Der Ingenieur Ralf Bux, Gründer des mittelständischen Unternehmens Entec-Stracon im schwäbischen Aalen, hat einen neuen Herstellungsprozess für PKW-Aluräder entwickelt. Dieser birgt so viele Vorteile, dass der Erfinder dafür im März mit dem Deutschen Innovationspreis 2025 geehrt wurde. Das von ihm entwickelte Verfahren nennt sich „Turbulenzarmes-Druckbeaufschlagtes-Gießen“, kurz „Turbu-Druck-Gießen“ und setzt auf sehr hohen Druck und Tempo während der Produktion: „Beim Turbu-Druck-Gießen schießt die Aluminium-Legierung innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde unter hohem Druck seitwärts in die Form“, so Bux. Nur 0,05 Sekunden braucht die Firma für den Guss eines Rades.
Ressourcenschonender, stabiler und leichter
Beim herkömmlichen Niederdruckgießen fließt die geschmolzene Aluminium-Legierung hingegen langsam von der Mitte aus in die Form und verteilt sich mithilfe der Schwerkraft. Dann wird sie abgekühlt und überschüssiges Material an den Kanten entfernt. Zwar fallen beim „Turbu-Druck-Gießen“ ebenfalls Metallspäne als Abfall an, diese sind jedoch hochwertiger und können einfach beim nächsten Guss wiederverwendet werden. Hunderte Sensoren in der Qualitätskontrolle überwachen zudem die Produktion durchgängig und engmaschig, so dass wenig bis kein Ausschuss mehr anfällt. Das Verfahren benötigt daher unterm Strich rund 25 Prozent weniger Rohmaterialien und ist damit deutlich ressourcenschonender und kostengünstiger als das Niederdruckgießen.
Weitere Vorteile: „Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der extrem niedrigen Werkzeugtemperatur nach der Erstarrung hat das Material deutlich kleinere Korngrößen und deshalb eine höhere Festigkeit und Dehnung“, erklärt Bux. Die neuen Leichtmetallräder sind demnach deutlich stabiler und fester als bisher und können zugleich flexibler geformt und gestaltet werden. Ein wichtiges Argument, denn viele Autokäufer achten auf ein filigranes Design. Zudem sind die neuen Aluräder dünner und leichter: „Durch das konturnahe Gießen sind dünnwandige Querschnitte möglich“, so Bux. In Zeiten, in denen PKW immer größer und schwerer werden, zahlt es sich aus, wenn zumindest einzelne Bauteile wie die Räder leichter werden. Denn das spart Treibstoff beim Fahren. Am Ende profitieren also auch die Fahrer von PKW mit den sparsamen Leichtmetallrädern.
Energieverbrauch halbiert
Darüber hinaus braucht das neue Gussverfahren weniger Energie als bisher: „Mit unserer Herstellung benötigen wir pro Rad 57 Kilowattstunden statt wie üblich 114. Durch das Verfahren reduziert sich der Energieverbrauch also um die Hälfte“, so Bux. Pro Jahr kann der Betrieb dadurch neun Gigawattstunden Strom einsparen – das entspricht dem Energiebedarf von mehr als 2.200 Vier-Personen-Haushalten. Die Energie für die Radherstellung nimmt Bux Firma Entec-Stracon nach eigenen Angaben zudem aus nachhaltigen Quellen und verzichtet auf klimaschädliche Energieträger wie Gas. Durch diesen energiearmen Prozess verringert sich der Treibhausgas-Ausstoß der Radherstellung, was die Umwelt entlastet.
Erste Autos von BMW und Mercedes fahren schon bald mit den neuen Alurädern. Künftig sollen noch mehr Fahrzeuge von diesen und weiteren Automobilherstellern mit ihnen ausgestattet werden. Mit jeder Gießmaschine von Entec-Stracon können jährlich mehr als 150.000 Räder hergestellt werden. Bereits 2026 sollen die Aluräder dort in Serie produziert werden. Sollten sich die Räder bewähren, könnte das „Turbu-Druck-Gießen“ das Niederdruckgießen langfristig komplett ersetzen.
Quelle: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
