Metallbearbeitungsmaschinen

Gebrauchte Metallbearbeitungsmaschinen für den industriellen Einsatz

Metalle für moderne Produkte

Die Verarbeitung von Metall ist eine der wichtigsten Errungenschaften der Menschheit. Der Einsatz von Metallen ist in der Vielfalt seiner Möglichkeiten fast unbegrenzt Es existiert heute kaum ein Produkt, das gänzlich ohne Bauteile aus Metall auskommt.
Um das Metall in die gewünschte Form zu bringen, sind eine Vielzahl von Maschinen notwendig. Der Werkstoffkreislauf von Metall ist dabei geschlossen: Einmal der Erde entrissen, kann Metall beliebig oft eingeschmolzen und zu neuen Produkten verarbeitet werden.

Bereiche und Maschinentypen aus der Metallindustrie

Urformen durch Gießen und Druckgießen

Metall wird in der Hütte aus dem Erz extrahiert und im Schmelzwerk zu Brammen gegossen, Diesen Bereich der Metallverarbeitung nennt man "Urformen". Das Metall wird ohne weitere Zerspanung in eine Form gebracht. In den meisten Fällen ist dies für die Halbzeugindustrie wichtig.
Druckgießmaschinen und Graugussanlagen verarbeiten aber Metalle direkt aus der Schmelze zu Endprodukten. Zu den Gießereimaschinen gehören die Öfen, Pfannen, Stranggussanlagen und Extrusionsmaschinen, mit denen Profile und Halbzeuge hergestellt werden.

Umformen von Metallen

Nach den Urformen wird das Metall gewalzt und zu Blöcken, Platten oder Band verarbeitet. Dies sind die ersten Schritte der umformenden Verfahren. Das Metall wird von einer Form in eine andere gepresst, gewalzt, gebogen, gekantet oder geschmiedet. Hierzu gibt es für jedes dieser Verfahren die passende Maschine.

• Walzen werden in Stahlwerken eingesetzt und in der Blechverarbeitung zum Richten und Konfektionieren von Dünnblech verwendet
• Pressen formen aus eingelegten Rohlingen die verschiedensten Endprodukte
• Kantbänke knicken Metallbleche in einer gewünschten Richtung
• Schmieden sind Pressen für besonders massive Werkstücke. Sie werden häufig zur Vorbereitung von hoch beanspruchten Bauteilen verwendet

Das Schmieden erzeugt besonders harte und widerstandsfähige Produkte. Um auch komplexe Werkstücke, wie beispielsweise Kurbelwellen, schmieden zu können, sind meist mehrere Schmiedewerkzeuge hintereinander angeordnet. Diese formen das Werkstück schrittweise in die gewünschte Form.

Die umformenden Verfahren verändern die Masse des Rohlings nicht. In den meisten Fällen der Metallverarbeitung ist dies aber unvermeidlich. Kantbänke, Tafelscheren und Pressen zählen zu den Blechbearbeitungsmaschinen.

Trennende Bearbeitungsverfahren

Trennende Verfahren umfassen die zerspanende Bearbeitung von Werkstücken mittels:

• Drehmaschinen
• Fräsmaschinen
• Sägemaschinen
• Schleifmaschinen

Die einfachsten Trennmaschinen in der Metallindustrie sind die Blech- und Tafelscheren. Sie schneiden das eingelegte Blech linear in einer Richtung ab.

Mit Stanzen und Ausklinkmaschinen werden definierte Bereiche aus einem Rohling heraus gestanzt.

Geht es in die Feinbearbeitung, kommen die CNC-Fräsmaschinen zum Einsatz. Sie können Metallblöcke in beliebiger Weise zerspanen und besonders komplexe Konturen herstellen.

Drehmaschinen sind für die Herstellung rotationssymmetrischer Drehkörper da. Fräsen und Drehmaschinen zählen zu den zerspanenden Maschinen.

