollierst das Ergebnis.
Ein typisches Ausbildungswerkstück ist eine Schale, ein Becher oder ein anderer einseitig offener Hohlkörper aus einer kreisförmigen Blechscheibe, der Ronde. Während des Treibens lernst Du, wie sich Werkstoff, Schlagführung, Auflagepunkt und Zwischenwärmebehandlung gegenseitig beeinflussen. Gute Treibarbeit entsteht nicht durch einzelne harte Schläge, sondern durch viele kontrollierte, überlappende Schläge und eine konsequente Prüfung nach jedem Arbeitsgang.
Dieser aiMOOC richtet sich an Auszubildende im Schmiede- und Metallgestaltungsbereich. Praktische Arbeiten dürfen nur an einem eingerichteten Arbeitsplatz, nach Unterweisung und unter Aufsicht einer fachkundigen Person durchgeführt werden.
Lernziele
Nach der Bearbeitung dieses Lernkurses kannst Du den Unterschied zwischen Treiben, Tiefziehen und Schmieden erklären. Du kannst einen einfachen Hohlkörper planen, eine Ronde vorbereiten, geeignete Treibwerkzeuge auswählen und die Arbeitsschritte Auftiefen, Aufziehen, Zwischenglühen und Schlichten fachlich begründen. Außerdem kannst Du typische Fehlerbilder erkennen, geeignete Gegenmaßnahmen vorschlagen und ein Werkstück anhand festgelegter Qualitätsmerkmale beurteilen.
Ausbildungsbezug
Der Kurs orientiert sich am Ausbildungsinhalt Herstellen von Flächen und Körpern durch Treiben in der Fachrichtung Metallgestaltung. Dazu gehören insbesondere das Herstellen von Hohlkörpern und Reliefs aus unterschiedlichen Werkstoffen sowie das werkstoffgerechte Weichglühen. Im Zentrum stehen selbstständiges Planen, fachgerechtes Durchführen, Kontrollieren und Dokumentieren.
Fachliche Grundlagen
Treiben als Umformverfahren
Beim Treiben wird der Werkstoff nicht zerspant, sondern dauerhaft verformt. Die Hammerschläge überschreiten örtlich die Elastizitätsgrenze des Blechs. Dadurch bleibt die erzeugte Wölbung erhalten. Abhängig von Werkzeugform, Unterlage und Schlagrichtung wird Material gestreckt, gestaucht oder seitlich verdrängt.
Das handwerkliche Treiben ist ein freies Umformen. Die endgültige Form entsteht schrittweise und wird während der Arbeit durch Schablonen, Lehren und Messungen kontrolliert. Beim industriellen Tiefziehen wird ein Blechzuschnitt dagegen mit Stempel, Matrize und meist einem Blechhalter in eine definierte Form gezogen. Beide Verfahren erzeugen Hohlkörper, unterscheiden sich aber deutlich bei Werkzeugbindung, Materialfluss und Stückzahl.
Die Unterseite dieser handgehämmerten Schale zeigt, dass gleichmäßige Schlagfolgen ein sichtbares Oberflächenbild erzeugen. Ob diese Spuren erhalten bleiben oder später geglättet werden, hängt von Entwurf und Qualitätsanforderung ab.
Ronde und Formplanung
Die Ronde ist der kreisförmige Blechzuschnitt für rotationsähnliche Hohlkörper. Vor dem Zuschnitt legst Du Durchmesser, Blechdicke, Werkstoff, gewünschte Endform und Bearbeitungszugabe fest. Für nicht rotationssymmetrische Formen können auch ovale oder frei geformte Zuschnitte verwendet werden.
Vor dem ersten Schlag muss der Zuschnitt sauber entgratet sein. Kerben, scharfe Schnittkanten und tiefe Anrisse wirken als Spannungsspitzen und können Risse begünstigen. Hilfskreise oder Schlagzonen auf der Ronde unterstützen eine gleichmäßige Arbeitsweise. Eine Mittelmarkierung erleichtert die Kontrolle der Symmetrie.
