CNC-Bearbeitung: Lösung für die Bearbeitung und Reparatur von Aluminiumrädern

Leichtmetallrad für Autos
Jack Lüge Experte für CNC-Bearbeitung

Auf etwas spezialisiert sein CNC-Fräsen, CNC-Drehen, 3d Drucken, Urethanguss, und Blechbearbeitung Dienstleistungen.


Im modernen Automobilbereich ist Aluminium das vorherrschende Material für die Herstellung von Felgen. Im Bereich der Autoräder kommen vor allem Stahlfelgen und Aluminiumlegierungsfelgen zum Einsatz. Heutzutage ersetzen Aluminiumlegierungsräder nach und nach die Stahlräder. Verschiedene und ansprechende Aluminiumlegierungsräder können einer präzisen Bearbeitung unterzogen werden, um ihre Ästhetik zu verbessern.  

Die Räder eines Autos unterliegen ständiger Bewegung und sind daher anfällig für Beschädigungen wie Risse oder Stöße auf Bordsteine. Die Reparatur von Felgen kann ein kostengünstiger Prozess sein, der die Ästhetik unserer Fahrzeuge verjüngt. Es stellen sich jedoch häufig Fragen zur Wirksamkeit und Komplexität des Wiederherstellungsprozesses sowie zu den damit verbundenen potenziellen Risiken.

Wenn die Primärstruktur der Felge dauerhaft beschädigt ist, ist von einer Nachlackierung abzuraten. Beschränkt sich der Schaden hingegen auf unwesentliche Teile der Felge, CNC-Bearbeitung kann eine wertvolle Lösung sein, um Ressourcen zu schonen und die Felgen wieder in einen optimalen Zustand zu versetzen.

Dieser Artikel bietet einen umfassenden Einblick in die technischen Prozesse beim Radnabenbetrieb.

Vorteile von Aluminiumlegierungsrädern

Felge aus Aluminium

Im Vergleich zu Pkw-Stahlrädern bieten Alufelgen klare Vorteile. Aluminiumlegierungsräder haben eine geringere Dichte, etwa ein Drittel der von Stahl, wodurch sie etwa zwei Drittel leichter sind als Stahlräder mit dem gleichen Volumen. Studien zeigen, dass die Verwendung von Aluminiumlegierungsrädern das Fahrzeuggewicht um 101 TP3T senkt und die Kraftstoffeffizienz um 61 TP3T bis 81 TP3T verbessern kann. Daher ist die Förderung der Verwendung von Aluminiumlegierungsrädern von großer Bedeutung für die Energieeinsparung, die Emissionsreduzierung und die Einführung eines kohlenstoffarmen Lebensstils.

Aluminium weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, während Stahl eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist. Folglich weisen Aluminiumlegierungsräder unter identischen Bedingungen im Vergleich zu Stahlrädern eine bessere Wärmeableitungsleistung auf.

Darüber hinaus sind Aluminiumlegierungsräder für ihr modisches und ästhetisch ansprechendes Aussehen bekannt. Durch Alterung kann die Aluminiumlegierung gestärkt werden Aluminiumgusslegierung Radnaben ohne Alterungsbehandlung besitzen geringe Festigkeit, aber leicht zu verarbeiten und zu formen.  

Die Strukturanalyse von Automobil-Aluminiumlegierungsrädern

Um den Funktions- und Marktanforderungen gerecht zu werden, werden Aluminiumlegierungsräder mit verschiedenen Strukturen entworfen, einschließlich integraler und mehrteiliger Kombinationen. Darüber hinaus gibt es sie in verschiedenen Formen, z. B. als breite Speichen, schmale Speichen, mehrere Speichen und wenige Speichen. Aus Sicherheitsgründen müssen sowohl das Aussehen als auch die strukturelle Gestaltung von Aluminiumlegierungsrädern den Sicherheits- und Funktionsanforderungen entsprechen. Für Standard-Pkw reichen einteilige Aluminiumlegierungsräder aus, um ihre Leistungskriterien zu erfüllen.

Die Struktur der Autoradnabe, wie in der Abbildung unten dargestellt, kann in zwei Teile kategorisiert werden: die Felge und die Radnabe. Darin ist die detaillierte Funktionsanalyse jedes Teils dargestellt.  

Struktur eines Automobil-Aluminiumlegierungsrads
Bildnachweis: machinenaluminum.com

Leistungsanforderungen für Aluminiumlegierungsräder für Kraftfahrzeuge

Aluminiumlegierungsräder gibt es in verschiedenen Ausführungen und Strukturen, wobei die Anforderungen je nach Fahrzeugtyp und -modell unterschiedlich sind. Sowohl Festigkeit als auch Präzision sind jedoch grundlegende gemeinsame Anforderungen in allen Bereichen. Laut Marktforschung sollte die Radnabe folgende Eigenschaften aufweisen:

  • Richtiges und geeignetes Material, richtige Form und Größe, um eine optimale Reifenfunktion, Reifenaustauschbarkeit und Universalität zu gewährleisten.
  • Minimale vertikale und seitliche Vibrationen sowie geringe Unwucht und Trägheitsmomente während der Fahrt.
  • Ausreichende Festigkeit, Steifigkeit und dynamische Stabilität bei gleichzeitig leichtem Design.
  • Effektive Trennung von Achsen und Reifen.
  • Außergewöhnliche Haltbarkeit.
  • Fertigungsprozesse, die den Anforderungen an stabile Produktqualität, Kosteneffizienz, vielfältige Variationen und Massenproduktion gerecht werden.  

