Felga aluminiowa z warstwą plastiku – budowa, technologie produkcji i właściwości

Felga aluminiowa z warstwą plastiku łączy metalową konstrukcję obręczy z dodatkową powłoką ochronną lub dekoracyjną wykonaną z tworzywa. Aluminium zapewnia niską wagę rotującą, natomiast zewnętrzna warstwa może pełnić funkcję estetyczną, zabezpieczającą albo użytkową, zależnie od zastosowanej technologii i rodzaju produktu.

Felgi aluminiowe są stosowane w samochodach osobowych nie tylko ze względu na ich atrakcyjny wygląd i niską wagę, ale również w celu zapewnienia lepszego odprowadzania ciepła oraz wydajniejszego chłodzenia tarcz hamulcowych. Metoda, której użyjemy do wytworzenia produktu końcowego jakim jest felga aluminiowa, ma wpływ na takie parametry obręczy jak kształt, cena, waga, wytrzymałość felgi oraz jej zastosowanie.

Czym jest felga aluminiowa z warstwą plastiku?

Aluminium to pierwiastek chemiczny, który wydobywa się w kopalniach, a następnie po obróbce fizycznej oraz chemicznej (min. kąpiel w temperaturze ponad 900 st. C) powstaje metal wykorzystywany w wielu gałęziach przemysłu. Aby uzyskać niską wagę rotującą, producenci do produkcji felg wykorzystują aluminium.

Felga aluminiowa nie jest jednak wykonywana wyłącznie z czystego aluminium. Stopem aluminium określamy aluminium topione z innymi dodatkowymi metalami (lub niemetalami). Miedź, krzem, magnez, mangan i cynk to najczęstsze składniki występujące w stopach aluminium.

Do produkcji felg aluminiowych korzysta się z różnych stopów aluminium, które wpływają m.in. na wytrzymałość metali, stopień korozji czy też stopień plastyczności metalu. Klasyfikuje się według ich składu chemicznego i opisuje w normach technicznych (związanych z technologią produkcji) - PN-EN 573-3+A1:2022-11 (wcześniej PN-EN 573-3:2019-12).

Według tej normy wytwarza się 17 gatunków aluminium, które posiadają różny stopień czystości. Czystość waha się od 99,00 do 99,99%.

Rola zewnętrznej warstwy na feldze

Warstwa znajdująca się na powierzchni felgi może zabezpieczać aluminium przed wpływem czynników zewnętrznych albo nadawać obręczy określony wygląd. W praktyce stosuje się między innymi lakierowanie, malowanie proszkowe, polerowanie z zabezpieczeniem przezroczystym lakierem oraz rozwiązania wykorzystujące tworzywa sztuczne.

Po procesie obróbki diamentowej felgi pokrywane są ochronną warstwą przezroczystego lakieru, który zabezpiecza odsłonięte aluminium przed korozją i uszkodzeniami mechanicznymi. Alufelgi toczone na wysoki połysk są często stosowane w pojazdach sportowych i luksusowych, ponieważ ich estetyka doskonale komponuje się z eleganckim designem nowoczesnych samochodów.

Warstwa zewnętrzna nie zastępuje metalowej konstrukcji felgi. O jej podstawowych właściwościach nadal decydują stop aluminium, metoda formowania, grubość ścianek, konstrukcja ramion oraz jakość obróbki końcowej.

Najpopularniejsze technologie produkcji felg aluminiowych

Felgi aluminiowe wykonywane są z reguł w jednej z trzech najpopularniejszych obecnie metod. Felgi aluminiowe dzielimy na felgi odlewane (cast), felgi kute (Forged) oraz felgi typu flowform.

Wyróżniamy 4 metody produkcji felg aluminiowych.

• Odlew grawitacyjny
• Odlew niskociśnieniowy
• Felgi Flow Forming
• Felgi kute / Forging

Podział na trzy główne rodzaje obejmuje felgi odlewane, flowform i kute, natomiast w obrębie felg odlewanych wyróżnia się między innymi odlew grawitacyjny oraz odlew niskociśnieniowy.