Werkstoffe und Umformverhalten
Für Ausbildungsübungen werden häufig gut umformbare Buntmetalle wie Kupfer oder geeignete Kupferlegierungen verwendet. Auch Aluminium, weiche Stähle und weitere Knetlegierungen können getrieben werden. Die konkrete Eignung hängt von Legierung, Zustand, Blechdicke, Formtiefe und verfügbarem Wärmebehandlungsverfahren ab.
Beim kalten Umformen steigt die Versetzungsdichte im Werkstoff. Das Blech wird härter und weniger verformbar; dieser Effekt heißt Kaltverfestigung. Warnzeichen sind zunehmender Schlagwiderstand, stärkere Rückfederung, matte oder unruhige Oberflächenzonen und erste feine Rissansätze. Dann wird der Treibgang beendet.
Durch werkstoffgerechtes Zwischenglühen kann die Umformbarkeit geeigneter Metalle wiederhergestellt werden. Temperaturführung, Haltezeit und Abkühlung richten sich immer nach dem Werkstoff. Kupfer und Stahl dürfen deshalb nicht nach demselben Schema behandelt werden. Maßgeblich sind betriebliche Vorgaben, Werkstoffdaten und die Unterweisung durch die Ausbilderin oder den Ausbilder.
Auftiefen, Aufziehen und Einziehen
Auftiefen oder Eindellen bedeutet, eine Ronde über einer Mulde schrittweise nach innen zu wölben. Dabei wird das Material besonders im Bodenbereich gestreckt; die Wanddicke kann lokal abnehmen. Gearbeitet wird in systematischen, eng benachbarten Schlagbahnen.
Beim Aufziehen wird die Wand eines Hohlkörpers über einem Treibstock oder einer geeigneten Faust höher gestellt. Der Umfang wird in kontrollierten Zonen verkleinert, während das Werkstück laufend gedreht wird. Die Schlagreihen müssen gleichmäßig anschließen, damit keine harten Absätze oder einseitigen Spannungen entstehen.
Einziehen bezeichnet das Verringern eines Umfangs, etwa am Rand oder Hals eines Gefäßes. Hier besteht erhöhte Gefahr von Falten. Eine Falte darf nicht einfach scharf zugeschlagen werden, weil an der Faltkante ein Riss entstehen kann. Stattdessen wird der Materialüberschuss in kleinen Stufen verteilt und gestaucht.
Bei engen, von außen nicht mehr zugänglichen Hohlkörpern kann in spezialisierten Arbeiten ein Prelleisen eingesetzt werden. Diese Technik erfordert Erfahrung, passende Werkzeuge und eine gesonderte Unterweisung.
.jpg)
Der archäologische Gefäßfund veranschaulicht, dass Hohlkörper bereits historisch aus einem Stück Metall aufgezogen wurden. Reparaturspuren und Hammerschläge können heute Hinweise auf die Fertigungsweise geben.
Werkzeuge und Arbeitsplatz
Treibhämmer
Ein Treibhammer besitzt je nach Aufgabe kugelige, ballige, schmale oder flache Bahnen. Kugel- und Ballenhämmer eignen sich zum Auftiefen und lokalen Strecken. Schmale Treib- oder Sickenhämmer konzentrieren die Wirkung auf kleinere Zonen. Planier- oder Schlichthämmer dienen dem Egalisieren der Oberfläche auf einer passenden harten Gegenform.
Die Hammerbahn muss sauber, gratfrei und für die gewünschte Oberfläche ausreichend poliert sein. Jede Macke im Hammer überträgt sich auf das Werkstück. Vor Arbeitsbeginn prüfst Du, ob der Hammerkopf fest sitzt und der Stiel frei von Rissen, Splittern, Öl und Fett ist.
