Jak powstają felgi aluminowe?

Krzysztof Pawlak, 12 października 2017, 12:12

Przy wyborze felg większość osób skupia się na producencie i cenie, natomiast często zapomina się lub nie wie, że głównym czynnikiem wpływającym na wytrzymałość, jest sposób wytwarzania. 

Foto: flickr.com/Robert Eyre

Produkcja felgi niezależnie od wybranej metody zawsze rozpoczyna się na szczeblu projektowym, gdzie wykonuje się model wirtualny, a także przeprowadza symulacje komputerowe i wykonuje obliczenia niezbędne do ustalenia wytrzymałości oraz rozkładu sił na obręczy.

Następnie wykonywana jest forma odlewu, z której tworzy się próbną serię felg w celu przeprowadzenia na nich testów wytrzymałościowych. Jeśli wszystko się powiodło, można rozpocząć produkcję seryjną.

Odlew grawitacyjny

Obecnie jest to najprostszy a zarazem najtańszy sposób produkcji felg aluminiowych. Odlewanie felg tą metodą odbywa się jedynie za pomocą siły grawitacji. Forma wypełniana jest po prostu stopem aluminium, po czym obrabiana do finalnego kształtu. Minusem tego rozwiązania jest stosunkowo duża materiałochłonność oraz, co ważniejsze, niska jakość odlewanych felg. 

W procesie odlewniczym na stop nie jest wywierana żadna dodatkowa siła. Efektem takiego rozwiązania jest produkt o niskiej wytrzymałości, z powodu niezbyt dużej gęstości materiału i możliwymi niedoskonałościami występującymi wewnątrz felgi (np. bąble powietrza).

Odlew niskociśnieniowy

Nie bez powodu ta metoda jest najczęściej wykorzystywaną technologią przez producentów do wytwarzania felg aluminiowych. Cechuje je przede wszystkim bardzo dobry stosunek kosztów produkcji do jakości, dodatkowym atutem jest możliwość uzyskania dowolnego kształtu obręczy, co jest szczególnie przydatne, gdy ma się w szeregach firmy projektanta z dużym magazynem wyobraźni.

Źródło: Disla

Jak już sama nazwa wskazuje, felgi są wykonywane przy użyciu niewielkiego ciśnienia strumienia powietrza, skierowanego na ciekłe aluminium podczas wypełniania formy. Ten dodatkowy strumień sprawia, że forma, do której jest wlewany stop, zostaje dokładniej wypełniona przez materiał, który jest dodatkowo wzmocniony dzięki użyciu ciśnienia, co z kolei pozytywnie wpływa na jakość felgi.

Po wystygnięciu obręcz jest badana pod kątem występowania wad powierzchniowych. Bada się również strukturę wewnętrzną półproduktu w urządzeniu rentgenowskim. Po przeprowadzonej analizie, felga trafia na dział obróbki gdzie podlega procesowi tzw. sztucznego starzenia. Polega to na wygrzewaniu felgi w wysokiej temperaturze i powolnym schładzaniu.

Taki zabieg wpływa na wytrzymałość i utrwalenie właściwości mechanicznych. Po przejściu przez powyższe etapy, felga trafia do obrabiarki maszynowej, która usuwa wszystkie niedoskonałości w postaci nierówności i zadziorów, dopieszcza ostateczny kształt oraz nawierca otwory montażowe.

Metoda kucia

Nie od dziś wiadomo, że elementy kute są o wiele bardziej wytrzymałe od odlewanych, jednak wytwarzanie, w tym przypadku, felg owym sposobem jest pracochłonne i kosztowne. Dlatego też, ceny dostępnych na rynku kutych felg jest dużo wyższa w porównaniu z powszechnie stosowanym odlewem niskociśnieniowym.

Źródło: Vossen

Aby wyprodukować taką felgę potrzebny jest walec aluminium, który jest podgrzewany do odpowiednio wysokiej temperatury, aby materiał stał się plastyczny jednak nie może przejść w stan ciekły. Następnie z podgrzanego aluminium wytłaczana jest felga w prasie pod naciskiem 30tys. ton po czym przeprowadzana jest analiza zmian w obręczy. Po przeprowadzeniu testu naprężeń, felga jest poddawana naciskom na ramiona w celu sprawdzenia krytycznych obszarów, które są niwelowane korygując kształt ramion. Analiza felgi jest powielana do momentu usunięcia wszelkich naprężeń konstrukcyjnych. Podczas przeprowadzania testów, produkt jest poddawany o wiele większym obciążeniom niż podczas normalnego użytkowania.

Flow forming

Felgi powstałe metodą rolowania mają bardzo wytrzymałą konstrukcję i tylko w niedużym stopniu odbiegają pod tym względem od felg kutych. Produkcja odbywa się przy pomocy specjalnej maszyny, na której materiał formowany jest w wysokiej temperaturze podczas wirowania na wysokich obrotach do momentu uzyskania finalnego kształtu. Następnie odbywa się proces obróbki na wykrawarkach, czyszczenie i malowanie.

Jakoś felg w tym przypadku jest oparta na trzech czynnikach (nie licząc samego stopu aluminium):

  • prędkość rolek dociskających materiał
  • temperatura do której podgrzany jest stop
  • nacisk na stop

Tego typu manewrowanie materiałem powoduje jego dużo większą gęstość, co z kolei przekłada się na wytrzymałość felg. Flow forming pozwala zniwelować niedoskonałości felg odlewanych takich jak: porowatość, mniejsza wytrzymałość i większa waga. Rolowanie jest też tańszą metodą tworzenia od kucia przy czym gotowy produkt jest prawie tak samo wytrzymały.

Komentarze

Brak komentarzy