Die Fassade bestimmt den ersten Eindruck eines Gebäudes. Durch ihre Gestaltung kann sich eine Immobilie von ihrer bebauten Umgebung positiv abheben und an Wert gewinnen. Gleichermaßen anspruchsvolle wie kostengünstige dreidimensionale Fassadenelemente aus Metall lassen sich mit einem Umformportal herstellen, das vom Fraunhofer IWU kürzlich in Betrieb genommen wurde.
Das neue Umformportal des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (Fraunhofer IWU) ist nach Angaben des Chemnitzer Forschungsinstituts aktuell die größte derartige Anlage in Deutschland. Sie kann Stahl- und Aluminiumbleche mit Abmessungen von bis zu 4 x 2 m und mit einer „Ausbauchung“ bis zu 75 cm in nahezu jede Form bringen. Nicht nur, aber eben auch für Gebäudefassaden.
Inkrementelle Blechumformung
Mit der Idee, die neue Anlage zur Herstellung spektakulärer Fassadenelemente aus Metall zu verwenden, möchte das Fraunhofer IWU Architekten und Bauherren ansprechen, die gleichermaßen anspruchsvoll wie kostenbewusst sind. Mit dem in Chemnitz praktizierten Verfahren der inkrementellen Blechumformung lassen sich nämlich markante dreidimensionale Metallfassaden realisieren, für die es in Form und Farbe kaum Grenzen gibt und die trotzdem ohne teure Umformwerkzeuge herstellbar sind.
Inkrementell bedeutet in diesem Zusammenhang, dass man die Bleche in mehreren Bearbeitungsschritten zu Fassadenelementen umformt. So ein schrittweises In-Form-Bringen nimmt zwar etwas mehr Zeit in Anspruch, dafür kann man sich aber die teureren Werkzeuge sparen, die beim schnelleren Tiefzieh-Verfahren erforderlich wären. Nach Berechnungen des Fraunhofer IWU ist die inkrementelle Blechumformung (IBU) zumindest bis zu einer Stückzahl von 185 wirtschaftlicher als das Tiefziehen, das auch als Zugdruckumformen bezeichnet wird (DIN 8584).
Fischfassade als Demonstrator
Das IBU-Verfahren eignet sich für die Herstellung sowohl größerer als auch kleinerer metallischer Elemente in der Außenhülle von Gebäuden. Es ermöglicht dreidimensionale und zugleich farbige Fassadenelemente aus Metall, die nicht nur für öffentliche oder gewerbliche, sondern auch für privat genutzte Immobilien eine reizvolle Option sein können.
Um zu demonstrieren, was mit dem Verfahren auf dem neuen Umformportal technisch machbar ist, hat das Fraunhofer IWU in einem gemeinsamen Projekt mit dem Fassadenbauer Wirth & Co. GmbH und dem Beschichtungsspezialisten WOBEK-Design GmbH eindrucksvolle Beispielelemente hergestellt. Beim Design der 2 m langen und 1m breiten Elemente entschied man sich für die Abbildung eines Fisches in mehreren farblichen Variationen.
Im Umformportal drückt ein Dorn von 12 mm Durchmesser die gewünschte Form schrittweise ins Blech. Grundlage dafür ist ein entsprechendes 3D-Modell. Bei komplexen Geometrien wird auf der Rückseite des Bleches eine Gegenform benötigt. Diese kann auch aus preiswertem Schichtholz angefertigt sein. Als Alternative zur Gegenform hält das Fraunhofer IWU auch ein zweites Drückwerkzeug oder ein wiederverwendbares Nadelkissen (Pins) für denkbar.
Witterungsbeständige Beschichtung
Die vom Drückdorn abgewandte Seite des Bleches wird übrigens größtenteils bereits vor dem Umformprozess beschichtet. Die Grundbeschichtung aus weißem Pulverlack und der anschließend aufgetragene farbige Tintenstrahldruck sind elastisch genug, um durch die Umformung des Bleches nicht beschädigt zu werden.
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Beim Fischmotiv gibt es bis zu 20 cm tiefe Ausbauchungen. Die farbige Beschichtung unterstreicht die dreidimensionale Wirkung dieser Form. Den Abschluss bildet ein UV-und witterungsbeständiger Klarlack. Das ist die einzige Schicht, die erst nach dem Umformen aufgetragen wird. Sie sorgt neben dem Witterungsschutz auch dafür, dass diejenigen Bereiche der lackierten Flächen, die durch die Blechbearbeitung eventuell doch porös geworden sind, wieder verschlossen werden.