Treibunterlagen und Hilfswerkzeuge
Ein Treibklotz aus Hartholz besitzt eine oder mehrere Mulden zum Auftiefen. Ein Treibstock, eine Faust oder ein Steckamboss unterstützt das Aufziehen und Schlichten. Sandsack und nachgiebige Unterlagen ermöglichen weichere Formübergänge. Für feine Reliefarbeiten können Punzen und Treibkitt verwendet werden; sie stehen bei diesem Kurs jedoch nicht im Mittelpunkt.
Weitere Hilfsmittel sind Blechschere, Anreißwerkzeuge, Schablonen, Radiuslehren, Messschieber, Bügelmessschraube, Richtplatte und geeignete Zangen. Werkstück und Unterlage müssen so gehalten oder gespannt sein, dass sie sich während des Schlages nicht unkontrolliert bewegen.
Persönliche Schutzausrüstung und sichere Arbeitsweise
Trage Schutzbrille, Sicherheitsschuhe und eng anliegende Arbeitskleidung. Bei entsprechender Lärmbelastung ist geeigneter Gehörschutz erforderlich. Lange Haare werden gebunden, Schmuck und lose Kleidungsstücke abgelegt. Zusätzliche Schutzausrüstung richtet sich nach Gefährdungsbeurteilung und Betriebsanweisung.
Scharfe Blechkanten werden unmittelbar entgratet. Der Schlagbereich muss frei sein, Umstehende halten Abstand. Bei Partnerarbeit werden eindeutige Kommandos vereinbart. Heiße Werkstücke werden mit geeigneten Zangen bewegt und eindeutig abgelegt oder gekennzeichnet. Beim Glühen sind Brandschutz, Lüftung, sichere Brennerführung und der Schutz vor Dampf, Zunder und Spritzern zu beachten.
Die Animation zeigt die Bedeutung abgestimmter Bewegungen bei gemeinsamer Hammerarbeit. Beim Treiben gilt derselbe Grundsatz: Niemand greift ohne klare Absprache in den Schlagbereich.
Arbeitsablauf: Einen einfachen Hohlkörper herstellen
Arbeitsauftrag analysieren
Lies Zeichnung, Skizze oder Muster. Kläre Funktion, Werkstoff, Maße, Oberflächenbild und zulässige Abweichungen. Entscheide, ob eine flache Schale durch Auftiefen genügt oder ob eine höhere Wand durch Aufziehen erforderlich ist. Lege Prüfpunkte fest, bevor Du mit der Fertigung beginnst.
Ronde herstellen und vorbereiten
Übertrage die Kontur auf das Blech und trenne die Ronde mit einem geeigneten Verfahren aus. Schneide nicht unnötig tief in die Fertigkontur. Entgrate die Kante vollständig, runde kritische Ecken ab und kontrolliere den Zuschnitt. Markiere Mittelpunkt, Bodenbereich und Schlagzonen mit einer Methode, die keine schädlichen Kerben erzeugt.
Auftiefen
Lege die Ronde mittig auf die Mulde des Treibklotzes. Führe gleichmäßige, dicht gesetzte Schläge in einer festgelegten Bahn. Drehe das Werkstück kontinuierlich und kontrolliere nach jeder Runde die Symmetrie. Vermeide einzelne tiefe Dellen; sie lassen sich später nur schwer ausgleichen.
Zwischenglühen und Reinigen
Sobald die Umformbarkeit deutlich abnimmt, wird der Treibvorgang unterbrochen. Glühe das Werkstück ausschließlich nach werkstoffbezogener Vorgabe. Entferne Oxid- und Zunderschichten mit dem freigegebenen Verfahren, damit sie nicht in die Oberfläche eingehämmert werden. Prüfe danach Kante und Oberfläche erneut auf Risse.
