Jede Abwicklung hängt von einer Zahl ab, die niemand sehen kann: wie weit die neutrale Faser von der Innenfläche der Biegung entfernt liegt, ausgedrückt als Anteil der Blechdicke. Das ist der K-Faktor. Trägt man ihn einmal in eine CAD-Bibliothek ein und vergisst ihn, wird jeder enge Radius oder neue Werkstoff zu einem Teil, das zu kurz ausfällt.
Was ist der K-Faktor im Blech?
Der K-Faktor ist die Lage der neutralen Faser im Werkstoff während der Biegung, ausgedrückt als Anteil der Blechdicke: K = t / T, wobei t der Abstand von der Innenfläche der Biegung zur neutralen Faser und T die Blechdicke ist. In der Biegezugabeformel BA = π (R + K×T) × A / 180 ist er die einzige Eingangsgröße, die sich nicht aus der Zeichnung messen lässt; deshalb ist er die übliche Ursache für eine Abwicklung, die um einige Zehntelmillimeter falsch ist. Typische Werte reichen von etwa 0,33 bei einer engen Biegung in einem kaltverfestigenden Werkstoff bis 0,50 bei einem großzügigen Radius in weichem Werkstoff; der richtige Wert muss am Erstmuster bestätigt werden, weil er sich mit dem R/T-Verhältnis, dem Werkstoff und dem Werkzeug verschiebt.
Faustregeln und warum sie nur ein Ausgangspunkt sind
| Bedingung | Typischer K-Faktor | Was ihn bestimmt |
|---|---|---|
| Enge Biegung, R/T unter etwa 1 | 0,33 – 0,40 | Die neutrale Faser liegt deutlich innen; die Außenseite wird stark gestreckt |
| Allgemeine Biegung, R/T etwa 1–3 | 0,40 – 0,45 | Der übliche Werkstattbereich und die übliche CAD-Vorgabe |
| Großzügiger Radius, R/T über 3 | 0,45 – 0,50 | Die neutrale Faser wandert zur Blechmitte |
| Kaltverfestigender Werkstoff (304, 430) | unteres Ende des Bereichs | Edelstahl widersteht dem Fließen in die Biegung anders als Baustahl |
| Weicher Werkstoff (Aluminium, Kupfer) | oberes Ende des Bereichs | Mehr Verformung, bevor die Außenfaser kaltverfestigt |
Das sind Startwerte für eine Berechnung, keine Spezifikation. Zwei Werkstätten, die dasselbe 1,5-mm-DC04-Blech mit demselben Stempel und derselben Matrize biegen, können berechtigt zu leicht unterschiedlichen Werten kommen, weil der tatsächlich entstehende Innenradius von der Matrizenöffnung und davon abhängt, ob freigebogen, aufgesetzt oder geprägt wird.
Warum der K-Faktor keine Konstante ist
- R/T-Verhältnis – der größte Einfluss. Eine enge Biegung in 1-mm-Blech und eine großzügige Biegung in 3-mm-Blech sind selbst bei gleicher Güte kein gleiches Werkstoffverhalten.
- Werkstoff und Härtezustand – je stärker ein Werkstoff kaltverfestigt, desto weiter wandert die neutrale Faser während der Biegung nach innen.
- Werkzeug und Verfahren – beim Freibiegen bestimmt die Matrizenöffnung den Innenradius; eine Zeichnung mit R2 kann daher je nach Werkzeug bei R1,8 oder R2,4 entstehen.
- Biegerichtung zur Walzrichtung – klein, aber real an einem Teil mit mehreren Biegungen; es erklärt, warum eine Abwicklung in einer Orientierung passt und in der anderen nicht.
- Rückfederungskorrektur – eine Abkantpresse, die die Rückfederung kompensiert, verändert die effektive Biegegeometrie und damit den Wert, der in die Berechnung gehört.
Wie wir ihn in der Fertigung setzen
Wir beginnen mit der Zeichnung, berechnen die Zuschnittlänge mit einem K-Faktor im üblichen Bereich für Werkstoff und R/T, schneiden und formen das erste Teil, messen die fertigen Schenkel und korrigieren den Wert, bevor die Serie läuft. Bei einem Winkel mit einer Biegung ist das eine Schleife von zwei Minuten. Bei einem geschweißten Rahmen mit einem Dutzend Biegungen verhindert es, dass der Rahmen am Schweißtisch auf seiner Länge zwei Millimeter danebenliegt. Wird das Teil im Werkzeug statt an der Abkantpresse geformt, kommt die Geometrie aus dem Werkzeug und die Abwicklung aus dem Streifenlayout; die beiden Wege tragen unterschiedliche Zahlen und werden nie vermischt.
Was gesendet werden sollte, wenn eine Abwicklung gebraucht wird
- Die Fertigteilzeichnung mit allen Biegewinkeln und Innenradien.
- Werkstoff und Dicke, mit Härtezustand oder Zustand, falls nicht Standard.
- Ob das Teil freigebogen, aufgesetzt oder geprägt wird, falls bereits entschieden.
- Die einzuhaltenden Maße: Gesamt-Außenmaß, Abstand Loch zu Biegung oder der flache Zuschnitt selbst.
- Jede Biegung, die quer zur Walzrichtung verläuft, wenn die sichtbare Faser zählt.
Kernpunkt
Der K-Faktor ist eine Eingangsgröße der Biegezugabe und keine Werkstoffeigenschaft; er ist nur für das R/T-Verhältnis, den Werkstoff und das Werkzeug richtig, an denen er gemessen wurde. Bestätige ihn am Erstmuster und bewahre ihn mit dem Teiledatensatz auf – danach ist die Abwicklung für die Laufzeit des Programms reproduzierbar.
Häufig gestellte Fragen
Welcher K-Faktor ist für Blech typisch?
Zwischen 0,33 und 0,50. Eine enge Biegung in einem kaltverfestigenden Werkstoff liegt nahe 0,33, ein großzügiger Radius in weichem Werkstoff nahe 0,50; die meisten allgemeinen Biegungen liegen bei etwa 0,40–0,45.
Ist der K-Faktor dasselbe wie der Y-Faktor?
Nein, aber sie hängen zusammen. Der Y-Faktor skaliert den K-Faktor, um Rückfederung und Werkstoffverhalten zu berücksichtigen: Y = K × π/2; die beiden werden in unterschiedlichen Varianten derselben Biegezugabeberechnung verwendet.
Warum ist meine Abwicklung falsch, obwohl ich den Standard-K-Faktor verwendet habe?
Weil der tatsächlich entstehende Innenradius von der Matrizenöffnung und dem Verfahren (Freibiegen, Aufsetzen, Prägen) bestimmt wird und nicht von dem Radius, der in der Zeichnung steht. Bestätige die fertigen Schenkel am ersten Teil und korrigiere den K-Faktor.
Kann ich die Abwicklung für ein von mir konstruiertes Teil erhalten?
Ja. Sende die Fertigteilzeichnung mit Biegewinkeln und Innenradien, Werkstoff und Dicke sowie den einzuhaltenden Maßen; wir nennen die Zuschnittlänge, die wir tatsächlich schneiden.