Geschichte der Blechbearbeitung

Die ersten Bleche, die der Mensch herstellte waren aus Gold oder Kupfer – aus den Metallen, die gediegen in der Natur vorkommen.

Diese Bleche waren noch sehr klein und dienten zur Herstellung von Schmuck. Über Jahrtausende hinweg wurden neue Metalle entdeckt und die Möglichkeit Materialeigenschaften durch Legierungselemente zu verändern.

Diese Geschichte begann vor über 80.000 Jahren und führt bis zur industriellen Herstellung von Blechen aus komplexen Legierungen.

Die Steinzeit

Die verschiedenen Entwicklungsepochen der Menschheit werden nach den Materialien benannt, aus denen vorrangig Werkzeuge, Gebrauchsgegenstände und Waffen hergestellt wurden. Die Steinzeit ist, verglichen mit anderen Zeitaltern, mit über zwei Millionen Jahren die längste dieser Epochen. In der Archäologie wird die Steinzeit noch in sechs kürzere Abschnitte unterteilt, zu denen unter anderem die Alt- / Mittel und Jungsteinzeit zählen. Menschen nutzten in dieser Zeit alle Materialien, die sie in der Natur fanden. Am Anfang waren es vor allem Äste, Knochen, Baumrinden und unbearbeitete Steine.

Im Lauf der Zeit entdeckten die Menschen, dass verschiedene Steine unterschiedliche Eigenschaften hatten. Besonders interessant waren dabei Gesteine, die hart und spröde waren. Beim Bearbeiten mit anderen Steinen, platzen sehr scharfe Splitter von den Oberflächen ab.

Mit etwas Übung konnten diese in die gewünschte Form gebracht werden, um daraus Pfeilspitzen oder Messer herzustellen. Am häufigsten wurden dafür Feuerstein oder Obsidian benutzt.

Archäologen sind sich bis heute uneinig, seit wann dem Menschen Metalle bekannt sind und er diese auch verarbeitet. Einige Wissenschaftler gehen davon aus, dass Gold das erste Metall war, welches vom Menschen genutzt wurde. Gold kann bis heute weltweit in Flüssen und Bächen gefunden werden, welche goldhaltige Gesteinsschichten durchfließen. Durch die erodierende Wirkung des Wassers wird das Gold herausgelöst und kann in Form von „Nuggets“ gefunden werden. Nach Einschätzung von Wissenschaftlern ist es nicht unwahrscheinlich, dass unsere Vorfahren schon vor 80.000 Jahren einfache Schmuckstücke aus Gold herstellten.

Kupfer und Silber sind ebenfalls Metalle, die in der Natur gediegen vorkommen. Sie haben einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und sind relativ weich. Es ist nicht möglich festzulegen, seit wann diese Metalle genutzt wurden. Aus wissenschaftlicher Sicht ist es daher sinnvoll die Epoche immer mit einer Region in Verbindung zu bringen. So endete beispielsweise die Steinzeit in der Balkanregion mehrere tausend Jahre früher als in anderen Gebieten Europas.

Die Eisenzeit

Es ist archäologisch nachweisbar, dass Eisen seit über 6.000 Jahren verwendet wird. Eisen gehört zu den häufigsten Elementen auf der Erde und macht mit 32% fast ein Drittel der gesamten Erdmasse aus. Gediegen ist es jedoch kaum zu finden. Aus diesem Grund wurden zu Beginn Eisen-Meteoriten verarbeitet, die zum großen Teil aus Eisen und Nickel bestehen. Da Meteoriten schwer zu finden waren, konnte der Preis für Eisen bis zu 100 Mal teurer sein als der von Silber.

Später lernten Menschen das Verhütten von Eisenerzen. Anfangs nutzte man Raseneisenstein, ein verfestigtes Sediment mit einem Eisenanteil von bis zu 60%. Raseneisenstein war weit verbreitet, leicht zu finden und konnte mit einfachen Werkzeugen abgebaut werden. Die Verhütung wurde meist direkt am Fundort in einfachen Rennöfen durchgeführt. Diese Öfen bestanden nur aus Lehm und Steinen, erreichten aber eine Temperatur von bis zu 1.300 Grad, um das Eisen aus dem Erz zu lösen. Diese Temperatur reicht nicht aus, um reines Eisen zu erhalten.

Das gewonnene Eisen wurde dann wieder erhitzt und mit Hämmern bearbeitet (geschmiedet), um überflüssige Elemente aus dem Material zu entfernen. Dieses Schmiedeeisen war sehr rein Eisen und enthielt nur sehr geringe Mengen Kohlenstoff (< 0,08%). Infolgedessen konnte es nicht durch Temperaturbehandlungen (z. B. Erhitzen und schnelles Abkühlen) gehärtet werden.

Das erste Schmiedeeisen wurde um 1.500 v. Chr. in sogenannten Niedrigöfen hergestellt. Erst etwa 1.000 Jahre später, um 500 v. Chr., wurde in China der Hochofen erfunden, und Eisen wurde in größerem Umfang verfügbar. In den Niederlanden begann man um 800 v. Chr. mehr und mehr mit Eisen zu arbeiten, das die Verwendung von Bronze ersetzte.