Aufziehen der Wand
Setze den vorgeformten Boden auf einen geeigneten Treibstock. Bearbeite die Wand in geschlossenen, gleichmäßigen Reihen und drehe das Werkstück fortlaufend. Vergleiche Höhe, Durchmesser und Wandneigung regelmäßig mit einer Schablone. Arbeite Formänderungen in mehreren kleinen Stufen ein, statt sie mit wenigen starken Schlägen zu erzwingen.
Schlichten und Planieren
Beim Schlichten wird die Form auf einer passenden Gegenlage egalisiert. Der Hammer trifft kontrolliert über dem Auflagepunkt; so werden unregelmäßige Schlagspuren, kleine Wellen und Übergänge ausgeglichen. Zu starkes Planieren kann das Blech unnötig strecken oder ausdünnen. Deshalb prüfst Du Form und Wanddicke auch während dieses Arbeitsschrittes.
Rand und Oberfläche fertigstellen
Richte oder beschneide den Rand erst, wenn die Grundform stabil ist. Entgrate und verrunde ihn sorgfältig. Danach folgen je nach Auftrag Schleifen, Bürsten, Polieren, Patinieren oder ein anderer geeigneter Oberflächenschutz. Ein bewusst sichtbares Hammerschlagbild ist kein Fehler, wenn es gleichmäßig und im Entwurf vorgesehen ist.
Qualitätskontrolle
Prüfkriterien
Kontrolliere den Hohlkörper nicht nur am Ende, sondern nach jedem Treibgang. Wichtige Kriterien sind Maßhaltigkeit, Symmetrie, Rundheit, Wandneigung, Bodenform, Randverlauf, Wanddickenverteilung, Rissfreiheit und Oberflächenqualität. Eine Schablone zeigt Formabweichungen schneller als eine reine Sichtprüfung. Gegenlicht hilft, Wellen am Rand zu erkennen.
| Fehlerbild | Mögliche Ursache | Fachgerechte Reaktion |
|---|---|---|
| Riss am Rand | Grat, Kerbe, zu starke Kaltverfestigung oder zu große Umformstufe | Arbeit stoppen, Ursache beurteilen, Ausbilderin oder Ausbilder einbeziehen und nicht über den Riss hinweg weiterarbeiten |
| Falten | Zu viel Material in einer Zone oder ungleichmäßiges Einziehen | Materialfluss in kleinere Abschnitte aufteilen und Falte nicht scharf zuschlagen |
| Einseitige Form | Unregelmäßige Schlagreihen, falscher Auflagepunkt oder ungleichmäßiges Drehen | Kreuzmaße prüfen, hohe Stellen markieren und schrittweise ausgleichen |
| Tiefe Werkzeugabdrücke | Beschädigte Hammerbahn, Schmutz oder zu harte Einzelschläge | Werkzeug und Oberfläche reinigen, Hammerbahn instand setzen und Schlagenergie reduzieren |
| Stark unterschiedliche Wanddicke | Zu langes Treiben in einer Zone oder ungeeignete Unterlage | Wanddicke messen, Arbeitsplan anpassen und kritische Bereiche nicht weiter ausdünnen |
Dokumentation
Halte Ausgangsmaße, Werkstoff, Werkzeugauswahl, Anzahl der Treibgänge, Zwischenwärmebehandlungen, Messwerte und festgestellte Abweichungen fest. Eine Fotoreihe aus gleicher Perspektive macht den Formfortschritt sichtbar. Die Dokumentation soll nicht nur zeigen, was Du getan hast, sondern warum Du Dich für diesen Ablauf entschieden hast.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Wie heißt ein kreisförmiger Blechzuschnitt für einen Hohlkörper? (Ronde) (!Matrize) (!Gesenk) (!Schweißfuge)
Zu welcher Hauptgruppe der Fertigungsverfahren gehört das Treiben? (Umformen) (!Trennen) (!Fügen) (!Beschichten)
