Alles, was Sie über den K-Faktor wissen müssen

Wenn wir ein flaches Metallblech abkanten, entspricht das Maß des gekanteten Bauteils nicht immer genau der Blechabwicklung. Wie kommt das? Der K-Faktor. Diese kleine Zahl hat einen großen Einfluss auf die Genauigkeit Ihres tatsächlichen 3D-Designs. 

Wir beantworten folgende Fragen:

1. Was ist der K-Faktor?
2. Warum ist der K-Faktor so wichtig?
3. Wie berechnet man den K-Faktor?
4. Der K-Faktor und Sophia®
5. Nur Blechabwicklung bestellen?

1. Was ist der K-Faktor?

Wenn wir eine Metallplatte biegen, wird die Außenseite des Radius gestreckt und die Innenseite zusammengedrückt. Irgendwo zwischen diesen beiden Schichten liegt eine neutrale Linie: eine Zone, die sich nicht dehnt oder schrumpft und somit unverändert bleibt.

Der K-Faktor stellt das Verhältnis zwischen dem Abstand von der neutralen Linie zum Innenradius der Biegung und der Blechstärke dar.

In Formelform:

K-Faktor = der Abstand von der neutralen Linie zum Innenradius / Blechstärke

Die folgende Abbildung veranschaulicht dies. 

Die Blechstärke beträgt 3 mm und der Abstand von der neutralen Linie zum Innenradius beträgt 1,25 mm. Der K-Faktor beträgt in diesem Fall 1,25 / 3 = 0,42.

Bei einem K-Faktor von 0,5 liegt die neutrale Linie genau in der Mitte (bzw. der Hälfte) des Blechs. Bei einer Biegung verschiebt sich diese Linie jedoch nach innen. Infolgedessen variiert der K-Faktor in der Praxis in der Regel zwischen 0,3 und 0,5, abhängig unter anderem vom Material und dem Biegeradius.

2. Warum ist der K-Faktor wichtig?

Das Abkanten beginnt immer mit einem flachen Blech. Was jedoch, wenn wir es biegen? Dann wird die Länge eines jeden Flansches etwas länger. Das liegt daran, dass sich die Radien dehnen. Diese Verlängerung wird auch als Biegezugabe bezeichnet. Die Operatoren müssen wissen, wie hoch die Biegezugabe ist, um sicherzustellen, dass eine bestimmte Größe erreicht wird.

Welche Rolle spielt hier der K-Faktor?

Der K-Faktor wird zur Berechnung der Biegezugabe benötigt. Sehen Sie sich die Formel für die Biegezugabe an:

BA = θ × (R + K × t)

Dabei gilt:

• BA = Biegezugabe (in mm)
• θ = Biegewinkel im Bogenmaß ((Biegewinkel in Grad × π) / 180)
• R = Innenradius der Biegung (in mm)
• K = K-Faktor (Verhältnis zwischen neutraler Linie und Stärke)
• t = Blechdicke (in mm)

In unserem Blog über die Blechabwicklung erläutern wir diese Formel näher.

Ein falscher K-Faktor verursacht eine falsche Biegezugabe, was dann zu Abweichungen in Ihren Bauteilen führt. 

Der K-Faktor ist daher entscheidend für die korrekte Dimensionierung Ihres gekanteten Bauteils, und das macht ihn so wichtig.

3. Wie berechnet man den K-Faktor?

Eine theoretische Berechnung des K-Faktors ist praktisch unmöglich. Es passiert einfach zu viel auf einmal, wie zum Beispiel:

• Das Material dehnt sich. Wie weit es sich dehnt, hängt von der Zugfestigkeit, der Härte und dem Dehnungsgrenzenverhältnis ab.

• Die neutrale Linie verschiebt sich. Wie weit sie sich verschiebt, hängt vom Radius, der Blechstärke und der Biegemethode ab.

• Die Nutzung der Maschine. Dabei variieren die spezifischen Werkzeuge, die gewählten Einstellungen und der Federrückstoß.

Jede Metallart reagiert anders auf die Biegung. Dünne Bleche biegen sich anders als dicke Bleche. Ein kleiner Radius ergibt mehr Verzerrung als ein großer Radius. Ein Werkzeug ist nicht das andere. Und so weiter.

All diese Faktoren haben Einfluss und erschweren die Berechnung des K-Faktors bzw. die Angabe eines Standardwerts.

Nicht umsonst arbeiten Hersteller und Ingenieure oft mit Richtwerten. Sie führen zum Beispiel Testbiegungen durch, um den richtigen K-Faktor für ihr Material und ihren Prozess zu ermitteln. Diese Werte werden gespeichert, damit ein möglichst genauer Wert für zukünftige Biegeteile ausgewählt werden kann.

Eine Berechnung des K-Faktors im Vorfeld ist daher in der Praxis nicht möglich und wir raten davon ab, es zu versuchen.

Aber im Nachhinein lässt sich der K-Faktor anhand eines Biegeversuchs oder eines CAD-Ergebnisses berechnen. Sie können dies mit dieser Formel tun:

K = ((BA / θ) – R) / t

Dabei gilt:

• K = K-Faktor (Verhältnis zwischen neutraler Linie und Stärke)
• BA = Biegezugabe (in mm)
• θ = Biegewinkel im Bogenmaß ((Biegewinkel in Grad × π) / 180)
• R = Innenradius der Biegung (in mm)
• t = Blechdicke (in mm)

4. Der K-Faktor und Sophia®

Auch 247TailorSteel arbeitet in der Online-Software Sophia® mit Richtwerten aus der eigenen Datenbank. Diese sind das Ergebnis jahrelanger Biegearbeiten und durchgeführter Versuche.

Bestellen Sie Biegeteile über Sophia® bei uns? Dann berechnet das System alle notwendigen Werte für unsere Operatoren. Als Kunde müssen Sie dafür nichts tun. Einfach, oder?

5. Und wenn man nur die Blechabwicklung bestellt?

In Sophia® haben Sie die Möglichkeit, eine STEP-Datei hochzuladen und als DXF zu exportieren (und erneut hochzuladen). 

Diese Funktion erzeugt die Blechabwicklung Ihres gezeichneten Biegeteils. Bestellen Sie diese flache Abwicklung? Dann müssen Sie sie nicht selbst laserschneiden, können jedoch die Biegung selbst durchführen. Praktisch, wenn Sie Ihre eigenen Abkantpressen haben.

Es ist allerdings gut zu wissen, dass die Blechabwicklung auf der Grundlage unserer praktischen Werte berechnet wird. Insbesondere die Maschineneinstellungen und Werkzeuge können sich von Ihren unterscheiden. Es besteht daher die Gefahr von Maßabweichungen. Führen Sie daher immer selbst die notwendigen Tests durch, um sicherzustellen, dass Sie mit Ihren Maschinen die richtigen Abmessungen erreichen.

Fragen zum K-Faktor?

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