Felgi odlewane

Są to jedne z najpopularniejszych rodzajów felg, dostępne na rynku w rozmiarach od 13”. Najczęściej stosowanym stopem używanym w produkcji felg z odlewu to stop aluminium A356.

Jeden z głównych stopów wykorzystywanych w felgach odlewanych to stop A356.0, w którym głównym dodatkiem stopowym są krzem z miedzią i/lub magnezem. Stopy odlewnicze nie nadają się do przeróbki plastycznej np. odkuwek lub półwyrobów do kucia, czy też wyrobów wyciskanych (np. profile) lub walcowanych (blachy, płyty).

Odlew grawitacyjny

Odlew grawitacyjny, to stosunkowo prosty i niezbyt kosztowny proces produkcji kół z aluminium. Podgrzane do ciekłego stanu skupienia aluminium, jest wlewane do specjalnej formy, którą wypełnia siłami grawitacji.

Proces ten ma pewne ograniczenia, jak chociażby trudność w uzyskaniu skomplikowanych kształtów obręczy. Materiał może też być niejednorodny i zawierać gazy, które nie zostały usunięte w procesie formowania.

Odlew niskociśnieniowy

Odlew niskociśnieniowy to proces wypełniania formy cieczą aluminiową pod ciśnieniem oraz krystalizacji i zestalania pod ciśnieniem. Dodatkowo dzięki całkowitej kontroli nad czasem wypełniania formy, wewnętrzna struktura materiału jest bardziej jednorodna, gęstsza, wolna od defektów, co ma swoje bezpośrednie przełożenie na zwiększoną wytrzymałość alufelgi.

Materiał ma większą wytrzymałość na rozciąganie. Dzięki wspomaganiu wypełnienia formy za pomocą niskiego ciśnienia, uzyskujemy lepszą lejność materiału bez straty ciepła, a więc możemy bez przeszkód otrzymywać finezyjne kształty ramion.

W końcowym etapie felga jest również poddawana obróbce cieplnej na stan T6, aby dodatkowo uporządkować strukturę krystaliczną i wzmocnić ogólną wytrzymałość felgi.

Przebieg produkcji felgi odlewanej

Podczas produkcji stop aluminium jest topiony i wlewany do formy felgi (z pomocą podciśnienia). Następnie jest chłodzony i poddany finalnej obróbce mechanicznej oraz lakierowaniu.

Felga odlewana jest w matrycy oraz stemplu. Z uwagi na skład chemiczny stopu oraz poddawanie go bardzo dużym temperaturom (aż do topienia), materiał jest mniej wytrzymały na uszkodzenia niż felgi kute ze stopów EN AW-6XXX.

Mniej skomplikowany proces produkcyjny oraz słabszy materiał produkcyjny przekładają się na finalną cenę produktu. Felgi cast są zaraz po felgach stalowych najtańszym rodzajem felg.

Felgi flowform

Drugi z popularnych rodzajów felg to felgi flowform. Jest to forma przejściowa między felgami odlewanymi, a felgami kutymi.

Podobnie jak felgi odlewane, są wykonane z aluminium A356.0, jednak proces produkcji wygląda nieco inaczej. Cała felga jest odlewana podobnie jak w przypadku felg cast, jednak bęben felgi flowform jest krótszy w momencie odlewania.

Po wyciągnięciu odlanej felgi z formy, jest ona poddawana kolejnemu etapowi czyli, obróbce plastycznej bębna. Następnie bęben felgi jest poddawany obróbce termicznej (w temperaturze niższej niż topienie, aby zachować strukturę metalu) i rozwalcowany do pożądanej długości.

Dzięki temu zabiegowi bęben felgi jest bardziej wytrzymały niż w przypadku felgi z odlewu.

Formowanie bębna metodą Flow Forming

Flow Forming to technologia produkcji kół, która umożliwia wykonanie mocniejszej i lżejszej felgi o gęstszej strukturze materiału, ale bez ponoszenia ogromnych kosztów związanych z całkowicie kutymi felgami.

