Metallverarbeitung für Heimwerker: Praktische Tipps und Materialkunde

Ach, die gute alte Metallarbeit! Es gibt wohl kaum ein Material außer Holz, das in der Hand eines findigen Heimwerkers so viele Gestaltungsmöglichkeiten bietet wie Metall. Jedes Stück Eisen, jede Kupferplatte und jedes Alublech erzählt eine Geschichte von Kraft, Präzision und unbändiger Kreativität. Wer einmal den kühlen Glanz von Edelstahl unter seinen Händen gespürt hat oder das samtige Gewicht von Blei in seine Form gebracht hat, der weiß: Hier wird nicht einfach nur gebaut, hier wird Geschichte geschrieben. Und während du vielleicht denkst, dass Metall nur etwas für die alten Eisen ist, lass dir gesagt sein: Die moderne Metallkunst ist lebendig und tickt mit jeder Sekunde voller Möglichkeiten.

1. Nichteisenmetalle im Baubereich

Oldtimer-Karosse (Bugatti) aus Aluminium

1.1. Aluminium (Al)

Aluminium wird beispielsweise für Dächer, Türen, Fenster oder auch für Flugzeuge verwendet. Auch Leitern, Treppen, Markisen, Rollladen oder Dachrinnen bestehen eventuell aus Aluminium.

Bei Aluminium handelt sich um das Metall, welches auf der Erde am häufigsten vorkommt.

Es ist

• sehr witterungsbeständig,
• weist ein nur geringes Gewicht und
• eine hohe Zugfestigkeit auf.

Aluminium wird aus Bauxit gewonnen.

Im Bauwesen wird Aluminium in unterschiedlichen Formen genutzt – beispielsweise als Band, Blech, Folie, Gussplatte oder Profil.

Das Metall lässt sich einfach sägen und schrauben und ist daher sehr gut bearbeitbar. Zudem kann es mithilfe von Eloxierung farblich gestaltet und geschützt werden.

Waschbecken aus Kupfer

1.2. Kupfer (Cu)

In vielen Bereichen des Bauwesens wird der Werkstoff Kupfer verwendet, zum Beispiel in Regenwassernutzungsanlagen, Abwassersystem oder Heizungs-, Heizöl-, Gas-, Trinkwasser und Solarinstallationen.

Kupfer ist das älteste Gebrauchsmetall.

Das Verarbeiten von Kupferrohren ist für Heimwerker recht einfach.

• Biegen,
• Verlöten oder
• Durchtrennen

geht leicht von der Hand. Das Verpressen und das Eindecken eines Dachs mit Kupfer ist allerdings eher etwas für den Fachmann.

Im Bereich der Baumetalle weist Kupfer die stärkste Bruchdehnung auf. Es lässt sich am stärksten verformen, bis es schließlich bricht. Für komplizierte Anschlüsse ist es daher perfekt geeignet.

Bei Montage hat Kupfer die bekannte rot-metallische Farbe. Durch Witterung entsteht allerdings eine Patina Deckschicht. Das mit Kupfer gedeckte Dach wird somit hell- bis blaugrün. Die entstehende Patina ist allerdings kein Qualitätsmangel, stattdessen stellt sie eine Schutzschicht dar.

Wasserhahn aus Messing

1.3. Messing

Messing wird beispielsweise für Waschtischarmaturen oder Türbeschläge genutzt.

Bei Messing handelt sich um einen Sammelbegriff für alle Verbindungen aus Zink und Kupfer.

Es können auch noch weitere Elemente hinzugefügt werden (etwa Eisen, Mangan, Nickel etc.). Dadurch entstehen weitere besondere Eigenschaften.

Messing weist eine goldene Farbe auf und ist ein recht teures Material, zudem ist es fester und härter als Kupfer.

Kuppeldach aus Blei

1.4. Blei (Pb)

Dieses Metall kommt vor allem bei Dächern und Fassaden oder bei historischen Verglasungen zum Einsatz.

Bei Blei handelt es sich um das schwerste der Gebrauchsmetalle.

