Oberflächen und Tests Vielfalt und Sicherheit

Drei-Schicht-Lackiert

Die Drei-Schicht-Lackierung stellt bei den meisten Leichtmetallrädern die Standardlackierung dar. Durch ihre Polyester-Grundierung, den farbgebenden Nasslack und den schützenden Acryl-Klarlack bietet sie neben der prägnanten Optik einen sehr guten Schutz vor Korrosion.

Glanzgedreht und entgratetpoliert

Für diese Oberflächenausführung sind Schmiederäder aufgrund ihrer feinen Gefügestruktur und glatten Oberflächen optimal geeignet. Das abgebildete 18 Zoll Rad für den VW Golf GTI wurde im ersten Schritt schwarz lackiert und danach glanzgedreht. Dabei verschwindet der Lack auf den Speichen und am Felgenhorn, das silberne Aluminium kommt wieder zum Vorschein. Nun werden die Kanten durch Polieren entgratet und abschließend klar lackiert.

BiColor, hochglanzpoliert

Diese Oberflächenvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die Belüftungslochfenster im Rad farbig lackiert sind und so bestens mit den silberpolierten Speichenoberseiten harmonieren. In diesem Prozess wird das Rad zunächst grundiert, dann komplett mit der Wunschfarbe lackiert und schließlich mit einem Acryl-Klarlack versiegelt. Nun werden die Flächen, die später metallisch blank glänzen sollen, abgedreht und anschließend auf Hochglanz poliert. Zum Schluss wird ein Zweischicht-Klarlack aufgetragen, der aus einer Polyester-Grundierung und dem Acryl-Klarlack besteht.

Gleitgeschliffen

Die Optik der gleitgeschliffenen Räder kommt mit ihrem Glanz Chrom ganz nah. Durch die feine Kornstruktur lässt sich das „Glanzpotenzial“ der Knetlegierung prima herausholen. Obwohl das Rad fast wie verchromt wirkt, vermeidet es die Nachteile der galvanischen Beschichtung: das zusätzliche Gewicht durch die dünne Chromschicht. Bei Gleitschliff-Verfahren wird die gesamte Radoberfläche poliert und anschließend klar lackiert. Auch hier erzielt man mit Schmiederädern einen Glanzgrad und eine Oberflächenstruktur, wie sie mit Gussrädern nicht möglich ist.

Eloxiert

Eloxieren funktioniert ausschließlich mit geschmiedeten Rädern. Das Rad wird durch eine Vielzahl von Reinigungs-, Beiz- und Spülbädern geschickt, bevor schließlich in einem Schwefelsäurebad Strom durch das Rad geleitet wird. Dabei wird die oberste Schicht des Aluminiums oxidiert. Das ergibt eine sehr harte und chemisch stabile Schicht. Diese Eloxalschicht ist nicht nur korrosionsbeständig, sie bietet auch eine gute Haftgrundlage für den mattschwarzen Lack. Die Stellen am Rad, die nicht schwarz werden sollen, werden vorher mit einer Schablone abgedeckt. Eine Klarlack-Versiegelung ist nicht mehr nötig.

BiColor, eloxiert

Das Rad wird vor dem Anodisieren mit einer Drei-Schicht-Lackierung versehen, dann im Sichtbereich abgedreht und anschließend poliert. Das folgende Eloxalbad ist mit der Wunschfarbe eingefärbt. Nur die vorher abgedrehten Flächen, das heißt das blanke Aluminium, sind leitfähig und daher findet nur dort der Eloxalprozess statt. Das gibt dem Rad ein wirklich besonderes Aussehen. Für das endgültige Finish wird das Rad aber noch mit Klarlackpulver beschichtet, um die UV-Beständigkeit der farbigen eloxierten Schicht zu garantieren.


Räder sind sicherheitsrelevante Bauteile. Deshalb werden sie besonders akurat geprüft und getestet. Dies fängt mit ersten chemischen Materialprüfungen an und endet mit harten Prüfmaschinen-Dauerläufen.

Materialtest/Zugversuch

In dem Zugversuch, durchgeführt im hauseigenen OTTO FUCHS-Labor, werden die Materialeigenschaften der eingesetzten Legierung geprüft. Als Beispiel sollen die Materialproben einer geschmiedeten Fuchsfelge und die eines gegossenen Plagiats dienen. Beide Zugproben werden in die entsprechende Prüfvorrichtung eingespannt und mechanisch auseinander gezogen. Die Probe der geschmiedeten Fuchsfelge verformt sich erst bevor es zum Bruch kommt. Die Probe aus der gegossenen Kopie verformt sich dagegen nicht, sondern bricht schlagartig durch, noch bevor sich die Probe des Schmiederades überhaupt verformt. Die Ursache für das Materialverhalten ist die deutlich geringere Duktilität des Gusswerkstoffes.

Biegeumlauf-Prüfung

Bei der Biegeumlaufprüfung wird eine Kurvenfahrt mit unterschiedlichen Lasten simuliert. Dazu wird ein Rad ohne Reifen auf einen Prüfstand gespannt und über die Anlagefläche mit einem umlaufenden Biegemoment belastet. Das maximal zulässige Biegemoment ist natürlich bekannt, weil es vorher berechnet wurde. Dieses Biegemoment entsteht durch die auf das Rad wirkende vertikale Normalkraft, ein Wert, den der Fahrzeughersteller definiert. Neben der Normalkraft wirkt die horizontal ansetzende Seitenkraft, die beim Durchfahren einer Kurve entsteht. Solche realen maximalen Biegemomente liegen je nach Größe und Gewicht des Pkw zwischen 2.500 und 10.000 Nm. Die Tests können nun je nach Forderungen der Fahrzeughersteller beispielsweise mit jeweils 75 und 100 Prozent des maximalen Biegemoments durchgeführt werden und sollen so die Dauerfestigkeit des Rades beweisen.