Was beschreibt die Kaltverfestigung? (Der Werkstoff wird beim kalten Umformen härter und weniger verformbar) (!Der Werkstoff schmilzt durch Hammerschläge) (!Der Werkstoff verliert ohne Verformung seine Festigkeit) (!Der Werkstoff wird durch Abkühlen automatisch weicher)
Was ist bei deutlich abnehmender Umformbarkeit zu tun? (Den Treibgang stoppen und werkstoffgerecht zwischenglühen) (!Mit einem schwereren Hammer weiterschlagen) (!Die Ronde ungeprüft dünner schleifen) (!Den Rand scharf falten)
Welche Unterlage eignet sich zum Auftiefen einer Schale? (Ein Treibklotz mit Mulde) (!Eine ebene Glasplatte) (!Eine ungesicherte Schraube) (!Ein Schneidbrenner)
Was ist das Ziel des Aufziehens? (Die Wand eines Hohlkörpers kontrolliert höher zu stellen) (!Das Werkstück vollständig zu zerspanen) (!Eine Schweißnaht aufzutragen) (!Den Hohlkörper mit Farbe zu füllen)
Wozu dient das Schlichten? (Zum Egalisieren von Form und Oberfläche) (!Zum Ausschneiden der Ronde) (!Zum Bestimmen der Legierung) (!Zum Härten einer Schneide)
Warum muss die Ronde vor dem Treiben entgratet werden? (Um Verletzungen und rissfördernde Kerben zu vermeiden) (!Um den Schmelzpunkt zu senken) (!Um die Ronde magnetisch zu machen) (!Um das Blech zu verzinnen)
Was unterscheidet handwerkliches Treiben vom Tiefziehen? (Treiben formt frei mit Schlägen und Tiefziehen arbeitet werkzeuggebunden mit Stempel und Matrize) (!Treiben ist ein Fügeverfahren und Tiefziehen ein Gießverfahren) (!Treiben ist nur für Kunststoff und Tiefziehen nur für Holz) (!Zwischen beiden Verfahren besteht kein Unterschied)
Welche Kombination gehört zu einer fachgerechten Endkontrolle? (Form, Rand, Wanddicke, Rissfreiheit und Oberfläche prüfen) (!Nur die Farbe betrachten) (!Nur das Gewicht schätzen) (!Nur die Zahl der Hammerschläge zählen)
Memory
| Ronde | Kreisförmiger Blechzuschnitt |
| Treibklotz | Hartholzunterlage mit Mulde |
| Treibhammer | Werkzeug zur plastischen Formgebung |
| Aufziehen | Kontrolliertes Höherstellen der Gefäßwand |
| Kaltverfestigung | Härtezunahme durch kalte Verformung |
| Zwischenglühen | Wiederherstellen der Umformbarkeit |
| Schlichten | Gleichmäßiges Egalisieren der Oberfläche |
| Prelleisen | Spezialwerkzeug für enge Innenbereiche |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Arbeitsschritt |
|---|---|
| Ronde herstellen | Anreißen und Trennen |
| Kante vorbereiten | Entgraten |
| Grundwölbung erzeugen | Auftiefen |
| Gefäßwand erhöhen | Aufziehen |
| Oberfläche egalisieren | Schlichten |
Kreuzworträtsel
| Ronde | Wie heißt der kreisförmige Blechzuschnitt? |
| Treibhammer | Welches Handwerkzeug erzeugt die plastische Form durch Schläge? |
| Aufziehen | Welche Technik stellt die Wand eines Hohlkörpers höher? |
| Glühen | Welche Wärmebehandlung stellt die Umformbarkeit geeigneter Werkstoffe wieder her? |
| Schlichten | Welcher Arbeitsschritt egalisiert Form und Oberfläche? |
| Treibstock | Wie heißt eine geformte Unterlage zum Aufziehen und Schlichten? |
LearningApps
Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Fachwortkarte: Erstelle eine Karte mit zehn Fachbegriffen und jeweils einer eigenen, präzisen Erklärung.
- Sicherheitscheck: Entwickle eine bebilderte Checkliste für den Treibarbeitsplatz und begründe jeden Prüfpunkt.