Befindet sich Blei an der Luft, entsteht schützendes Bleioxid. Dies und seine Beständigkeit machen Bleche aus Metall zu wichtigen Schutzblechen auf Dächern.

Blei wird auch in der Medizin verwandt, da radioaktive Strahlen nicht durch Blei (je nach Dicke) gelangen können. Beim Röntgen werden deshalb auch Bleischürzen verwendet. Blei ist allerdings auch giftig. Allerdings nur wenn direkter Kontakt mit dem Menschen besteht.

Skulpturen aus Bronze

1.5. Bronze

Bronze ist seit der Bronzezeit bekannt. Im frühen Mittelalter wurden aus Bronze beispielsweise die Kirchenportale gefertigt. Diese sind teilweise bis heute erhalten.

Heute werden noch Materialien für Rohrleitungen aus Bronze gefertigt. Eine große Bedeutung im Bauwesen spielt Bronze allerdings nicht mehr. Im Bereich von Denkmälern und Mahnmalen sind das partiell anders aus.

1.6. Nickel (Ni)

Nickel wird hauptsächlich in der Stahlveredelung eingesetzt. Durch sie wird die Härte und Zähigkeit des Stahls gestärkt.

1.7. Zink (Zn)

Mit Zink werden Eisenbleche für Eimer, Drähte, Rohre oder Dachrinnen verzinkt. Langfristig schützt Zink allerdings nicht vor dem Durchrosten. Früher wurde auch das Bad in verzinkten Wäschebottichen eingenommen.

2. Edelstahl, Stahl und Eisen

Das mit Abstand wichtigste Gebrauchsmaterial ist Eisen.

Reines metallisches Eisen ist sehr weich und nahezu unbrauchbar. Zusammen mit Kohlenstoff und anderen Elementen entsteht aus Eisen Stahl. Ist der Kohlenstoffgehalt im Stahl sehr hoch, wird von Guss- oder Roheisen gesprochen.

Schrauben & Muttern aus Edelstahl

2.1. Edelstahl

Bei Edelstahl handelt es sich um ein rostbeständiges Metall, welches beispielsweise für Spülbecken, Treppengeländer oder Bestecke genutzt werden kann. 

Bei Edelstahl handelt es sich um eine Legierung aus Chrom, Nickel, Eisen, Molybdän oder Mangan.

Edelstahl ist korrosionsbeständig und sehr unempfindlich.

Am häufigsten wird Stahl zusammen mit Chrom und Nickel als Legierungsmetalle verwendet. Jedes Metall hat dabei andere positive Eigenschaften:

• Chrom sorgt für die Rostfreiheit von Stahl,
• Nickel verstärkt die Widerstandsfähigkeit.
• Molybdän verstärkt den Chromeffekt noch mehr,
• Vanadium verbessert die Verarbeitungsfähigkeit.

Für die Fertigung von Schrauben und Muttern wird unter anderem der Edelstahl 1.4104 eingesetzt.

Typischer Einsatz für Baustahl: Stangen zur Betonstabilisierung

2.2. Stahl

Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als zwei Prozent wird Stahl genannt.

Bearbeitet wird das Metall beispielsweise durch Schmieden, Sägen oder Bohren. Die Härte und Festigkeit des Metalls kann durch die richtige Behandlung stark beeinflusst werden. Es gibt einige unterschiedliche Stahlsorten, u.a.

• einfacher Baustahl,
• hochlegierter oder
• niedriglegierter Stahl.

Stahl bietet sich im Heimwerkerbereich für viele unterschiedliche Arbeiten an. Ideal kann es beispielsweise für das Zusammenschweißen von Regelgestellen oder für Halterungen genutzt werden.

Auch eine handwerkliche oder industrielle Beschichtung des Metalls ist möglich.

Feuerstelle aus Gusseisen

2.3. Eisen (Gusseisen)

Der Name Gusseisen stammt daher, dass Eisen mit einem hohen Kohlenstoffgehalt (über 2 %) nur noch gegossen und nicht mehr geschmiedet werden kann.

Hochzeit des Gusseisens war die Zeit zwischen 1860 und 1920.

