Mercedes-Benz vertraut bei der Herstellung von Leichtmetallrädern weltweit nur den renommiertesten und besten Zulieferern. Diese Unternehmen verfügen über ein hohes Know-how und fertigen nach den strengen Mercedes-Vorgaben. Zahl-reiche Prüfprozesse sowohl in der laufenden Fertigung wie in den Labors garantieren ein hohes Qualitätsniveau. Dazu gehören unter anderem die Kontrolle des Rohmaterials bei der Anlieferung und der Weiterverarbeitung, eine 100-prozentige Röntgenprüfung, Dichtheitsprüfungen, die laufende Kontrolle der engen geometrischen Daten und des Rundlaufs bei der mechanischen Bearbeitung sowie die Überwachung des Lackierprozesses. Am Beispiel eines Werkes eines solchen Zulieferers lässt sich die Radproduktion auf dem von Mercedes-Benz geforderten hohen Qualitätsniveau gut beschreiben.

Heißer Beginn in der Gießhalle

Als Grundmaterial für die Leichtmetallräder kommen immer Primärlegierungen zum Einsatz, ergänzt mit den Metallrückständen aus der eigenen Produktion, wie Bearbeitungsspäne und fehlerhafte Räder aus der laufenden Produktion. In dem Schmelzofen tobt ein Höllenfeuer, das in einem engen Temperaturkorridor um die 775 Grad Celsius gehalten werden muss. Nach dem Abstich der flüssigen Aluminiumlegierung und dem anschließenden Reinigungen der Schmelze mit speziellen Zusätzen transportieren die Mitarbeiter die sogenannte Transportpfanne zu den eigentlichen Gießmaschinen und füllen das flüssige Metall um.

Aluminiumgussräder für Mercedes-Benz werden ausschließlich im Niederdruck-Kokillenguss hergestellt. Das funktioniert so ähnlich wie eine althergebrachte Espressomaschine, die man auf die Herdplatte stellt. Hier wie dort treibt ein Überdruck im unteren Behälter die Flüssigkeiten über ein Steigrohr nach oben. Bei der Espressomaschine fließt das Wasser durch den Filter in die obere Kanne, bei der Gießmaschine fließt die flüssige Aluminiumschmelze in die oben liegende Gussform. Auch hier gilt es, einen engen Temperaturkorridor einzuhalten, damit das Metall durch die Form fließen kann und nach einem genau eingestellten Ablauf erstarrt. Sowohl das Gießverhalten wie der Erstarrungsprozess werden in der Entwicklungsphase eines neuen Rades exakt simuliert. Nach der Erstarrung wird die mehrteilige Kokille geöffnet und der Radrohling vollautomatisch zur nächsten Station befördert.

100-prozentige Röntgenkontrolle in der laufenden Fertigung

Alle Räder durchlaufen nach dem Gießen eine vollautomatische Röntgenanlage. In gekapselten Kabinen durchleuchtet die Röntgenanlage die noch unbehandelten Rohlinge und analysiert die entstehenden Bilder in Echtzeit. Gießfehler wie Lunker (Lufteinschlüsse) oder Poren, die zu einer verminderten Stabilität des Rades führen können, werden zuverlässig diagnostiziert. Die betreffenden Räder schleust die Anlage aus, anschließend werden diese Teile erneut eingeschmolzen.

Mercedes-Benz Räder werden ausschließlich aus der warm ausgelagerten Aluminiumlegierung Gk-AlSi7 gefertigt. Dieses Material erreicht durch eine dem Gieß-prozess folgende, dreistufige Wärmebehandlung seine außerordentlich hohe Festigkeit. Vor dem Abschrecken im Wasserbad werden die Radrohlinge beim „Lösungsglühen“ zunächst auf eine Temperatur von rund 530 Grad Celsius gebracht, ab-schließend erfolgt das mehrstündige Warmauslagern bei rund 150 Grad Celsius. Dabei erhält der Aluminiumwerkstoff seine endgültige Festigkeit.

Fließender Prozess beim „Flowforming“

Das „Flowforming“-Verfahren ist in Verbindung mit gegossenen, einteiligen Aluminiumrädern ein relativ junges Bearbeitungsverfahren. Grundsätzlich bieten Räder, die nach dem „Flowforming“ bearbeitet wurden, das Beste aus zwei Welten. Zum einen bleibt für die Designer die große Gestaltungsfreiheit eines gegossenen Rades erhalten, zum anderen bekommt das „Flowforming“-Rad die Vorteile der sehr teuer und aufwendig zu produzierenden Schmiederäder: eine hohe Festigkeit bei optimiertem Bauteilgewicht.

Der Fertigungsablauf beim „Flowforming“:

Zunächst wird ein Rohling gegossen, der ein sehr schmales Felgenbett mit einer deutlich höheren Wandstärke hat. Nach dem Erhitzen auf rund 350 Grad Celsius wird dieser Rohling auf einen nach oben leicht konisch verlaufen-den Zylinder gespannt. Rohling und Zylinder rotieren, während sich von außen drei ebenfalls rotierende Rollköpfe mit hohem Druck von rund 120 Tonnen an den Rohling pressen und nach unten fahren. Dabei wird das Metall über dem Zylinder in die gewünschte Form gebracht, also fließend verformt („Flowforming“) und gleichzeitig verdichtet. Das so entstandene Felgenbett hat ein schmiedeähnliches Gefüge mit höchster Stabilität bei geringstmöglichem Gewicht. Die anschließende Wärmebehandlung verleiht dem „Flowforming“-Rad dann seine endgültige Festigkeit.

Enorm in Form: Die mechanische Bearbeitung

Alle Räderrohlinge werden anschließend in mehreren mechanischen Bearbeitungsschritten in ihre finale Form gebracht. In diesem Produktionsbereich, wo eine zuverlässige Maßhaltigkeit im Fertigungsprozess und eine hohe Genauigkeit unbedingt nötig sind, kommen ausschließlich computergesteuerte Bearbeitungsmaschinen zum Einsatz, die Fertigungstoleranzen von wenigen Hundertstel Millimetern einhalten.

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