Die hochwertigsten CNC Fräsmaschinen sind die Bearbeitungszentren. Sie können beide Fertigungsverfahren wiederholgenau und in gleich bleibender Qualität anbieten.
CNC-Bearbeitungszentren der Metallindustrie gehören zu den aufwändigsten, hochwertigsten und teuersten Maschinen in dieser Branche. Das gilt auch für den Gebrauchtkauf.

Eine besondere Form der Fräs- und Schleifmaschinen sind die Verzahnungsmaschinen. Sie werden zur Herstellung von Zahnrädern verwendet. Um diese in stets der gleich bleibenden Präzision in einer Serienfertigung herstellen zu können, sind extrem hochwertige Maschinen notwendig. Sie gleichen konventionellen Bearbeitungszentren, haben jedoch einige speziell für ihre Aufgabe zugeschnittenen Sonderfunktionen. Einer Verzahnungsmaschine, zu der die Abwälzmaschinen und Zahnradschleifmaschinen gehören, ist meistens eine Härteanlage nachgeordnet. Diese macht ein metallenes Zahnrad besonders dauerfest.

Eine weitere, recht einfache aber weit verbreitete Zerspanungsmaschine ist die Bohrmaschine. Sie wird zum Setzen von Sack- und Durchgangslöchern verwendet. Außerdem ist ihre Aufgabe das Schneiden von Gewinden. Bohrmaschinen sind heute ebenfalls häufig in die CNC Bearbeitungszentren integriert.

Das Finishing für die Oberflächenbearbeitung übernehmen schließlich die Schleif-, Polier- und Läppmaschinen. Sie sorgen für die letzten hundertstel bis tausendstel Millimeter Abtrag, welche für eine maximale Präzision notwendig sind. Neben dem Erreichen der geforderten Toleranzen dienen die Schleif-, Polier-, und Läppmaschinen auch für die Vorbereitung für die galvanische Beschichtung von Metallen. Ein Verchromen von Metallprodukten ist ohne eine vorhergehende Politur nicht möglich.

Eine Sonderform der trennenden und abtragenden Maschinen sind die Erodiermaschinen. Diese "umgekehrten Schweißmaschinen" arbeiten mit elektrischem Strom. Sie können hochpräzise Kavitäten in Metallblöcke einarbeiten. Erodiermaschinen werden häufig im Werkzeugbau eingesetzt und liefern hoch belastbare und sehr präzise Werkzeuge für Pressen, Stanzen, Druck- und Spritzgussmaschinen.

Werkzeugloses Schneiden von Metallen

Neben den mechanischen Trennverfahren wie Sägen, Fräsen und Schleifen haben sich auch einige werkzeuglose Arbeitsweisen für den Zuschnitt von Metallen durchgesetzt.

Das einfachste und billigste Verfahren um Metalle in Stücke zu schneiden ist das Schneidbrennen. Dabei wird eine Flamme aus einem Gemisch aus Brenngas und Sauerstoff mit hoher Temperatur durch ein Metallstück geführt.
Das Schneidbrennen ist eine recht rabiate Methode. Es erzeugt eine mehrere Millimeter breite Lücke und ist auch im CNC-Betrieb nicht sehr präzise. Außerdem wird beim Schneidbrennen entlang der Brennkanten eine mehrere Millimeter breite Zone erzeugt, in welcher das Metall sich stark aufhärtet. Wenn dies für das Endprodukt nicht gewünscht ist, muss diese Zone, die sogenannte "Wärmeeinflusszone" abgefräst werden.

Deutlich präziser mit geringer ausgeprägter Wärmeeinflusszone ist das dem Schneidbrennen ähnliche Plasmaschneiden. Mit einer maschinell-CNC gesteuerten Führung lassen sich mit einem Brenntisch auf Plasmaschnitt-Basis bereits hochpräzise Konturen aus dickem Material heraus schneiden.
Brennschneid- als auch Plasmaschneidanlagen benötigen ein Ausgangsmaterial das einige Millimeter Mindestdicke hat. Plasma- und Brennschneiden können auch mehrere Zentimeter dickes Metall problemlos durchtrennen.