In dieser Zeit wurden Brücken, Balkongeländer und Balustraden aus dem Metall hergestellt. Heute wird Gusseisen vor allem für die Herstellung von Pfannen oder Töpfen genutzt, im Baubereich auch für Gullydeckel oder Kanalroste.

Apropos Geschichte: Metalle sind nicht nur Werkstoffe, sie sind Zeugen der Menschheitsgeschichte. Bronze, eine Legierung aus Kupfer und Zinn, revolutionierte Werkzeuge und Waffen und läutete die Bronzezeit ein. Eisen folgte und brachte die Eisenzeit, in der dieses härtere Metall die Grundlage für weitreichende technologische Fortschritte bildete. Jedes dieser Metalle trug durch seine einzigartigen Eigenschaften zu bedeutenden kulturellen und technischen Entwicklungen bei.

3. Ein Meisterstück aus Metall: Kunst und Können in der Werkstatt

Metallbearbeitung: ein Handwerk voller Facetten

Wer sich an die Metallbearbeitung heranwagt, betritt eine Welt, in der Präzision und Geduld regieren. Das Biegen, Schneiden und Schweißen von Metallen sind mehr als bloße Handgriffe; sie sind Kunstformen, die Geschick, genaue Kenntnisse der Materialien und ein gutes Auge für Details erfordern.

3.1. Das Biegen: Flexibilität in Perfektion

Das Biegen von Metall ist eine Grundfertigkeit für jeden Heimwerker. Es geht darum, Metalle durch Anwendung von Kraft in eine gewünschte Form zu bringen, ohne das Material zu schneiden oder zu entfernen. Das erfordert nicht nur körperliche Kraft, sondern auch ein tiefes Verständnis dafür, wie Metalle unter Druck reagieren. Beim Biegen – sei es mit einer Biegepresse oder durch freihändiges Arbeiten – ist Vorsicht geboten, um das Material nicht zu überdehnen oder zu brechen. Jedes Metall hat seine eigene Seele, die respektiert werden muss.

Zu den häufigsten Techniken im Profibereich gehören das Walzbiegen, das Pressbiegen und das Freiformbiegen. Beim Biegeprozess ist es wichtig, die richtige Technik zu wählen, um Materialermüdung oder Brüche zu vermeiden und eine präzise Formgebung zu gewährleisten. Die Auswahl des richtigen Werkzeugs und der passenden Maschine spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle für ein erfolgreiches Ergebnis.

3.2. Schneiden: Präzise und bedacht

Metallschneiden ist nichts für Zaghafte. Ob mit einer Stichsäge, einer Blechschere oder einer Trennscheibe, jedes Werkzeug erfordert eine andere Technik. Die Herausforderung liegt nicht nur in der sauberen Ausführung, sondern auch in der Sicherheit. Funkenflug und scharfe Kanten sind Risiken, die nicht unterschätzt werden dürfen.

Beim Schneiden von Metall gibt es einige wichtige Tipps und Empfehlungen, die beachtet werden sollten, um präzise und sichere Ergebnisse zu erzielen:

1. Wähle das richtige Werkzeug: Je nach Metallart und Dicke sind unterschiedliche Werkzeuge wie Blechscheren, Sägen oder Plasmaschneider geeignet.
2. Sicherheit zuerst: Trage immer die notwendige Schutzausrüstung, wie Handschuhe und Schutzbrille, um dich vor Funken und scharfen Kanten zu schützen.
3. Markiere Schnittlinien: Verwende einen Bleistift oder Kreide, um klare Schnittlinien auf dem Metall zu markieren. Das hilft, präzise zu schneiden.
4. Stabile Unterlage verwenden: Sichere das Metall auf einer stabilen Unterlage, um Vibrationen und unerwünschte Bewegungen während des Schneidens zu minimieren.
5. Regelmäßige Wartung: Halte deine Werkzeuge scharf und gut gewartet, um saubere Schnitte zu gewährleisten und die Belastung der Werkzeuge zu minimieren.