ZWARP-Test

Aufwendig und äußerst aussagekräftig ist die sogenannte zweiaxiale Räderprüfung, kurz ZWARP genannt. Bei OTTO FUCHS wird auf einer realitätsnahen Außentrommel geprüft. Die ZWARP bietet die Möglichkeit, dass ganz bestimmte Strecken und Fahrbahnbeschaffenheiten simuliert werden können, beispielsweise die Nürburgring-Nordschleife oder eine materialmordende Wellblechpiste.

Der sogenannte Europazyklus definiert solche unterschiedlichen Wegstrecken. Das große Bild zeigt einen ZWARP-Prüfstand. Damit es nicht zu einfach für das Rad wird, bekommt selbiges noch eine Vorschädigung mit auf den langen Weg, indem eine ruppige Bordsteinüberfahrt am inneren Felgenhorn simuliert wird. Diese plastische Verformung darf aber nur wenige Millimeter betragen. Nun wird das Rad mitsamt Reifen aufgespannt und an die Trommel geschwenkt. Los geht's. Während des Testablaufs wird das Rad mit unterschiedlichen Radial- und Axialkräften belastet. Die eingesteuerten Kräfte richten sich natürlich nach der Art des Rades, und auf welchem Fahrzeug es später verwendet werden soll. Das Rad eines schweren SUV muss selbstverständlich mehr wegstecken können als das eines Elektroautos wie dem BMW i3. Die Aufstandskräfte können bis 35 kN betragen.

Nun heißt es ein wenig Geduld aufzubringen, denn das zu prüfenden Rad hat einen etwas längeren Weg vor sich, genauer gesagt 15.000 Kilometer. Diese Distanz entspricht einem Autoleben im Zeitraffer, stellt sie doch eine reale Belastung von 300.000 Kilometer dar. Der Test simuliert nicht nur ein komplettes Leben, er läuft auch äußerst präzise nach Vorgaben des Fahrzeugherstellers ab, wo jede Radial- und Axialkraft im Detail festgelegt ist. Überflüssig zu erwähnen, dass ein Rad trotz Vorschädigung diese Distanz am besten ohne weiteren Blessuren und Risse zu überstehen hat bevor der Prozess für die Produktion tatsächlich anläuft.

Letztlich bestimmt der Fahrzeughersteller wie das Rad nach der Prüfung aussehen soll. Wenn beispielsweise ein Rad für AMG die 15.000 Kilometer ohne jegliche Blessuren übersteht, so kann es sein, dass sogar noch weiter am Gewicht gefeilt wird, um das Rad noch leichter zu machen. Auf diese Weise kann ein Rad an seine Grenze gebracht werden.
Manche Fahrzeughersteller wünschen sich genau das. Übersteht ein Rad diesen ZWARP-Test ohne Beschädigungen, hält es nach Erfahrungen von OTTO FUCHS wesentlich länger als das Fahrzeug, sicher aber deutlich mehr als 300.000 Kilometer.

CASS-Test

Im Salzsprühtest, unter Fachleuten auch als CASS-Test bekannt (copper accelerated salt spray test), wird ein komplettes Rad, dessen Lack mit Ritzspuren und Gitterschnitten bis auf das Grundmetall vorgeschädigt wurde, 240 Stunden mit einer aggres­siven Kupfer-Salz-Lösung permanent benebelt. Blüht der Lack an diesen Stellen auf, stimmt etwas mit dem Oberflächenschutz nicht.

Polierte und glanzgedrehte Räder müssen sogar noch mehr ertragen. Beim Filiform-Test werden (wie beim CASS-Test) so vor­geschädigte Radsegmente in einer Klimakammer bei 60 Grad Cel­sius und 82 Prozent Luftfeuchtigkeit 28 Tage geprüft. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis der Lack fadenförmig (also filiform) unterwandert wird. Die maximale Länge dieser Fäden ist vom Fahrzeughersteller vorgegeben. Der Test soll sicherstellen, dass dieses Maß nicht über­schritten wird. Erst dann folgt die Freigabe.

Filiform-Test

Bei diesem Korrosions-Test wird der Lack des Rades ebenfalls vorgeschädigt, bzw. eingeritzt und das Rad bei 60 Grad Celsius und 82 Prozent Luftfeuchtigkeit in einer Klimakammer über einen Zeitraum von 28 Tagen ausgesetzt. Charakteristisch für die Filiformkorrosion ist eine fadenförmige (filiforme) Unterwanderung des Lackes.

Steinschlag-Test

Dieser Test simuliert mögliche Steinschläge durch Split oder Steinchen. Dabei wird eine spezielle Prüfeinrichtung mit einer definierten Masse von Stahlschrot befüllt. Dieses Stahlschrot wird dann unter hohem Luftdruck auf das jeweilige lackierte Radsegment geschossen. Es wird dabei geprüft ob und wie der Steinschlag zu einem unzulässigen Abplatzen des Lackes führt.