Für Dünnbleche hat sich der Laserschnitt etabliert. Er arbeitet extrem fein und hochpräzise, ohne dabei einen nennenswerten Schnittverlust zu produzieren. Im Gegensatz zu den Brennverfahren gibt es den Laserschnitt jedoch nicht als Handgerät. Laserschneidanlagen sind grundsätzlich stationäre Arbeitstische mit einer CNC-Steuerung.

Wenn kalte Schneidverfahren bevorzugt werden, ist das Wasserstrahl-Schneiden das etablierte Verfahren. Dabei wird mit einem extrem scharfen Wasserstrahl und einem Abrasionsmittel der Schnitt durch das Metallblech durchgeführt. Das als "Water-Jet" oder "Aqua-Cut" bekannte Verfahren erzeugt absolut keine Wärmeeinflusszone und erreicht extrem hohe Präzisionen.

Fügen von Metallen

Das am häufigsten verwendete Verfahren zum Fügen von Metallen ist das Schweißen. Die einfachste, jedoch nur selten verwendete Form des Schweißens ist das Reibschweißen. Wesentlich verbreiteter sind die diversen Arten vom Elektro- und Schutzgasschweißen. Für besonders dicke Bleche wird schließlich das UP (Unter-Pulver) Schweißen verwendet.

Elektro- und Schutzgasschweißgeräte sind von Handgeräten bis zu stationären Schweißmaschinen im Einsatz. Reib- und UP-Schweißgeräte sind nur in der Verarbeitung von Großteilen in Verwendung.

Neben dem Schweißen können Metall zudem auch genietet oder geklebt werden.

Oberflächenbehandlung von Metallen

Neben dem Schleifen und Polieren gehören noch einige andere Maschinen zur Oberflächenbehandlung von Metallen. Man kann diese Maschinengruppe in die "Beschichtungsmaschinen" und "Behandlungsmaschinen" aufteilen.

Beschichtungsmaschinen

Beschichtungsmaschinen sind in der Metallindustrie primär die galvanischen Beschichtungsanlagen. Sie überziehen das fertige Metallprodukt mit einer dünnen Schicht aus Zink, Kupfer, Gold oder Chrom. Die einfachsten galavanischen Beschichtungsanlagen sind die Tauchzinkbecken. Sie werden vor allem bei Stahlprodukten verwendet, um sie dauerhaft gegen Korrosion zu schützen.
Verchromungsanlagen sind ebenfalls weit verbreitet. Sie arbeiten mit einem komplexen Verfahren aus Tauchbecken, welches Metallprodukte in mehreren Schritten mit einer dünnen Schicht aus hochglänzendem Chrom versieht.

Neben den galvanischen Beschichtungsanlagen werden für Metalle häufig auch die Pulverbeschichtungs-Verfahren eingesetzt. Dabei werden die fertigen Produkte unter Strom gesetzt und mit einem Kunststoffpulver besprüht. Anschließend werden die Produkte mit dem anhaftendem Kunststoffpulver in einen Ofen gefahren, worin das Kunststoff schmilzt und so eine geschlossene Oberfläche erzeugt, welches das Metallprodukt wirkungsvoll gegen Korrosion schützt und ihm gleichzeitig eine ansprechende Farbe gibt.

Metalle sind schließlich auch mit jeder Art von Lackier- und Beklebungsverfahren einfach zu beschichten.

Behandlungsmaschinen

Zu den Behandlungsmaschinen von Metallen gehören vor allem die Härteanlagen mittels Wärme. Diese bestehen aus einem Glühofen und einem Tauchbad aus Öl. Hier wird bewusst durch Erhitzen und schnelles Abkühlen eine widerstandsfähige Härtezone erzeugt.
Gehärtete Metallprodukte werden meist dort eingesetzt, wo Reibungen zu erwarten sind: Zahnräder, Lagerschalen, Wellen und Schleifbahnen sind häufig mit gehärteten Oberflächen versehen, um die Lebensdauer des Endprodukts zu erhöhen.