Reparatur beschädigter Felgen mittels CNC-Bearbeitung

Schäden an Aluminiumrädern lassen sich je nach Ursache und Ausmaß des Schadens grundsätzlich in drei Typen einteilen:

  1. Der erste Typ entsteht durch Reibung an der Fahrbahnoberfläche und Bordsteinkanten beim Parken am Straßenrand.
  2. Der zweite Typ, der mit erheblichen Verformungen und Verzerrungen einhergeht, tritt häufig auf, wenn man bei hohen Geschwindigkeiten auf große Schlaglöcher oder hohe Bergrücken trifft.
  3. Der dritte Typ, der durch Brüche gekennzeichnet ist, tritt häufig bei Stößen und Stößen mit hoher Geschwindigkeit auf.  

Überlegungen zur CNC-Felgenreparatur

Die Reparaturmethoden für diese drei Situationen sind unterschiedlich und die Ergebnisse können von Fall zu Fall unterschiedlich sein. Einige Reparaturprozesse können neue Risiken mit sich bringen:

Die Reparatur von Oberflächenverschleiß ist die häufigste Situation. Da es keinen Einfluss auf die tragende Struktur der Nabe hat, bedarf nur die Oberfläche einer Verfeinerung. In der Praxis umfasst der erste Schritt Sandstrahlen und Polieren. Vor der Nachbearbeitung muss die Nabe mattiert und poliert werden. Der primäre Ansatz besteht darin, die Radnabe zu sandstrahlen, um eine solide Grundlage für nachfolgende kosmetische Behandlungen zu schaffen.

Im nächsten Schritt erfolgt das Schleifen mit Schleifpapier. Nach der Entfernung der meisten Nabenfehler durch staubfreies Sandstrahlen wird feineres Wasserschleifpapier verwendet, um die Details weiter zu polieren.

Anschließend werden die Kratzer mit Aluminiumspachtel gefüllt, nachdem die Radnabe geschliffen und geebnet wurde. Dieser Schritt ähnelt dem Auftragen von Kitt bei der Reparatur eines Autos Blech, obwohl für die Radnabe Legierungskitt verwendet wird, der komplizierter und biegsamer ist als der, der für Autobleche verwendet wird.

In Fällen, in denen der Verschleißspalt etwas größer ist und eine bessere Füllwirkung erforderlich ist, wird das Aluminiumschweißen zum Füllen und Nivellieren von Aluminiumlegierungen eingesetzt.

Nach Abschluss der Füllung wird die Restauration poliert, um sicherzustellen, dass die endgültige Metalloberfläche ungefähr mit der ursprünglichen flachen Oberfläche übereinstimmt.

Abschließend wird der Prozess mit einer professionellen Lackierung abgeschlossen. Dieser Schritt ähnelt dem Lackieren von Blech in den meisten Werkstätten, wobei der Unterschied hauptsächlich in der Prüfung von Farbvariationen und der Gleichmäßigkeit der Lackierung liegt.  

CNC-Bearbeitung für die Felgenreparatur

Die nachfolgenden Schritte stehen in direktem Zusammenhang mit der Verwendung von a CNC-Maschine zur Felgenreparatur:

Schritt sieben beinhaltet die Programmierung der Drehmaschine. In Fällen, in denen bestimmte Modelle jedoch über eine glänzende Nabenoberfläche verfügen, ist beim Bürstvorgang ein Polieren erforderlich. Diese Prozesse müssen auf CNC-Maschinen ausgeführt werden. In dieser Phase ist es unerlässlich, auf komplizierte Details wie genaue Krümmungen und Abstände zu achten, um ein zufriedenstellendes Endergebnis beim Putzen zu gewährleisten.

Der achte Schritt beinhaltet CNC Drahtziehen. Nach der Programmierung werden die Naben sorgfältig auf der Drehmaschine geschnitten, um ein gleichmäßiges Finish zu gewährleisten. Es ist wichtig zu beachten, dass dieser Schritt, der die Dicke der Nabe verringert, nicht für wiederkehrende Reparaturen geeignet ist, da übermäßiges Reiben der Auflagefläche der Nabe deren Festigkeit erheblich beeinträchtigen kann.

Anschließend wird im neunten Schritt ein nanometallischer Schutzlack aufgetragen. Nach den vorherigen Schritten sollte die Nabe mit Nanometallfarbe beschichtet werden, die nach dem Brennen für ein glänzendes Finish sorgt.

Im zehnten Schritt erfolgt eine umfassende Politur, um einen erhöhten Glanz zu erzielen. Bei der zweiten und dritten Schadensart, bei der es sich um Veränderungen in der Struktur der Nabe oder sogar um Risse handelt, kann die Reparatur dieser Situationen zu einer verringerten Festigkeit und einer unvollständigen inneren Struktur der Nabe im Vergleich zu ihrem Zustand vor der Beschädigung führen. Da dies erhebliche Auswirkungen auf die Sicherheit hat, ist in solchen Fällen von einer Sanierung des Hubgerüsts abzuraten.  

Fazit

Die CNC-Maschine spielt in der Automobilindustrie eine entscheidende Rolle, indem sie die Produktion erleichtert, Abschluss, Wartung und Reparatur von Fahrzeugrädern. Es ist vollständig computergesteuert und in der Lage, Aluminiumräder mit außergewöhnlicher Präzision und Qualität zu bearbeiten, was zu einem makellosen Finish führt, das dem ursprünglichen Werksstandard entspricht. Diese Technologie ist für die Aufrechterhaltung einer hohen Leistungsqualität und die Gewährleistung der Sicherheit von Fahrern und Passagieren in Fahrzeugen unerlässlich. Darüber hinaus bietet das Unternehmen Radreparaturlösungen für die Automobil-Ersatzteilindustrie an.  

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