W pierwszym etapie procesu, uzyskujemy odlew zewnętrznej tarczy felgi oraz ramion, wykonany z nowego czystego aluminium. Odlew zawiera podstawowy kształt koła, ale jest znacznie węższy niż finalny produkt, który chcemy osiągnąć.

W kolejnym etapie odlew jest podgrzewany, wirowany przy użyciu specjalnych maszyn oraz za pomocą rolek kształtowany jest ostateczny profil bębna felgi do wymaganej szerokości.

Alufelga jest następnie wykańczana w taki sam sposób, jak zwykłe felgi, niezależnie od tego, czy jest to polerowanie, obróbka mechaniczna czy malowanie proszkowe, a wszystko to zgodnie z wysokimi standardami jakości.

Proces Flow Forming umożliwia uzyskanie lżejszych felg. Dzięki precyzyjnemu formowaniu poprzez ciągnienie aluminium, możemy otrzymać cieńsze ścianki, bez utraty wytrzymałości koła.

Felgi Flow Forming pomimo redukcji grubości materiału, są wyjątkowo trwałe. Uporządkowana struktura krystaliczna bębna alufelgi, podnosi odporność obręczy na ewentualne uszkodzenia.

Felgi kute

Felgi kute to najbardziej wytrzymały i najlżejszy rodzaj felg aluminiowych. Powstają z wytrzymałych stopów aluminium, głównie serii 6.

Magnez oraz krzem to podstawowe dodatki stopów 6XXX. Cechują się wysoką wytrzymałością, dobrą plastycznością oraz bardzo dobrą odpornością na korozję.

Aluminium 6061 (oznaczane EN AW-6061 / EN AW-Al Mg1SiCu), to materiał, który wykorzystujemy do produkcji felg kutych Turismo. Stosuje się go również do budowy ciężkich konstrukcji np. wagonów kolejowych, ram ciężarówek, czy budowy statków i mostów.

Do produkcji felg kutych stosuje się stop aluminium o oznaczeniu 6061-T6 z dodatkiem cynku, krzemu, magnezu i miedzi. Materiał ten ze względu na swoje właściwości, jest wykorzystywany w przemyśle lotniczym.

Proces kucia felgi

Proces produkcyjny felgi kutej jest znacznie bardziej skomplikowany niż produkcja felgi odlewanej, czy flowform. Proces zaczyna się od odkuwki - bloku aluminium, który powstaje w hucie w procesie obróbki termicznej oraz plastycznej.

Gorące aluminium jest formowane w walce za pomocą pras hydraulicznych o wielkiej sile nacisku. Dzięki temu, aluminium uzyskuje dodatkową wytrzymałość.

Odkuwka to podstawowy prefabrykat w etapie tworzenia kutej felgi aluminiowej. Gotowa odkuwka następnie trafia do maszyny CNC, gdzie rozpoczyna się proces frezowania felgi z bloku aluminium.

Felgi kute / Forging Kolejną metodą produkcji felg aluminiowych jest kucie. Proces kucia rozpoczyna się od przekształcenia płaskiego kęsa aluminium, przez wywarcie na niego ciśnienia rzędu kilku tysięcy ton, do postaci półfabrykatu, który dopiero przypomina cylindryczny zarys felgi.

Operacja ta realizowana jest na gigantycznych prasach. Formowanie przeprowadzane jest w dwóch lub trzech etapach. Każdorazowo z większą siłą nacisku stempla na formowany i wstępnie podgrzany materiał, aby w finalnym kroku osiągnąć ciśnienie 10 tysięcy ton.

Stopniowe formowanie materiału, pozwala uzyskać uporządkowaną strukturę ziaren i maksymalną gęstość aluminium. Dzięki temu możemy użyć mniej materiału i otrzymać lżejszą felgę.

W kolejnym kroku bęben felgi jest formowany w cienkościenną strukturę. Specjalne rolki ciągnąc aluminium po obracającym się trzpieniu, kształtują obręcz do pożądanej szerokości.

Następnie alufelga poddawana jest obróbce cieplnej. Odpuszczanie cieplne ma na celu dalszą poprawę właściwości mechanicznych aluminium i zwiększyć ogólną wytrzymałość felgi.