Präzisionskontrolle durch Mess- und Prüfmaschinen

Ein Endprodukt aus Metall ist nur so gut wie seine schlechteste Komponente. Damit alle Einzelteile einer Konstruktion in jeder Hinsicht die gewünschten Eigenschaften besitzen, wurden eine Vielzahl von Mess- und Prüfmaschinen eingesetzt. Die Werkstoffprüfung ist ein ganz eigener Bestandteil der Metallverarbeitung. Er gliedert sich grob in die "zerstörenden" und "zerstörungsfreien" Prüfmethoden auf.

Zerstörende Metallprüfverfahren

Der Klassiker unter den zerstörenden Messanlagen ist die Universal-Zugprüfmaschine, bei welcher eine Metallprobe in einer Zugvorrichtung eingespannt und anschließend so lange auseinander gezogen wird, bis sie reißt. Hierbei werden der elastische und der verformende Bereich eines Werkstoffs exakt definiert.

Ebenso häufig sind die Kerbschlaghämmer vertreten. Mit ihnen wird die Zähigkeit eines Materials untersucht. Dabei schlägt ein rotierender Hammer eine kleine Metallprobe der Breite nach durch und misst die dabei notwendige Kraft.

Härteprüfmaschinen benötigen ebenfalls definierte und vorbehandelte Proben. Sie stechen mit einer definierten Kraft eine Nadel in das Material und messen, wie tief die Nadel eindringt. Die heute noch weit verbreiteten manuellen Härteprüfmaschinen werden zunehmend von automatisierten Systemen verdrängt.

Einen echten Blick in die Zusammensetzung eines Metallprodukts erhält man durch das Spektrometer, welches Auskunft über die Zusammensetzung und die Legierung eines Metalls gibt.

Zerstörungsfreie Metallprüfverfahren

Zu den zerstörungsfreien Metallprüfverfahren gehören die optischen, taktilen sowie "in die Tiefe gehenden" Ansätze.

Die optischen Metallprüfverfahren sind alle Prüfschritte, die mit dem bloßen Auge durchgeführt werden können: Vom Lineal, Maßband, Messschieber, Prüfschraube, Lupe oder Mikroskop bietet die Industrie eine riesige Bandbreite an diversen Prüfwerkzeugen für die optische Prüfung. Diese werden heute durch hoch genaue Lasermessgeräte unterstützt.

Taktile Messverfahren wenden beispielsweise die 3D Koordinatenmesssysteme an. Dabei wird ein CNC-gesteuerter, hochempfindlicher Tastkopf über ein Metallprodukt geführt und an definierten Punkten seine Maßhaltigkeit gemessen. Dieses Verfahren kommt besonders häufig bei geschweißten Konstruktionen zum Einsatz.

Um zerstörungsfrei in das Metall hinein blicken zu können, haben sich zwei Verfahren etabliert: Das Röntgen und die Ultraschall- Untersuchungen. Das Röntgen ist sehr präzise und zuverlässig, jedoch aufgrund seiner Strahlung nicht ganz ungefährlich. Je nach Dicke des Materials kann ein einziger Prüfvorgang zudem mehrere Stunden dauern.
Wesentlich schneller sind hier die Ultraschall-Verfahren. Sie sind als Handgeräte sowie als stationäre Anlagen verfügbar und völlig ungefährlich.

Worauf beim Kauf von Metallbearbeitungsmaschinen achten?

Einsatzzeit von Metallbearbeitungsmaschinen

Vorweg gesagt: Auch die beste Drehmaschine ist irgendwann nur noch Schrott wert. Im Gegensatz zu Holzbearbeitungsmaschinen sind Metallbearbeitungsmaschinen in ihrer Lebensdauer stets begrenzt. Zu groß sind die anliegenden Kräfte, welche auch die robustesten Konstruktionen mit der Zeit einfach ausleiern.