- Schalenskizze: Zeichne eine einfache Schale in Schnitt und Ansicht und markiere Boden, Wand, Rand und Symmetrieachse.
- Hammerbild untersuchen: Vergleiche zwei Medien aus dem Kurs und beschreibe, welche Werkzeugspuren und Formmerkmale erkennbar sind.
Standard
- Arbeitsplan: Plane die Herstellung einer flachen Schale von der Ronde bis zur Endkontrolle mit Werkzeugen, Prüfpunkten und Sicherheitsmaßnahmen.
- Werkstoffvergleich: Vergleiche Kupfer und einen geeigneten Stahl hinsichtlich Umformbarkeit, Kaltverfestigung und Wärmebehandlung.
- Prüfprotokoll: Entwirf ein Prüfblatt für Durchmesser, Höhe, Randverlauf, Wanddicke und Oberfläche.
- Prozessdokumentation: Dokumentiere unter Aufsicht einen Übungsgang in fünf Bildern und erläutere zu jedem Bild die fachliche Entscheidung.
Schwer
- Ausbildungswerkstück: Stelle unter fachkundiger Aufsicht einen einfachen Hohlkörper her und dokumentiere Planung, Durchführung, Messwerte und Abweichungen.
- Fehlerstück untersuchen: Analysiere ein Werkstück mit Falten, Rissen oder ungleichmäßiger Wand und entwickle eine begründete Korrektur- oder Ausschussentscheidung.
- Treibstock entwerfen: Entwickle für eine vorgegebene Gefäßform einen geeigneten Treibstock und begründe Form, Werkstoff, Oberflächenzustand und sichere Befestigung.
- Fachvideo: Produziere ein kurzes Ausbildungsvideo zum Unterschied zwischen Auftiefen, Aufziehen und Schlichten; zeige nur sichere, freigegebene Arbeitsschritte.
|
|
Lernkontrolle
- Prozessentscheidung: Eine Ronde wird bereits nach dem ersten Treibgang deutlich härter. Erkläre, wie Du weiter vorgehst und welche Informationen Du dafür benötigst.
- Faltenbildung: Bei einem Becher entstehen am Rand Wellen. Analysiere den Materialfluss und entwickle einen geeigneten Arbeitsplan für die nächsten Schritte.
- Werkzeugkonzept: Wähle für Auftiefen, Aufziehen und Schlichten jeweils Werkzeug und Unterlage aus und begründe die Kombination.
- Prüfstrategie: Entwickle eine Prüfreihenfolge, mit der eine einseitige Formabweichung früh erkannt wird.
- Treiben oder Tiefziehen: Entscheide für ein Einzelstück und für eine Großserie jeweils zwischen handwerklichem Treiben und Tiefziehen und begründe Deine Wahl.
- Ressourcenschonung: Zeige, wie sorgfältige Planung, Zwischenprüfungen und Werkzeugpflege Materialausschuss und Nacharbeit verringern.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema sind folgende Leistungen wichtig:
- Arbeitsplanung: Vollständiger Ablauf mit Werkstoff, Werkzeugen, Unterlagen, Prüfpunkten und Sicherheitsmaßnahmen
- Fachgerechte Ausführung: Gleichmäßige Schlagführung, kontrolliertes Drehen und werkstoffgerechte Umformstufen
- Arbeitssicherheit: Geprüfte Werkzeuge, geeignete persönliche Schutzausrüstung und sicherer Umgang mit heißen Werkstücken
- Qualitätsprüfung: Nachweis von Maßen, Form, Rand, Wanddicke, Rissfreiheit und Oberflächenzustand
- Dokumentation: Messprotokoll, Prozessbilder und nachvollziehbare Begründung wichtiger Entscheidungen
- Reflexion: Analyse von Abweichungen sowie konkrete Vorschläge zur Verbesserung des nächsten Werkstücks
OERs zum Thema
Verknüpfte Lernbereiche