Dies ist der Beginn der Eisenzeit. Da Eisen leicht korrodiert, sind nur wenige Objekte aus der Eisenzeit erhalten geblieben. Erst in den letzten 200 Jahren ist es gelungen, Eisenlegierungen so effizient zu reinigen, dass Stahl, wie wir ihn heute kennen, im großen Maßstab verfügbar ist.

Das Römische Reich

Die Metallverarbeitung spielte auch im römischen Reich eine große Rolle. Sie deckte den Bedarf von Militär, Landwirtschaft, Handwerk und Baugewerbe. Die Edelmetalle, aber auch Kupfer waren sehr wichtig für das Münzwesen der Römer. Für landwirtschaftliche Zwecke nutzten sie eine Vielzahl an Metallgeräten wie Spaten aus Eisen oder Hacken und Sicheln aus Kupfer.

Die Medizin war im alten Rom schon sehr fortschrittlich. Man fertigte enorm präzise Instrumente aus Metall. Man war in der Lage mit Zangen Zähne zu ziehen, mit einer Zäpfchenzange das Zäpfchen zu amputieren oder gar mit einer Starnadel den grauen Star zu behandeln.

Eine der großen Meisterleistungen der Römer war ihre Wasserversorgung. Sie verlegten durch die ganze Stadt Wasserleitungen. Man nennt diese Wasserleitungen auch Aquädukte. Sie führten teilweise über 100 km quer durch das römische Reich. Die längste Wasserleitung war die Eifelwasserleitung, sie verlief von Rom nach Köln. Rom selbst besaß 11 Aquädukte, 11 Thermen, 856 Privatbäder und 1352 Brunnen. Für ihre Wasserleitungen verwendeten sie Rohre aus Blei. Blei nutzten sie aber nicht nur um Wasserrohre herzustellen, sie fertigten auch sämtliche Alltagsgegenstände aus Blei, wie z.B. Lampen, Schüsseln und Ketten. Durch die gesteigerte Nachfrage musste auch der Prozess der Bleigewinnung optimiert werden, wodurch die Römer systematisch die Bleigewinnung vorantrieben.

Eisen und Bronze waren wichtige Rohstoffe für das Militär. Die Römische Armee benötigte Schwerter aus Eisen sowie Rüstungen mit Helmen, Brustpanzern und Beinschienen aus Bronze. Um eine Römische Legion (3.000-6.000 Mann) auszurüsten, mussten schätzungsweise mehr als 30 Tonnen Roheisen verarbeitet werden. Rom war seinerzeit das mächtigste Reich überhaupt, nicht zuletzt aufgrund seiner Waffen und Kampftechniken.

Besonders grandios war das Schwert Gladius. Es war ein aus Eisen geschmiedetes Kurzschwert, welches die Römer von den Keltiberern übernommen haben. Der Gladius war quasi die perfekte Waffe für den Römischen Legionär, denn die Römer kämpften oft in engen Infanterieformationen. Der römische Legionär konnte aufgrund der Größe des Gladius selbst im dichtesten Kampfgewühl seine Waffe benutzen ohne dabei seine Deckung aufzugeben.

Schweißen im alten Ägypten

In einer Zeit, in der in Mitteleuropa die ersten Bauern sesshaft wurden und Tongefäße brennen konnten, blühte in Ägypten die erste Hochkultur. Archäologische Funde belegen, dass Schmuckgegenstände aus Kupfer und Gold durch punktuelles Erhitzen verbunden wurden. Das Löten war die erste Methode zwei Metallteile miteinander zu verbinden.

Die Technik, Metallteile aus Eisen dauerhaft zu verschmelzen hat eine viele Jahrtausende alte Geschichte. Schon die Ägypter unter Pharao Thutmosis I. (1.493 – 1.482 v. Chr.) kannten die Technik des Feuerschweißens. Um zwei Metallteile mit Hilfe eines Schmiedefeuers und einfachen Werkzeugen zu verbinden, war sehr viel Erfahrung nötig. Es verlangte viel Fingerspitzengefühl das Metall genau in dem Zeitpunkt aus dem Feuer zu nehmen, bei dem die richtige Temperatur zum Verschweißen erreicht war. Eine weitere Schwierigkeit lag in der Tatsache, dass zu Teile unbedingt vor Lufteinwirkung geschützt werden mussten. 

Bis zur Glut erhitztes Metall oxidiert sehr rasch an der Luft. Viele Jahrhunderte lang nutzte man dazu feinen Sand. Später gelang den Schmieden eine bessere Luftabschirmung durch das natriumhaltige Mineral Borax. Die Technik des Feuerschweißens verbreitete sich im Lauf der Zeit über die ganze Welt und hielt sich über 3.500 Jahre lang bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts. Zur Herstellung von Damaststahl wird dieses Verfahren noch heute angewendet.

Siehe auch

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