3.3. Schweißen: die hohe Kunst des Verbindens

Schweißen ist vielleicht die anspruchsvollste Disziplin in der Metallbearbeitung. Es ist die Fähigkeit, zwei separate Stücke zu einer nahtlosen Einheit zu verschmelzen. Ob MIG, TIG oder Elektrodenschweißen – jede Methode hat ihre Vorzüge und ihre Tücken. Schweißen erfordert nicht nur Präzision, sondern auch ein tiefes Verständnis für die chemischen und physikalischen Prozesse, die dabei ablaufen. Unser Spezialartikel dazu:

4. Kontroversen und Nachteile

4.1. Vorsicht geboten: Gesundheit und Sicherheit im Umgang mit Metallen

Im heimischen Werkraum lauern unerwartete Gefahren, vor allem beim Umgang mit Metallen. Gefahren durch Bleidämpfe oder scharfe Metallkanten sind ernst zu nehmen. Bleidämpfe können beim Löten oder Schmelzen von Blei entstehen und ernsthafte Gesundheitsschäden verursachen, während unsachgemäß behandelte Metallkanten zu Schnittverletzungen führen können. Daher ist es essenziell, bei solchen Arbeiten immer adäquate Schutzausrüstung zu tragen, wie robuste Handschuhe und Atemschutzmasken.

4.2. Umweltaspekte und das große Recycling

Die Wiederverwendung und sachgerechte Entsorgung von Metallen spielt eine bedeutende Rolle für den Umweltschutz. Recycling von Metallen reduziert nicht nur den Bedarf an Rohmaterialien, sondern verringert auch Energieverbrauch und CO2-Emissionen, die bei der Neuproduktion entstehen würden. Jeder Heimwerker kann dazu beitragen, indem er Metallreste korrekt trennt und recycelt. Überdies gibt es innovative Ansätze zur Wiederverwertung alter Metallteile in neuen Projekten, was sowohl kreativ als auch umweltbewusst ist.

Nicht alle Metalle sind gleich. Die Produktion von Aluminium ist beispielsweise sehr energieintensiv und hat erhebliche Umweltauswirkungen, einschließlich großer Mengen an Treibhausgasemissionen. Auch die Korrosionsanfälligkeit einiger Stähle stellt ein technisches und ökonomisches Problem dar, das nicht nur Kosten verursacht, sondern auch die Lebensdauer von Metallkonstruktionen beeinträchtigt. Es ist wichtig, diese Aspekte zu berücksichtigen und nachhaltige Alternativen zu fördern, wo immer es möglich ist.

5. Typische Metall-Projekte für den Heimwerker

Du siehst: Die Auswahl des richtigen Metalls ist eine Frage der richtigen Eigenschaften, aber auch eine Frage von Kosten und Langlebigkeit. Während Aluminium leicht und korrosionsbeständig ist, punktet Edelstahl mit extrem langer Lebensdauer und Widerstandsfähigkeit gegen Rost. Die Entscheidung, welches Metall verwendet wird, sollte sowohl die unmittelbaren Kosten als auch die langfristigen Vorteile berücksichtigen. Ein gutes Verständnis der Kosten-Nutzen-Relation kann dabei helfen, die finanzielle Belastung über die Jahre zu minimieren.

Die Welt der Metalle steht auch nicht still. Innovative Legierungen und Verbundwerkstoffe, wie Titanlegierungen und kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe, bieten verbesserte Eigenschaften für spezifische Anwendungen. Diese Materialien sind oft leichter, stärker und widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse, was sie zu idealen Kandidaten für anspruchsvolle Heimwerkerprojekte macht. 

6. Etwas unklar geblieben?

Bisherige Fragen:

• Blech und Eisen
  Frage: Was ist der Unterschied zwischen Eisen und Blech?
  Antwort: Ein Blech ist ein Walzwerkserzeugnis aus Metall. Nahezu jedes Metall kann zu Blech verarbeitet werden. Eisen ist ein Metall. Dementsprechend gibt es auch Eisenblech. Eine faszinierende Eigenschaft von Blechen ist ihre Formbarkeit. Sie können gebogen, gestanzt und in komplexe Formen gebracht werden, was sie zu einem unverzichtbaren Material in der modernen Fertigung macht.

7. Rund ums Thema