Jedoch liegt auf den Metallbearbeitungsmaschinen ein wesentlich höherer Innovationsdruck als bei den Holzbearbeitungsmaschinen: Die Toleranzen werden immer enger gesteckt, die Komplexität der herzustellenden Konturen werden immer komplexer, während die Produktivität immer weiter steigen soll. Das führt sehr häufig dazu, dass an sich noch brauchbare Metallbearbeitungsmaschinen ausgemustert und gegen modernere und leistungsfähigere Anlagen ausgetauscht werden.

Gebrauchtkauf

Um eine gebrauchte Metallbearbeitungsmaschine zu kaufen ist es deshalb zunächst wichtig zu wissen, welche Toleranz, welche Komplexität und welche Produktivität mit der Gebrauchtmaschine erreicht werden soll. Je nach Maschine gibt es hier unterschiedliche Kennzahlen:

• Schusszahlen bei Druckgussmaschinen
• Pressdrücke und Taktzahlen bei Stanzen und Pressen
• Vorschübe bei Fräsen und Drehmaschinen

und so fort. Wenn bekannt ist, welche Mindestwerte von der gebrauchten Metallbearbeitungsmaschine erwartet werden, kann nach einer geeigneten Anlage recherchiert werden.

Überprüfung einer Metallbearbeitungsmaschine

Dann ist es wichtig, sich die Maschine der Wahl genau anzusehen. Betriebsstunden, Abnutzungserscheinungen und allgemeiner Pflegezustand können schon wichtige Auskünfte über die Maschine geben.
Ideal ist immer ein Test unter echten Bedingungen: Ein definiertes Probestück wird auf der Maschine gefertigt und anschließend genauestens vermessen. Dabei kann auch die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine kontrolliert werden. Nichts ist gravierender, als wenn die Maschine nicht die gewünschten Stückzahlen erreichen kann. Es lässt sich eher bei einer Toleranz ein kleiner Kompromiss verhandeln als bei einer Mindermenge.

Wartung und Reparatur von Metallbearbeitungsmaschinen

Die Wartung und Reparatur von Metallbearbeitungsmaschinen ist eine Sache für ausgebildete Fachkräfte bzw. Spezialbetriebe. Besonders in dieser Branche haben sich aber inzwischen eine Vielzahl von Unternehmen etabliert. Neben der Wiederherstellung der ursprünglichen Funktionen einer gebrauchten Metallbearbeitungsmaschine, gelingt diesen Spezialisten häufig noch mehr: Die Ausweitung der ursprünglichen Fähigkeiten in jeder Hinsicht. Produktivität, Präzision, Steifigkeit und Funktionalität einer gebrauchten Metallbearbeitungsmaschine können in den richtigen Händen meist so weit gesteigert werden, dass sie an die Werte einer modernen Maschine heran kommt.

Jede Metallbearbeitungsmaschine hat ihr Verfallsdatum, in dem sich eine Instandsetzung nicht mehr lohnt. Dieser Zeitpunkt kann aber heute mit dem richtigen Know-How besonders lange hinaus gezögert werden.

Bekannte Hersteller von Metallbearbeitungsmaschinen

Nicht weniger umfangreich als die Zahl unterschiedlicher Bearbeitungsmethoden von Metallen ist auch die Zahl der Unternehmen, die entsprechende Maschinen herstellen. Wie auch im Bereich der Holzbearbeitungsmaschinen gibt es Hersteller, die ein sehr breites Sortiment unterschiedlichster Geräte anbieten, als auch Hersteller mit einem sehr spezifischen Angebotsprogramm.

Für den Gebrauchtmaschinen-Markt spielen zudem zahlreiche Unternehmen, die nicht mehr aktiv am Markt tätig sind, eine wichtige Rolle, da ihre hergestellten Maschinen noch immer für eine Vielzahl an Bearbeitungsaufgaben beste Ergebnisse liefern, jedoch zu einem Bruchteil der Kosten moderner Anlagen zu bekommen sind.

Folgende Übersicht zeigt, welche Hersteller zu den bekanntesten gehören und welche Maschinen über diese erhähltlich sind.