Obróbka CNC i kontrola jakości

Wyfrezowana felga poddawana jest inspekcji oraz kontroli jakości, a następnie poddawana dalszej obróbce. Wysoka jakość felg kutych wynika z zastosowania wytrzymałych stopów, zastosowania obróbki w maszynie CNC oraz bardzo często indywidualnych wykończeń.

W procesie kucia możemy otrzymać obręcz ze wstępnie ukształtowanymi ramionami, lub zupełnie gładką felgę, bez utworzonego profilu ramion, tzw. Blank Wheels. Daje to możliwość oferowania klientom indywidualnych wzorów felg, przy produkcji małoseryjnej.

Wykorzystując oprogramowanie 3D CAD/CAM, możemy zaprojektować unikalny wzór felgi, a następnie przeprowadzić symulację zmęczeniową koła za pomocą zaawansowanej metody elementów skończonych FEM/MES. Po to aby w finalnym kroku obrabiarka CNC wycięła nasz upragniony wzór felgi.

Proces kucia felg jest niezwykle czasochłonny. Dodatkowo, podczas obróbki CNC, tracimy dużo materiału. Dlatego też felgi forged są znacznie droższe niż obręcze odlewane.

Pozostałe fazy produkcji kutych felg, nie różnią się od ich tańszych odpowiedników. Przeprowadzane jest malowanie proszkowe, kontrola jakości oraz pakowanie.

Aluminium 6061 i anodowanie

Stop aluminium 6061 można ponadto anodować - poddawać procesowi elektrochemicznemu, który wytwarza na powierzchni warstwę tlenku glinu. Zabieg ma na celu znaczące zwiększenie wytrzymałości i odporności na korozję.

Dzięki anodowaniu można dokonać jego barwienia za pomocą barwników organicznych (przetwarzanie tlenków glinu w bemit). Proces pozwala uzyskać szeroką paletę barw felg.

Anodowanie tworzy na powierzchni warstwę tlenku glinu, a nie typową plastikową powłokę. Z tego powodu przy ocenie felgi aluminiowej z warstwą plastiku trzeba odróżnić zewnętrzną warstwę z tworzywa od lakieru, warstwy ochronnej i powłoki powstałej w procesie anodowania.

Felgi z polerowanymi elementami

Felgi polerowane to propozycja dla tych, którzy chcą dodać swojemu samochodowi wyjątkowego stylu i elegancji. Wykończenie to jest synonimem luksusu i nowoczesności, co sprawia, że takie alufelgi są często wybierane przez właścicieli samochodów klasy premium oraz miłośników tuningu optycznego.

Jednak za estetyką idą również bardziej złożone procesy produkcji, dzięki którym felgi te zyskują efektowniejszy wygląd, ale też wyższą cenę zakupu. W poniższym opisie przyjrzymy się bliżej, jak powstają obręcze polerowane, jakie są ich zalety oraz co sprawia, że są one wyjątkowe na tle innych modeli dostępnych na rynku.

Jak powstaje polerowane wykończenie?

Produkcja felg toczonych na wysoki połysk opiera się na zaawansowanej technologii wykorzystującej narzędzie diamentowe oraz precyzyjną tokarkę CNC. Proces rozpoczyna się od malowania felgi - zazwyczaj proszkowo - na ciemniejszy, wybrany kolor bazowy.

Następnie specjalistyczne narzędzie diamentowe obrabia powierzchnię felgi, usuwając lakier w wybranych miejscach i odsłaniając surowe aluminium. Ta metoda pozwala uzyskać charakterystyczne, błyszczące wykończenie, które kontrastuje z ciemnym lakierem.

To połączenie tworzy elegancki efekt światła i cienia, dodając takim obręczom głębi i wyrazistości. Po procesie obróbki diamentowej felgi pokrywane są ochronną warstwą przezroczystego lakieru, który zabezpiecza odsłonięte aluminium przed korozją i uszkodzeniami mechanicznymi.

Zalety felg o wykończeniu polerowanym

• Luksusowy wygląd: Felgi na wysoki połysk to synonim elegancji i prestiżu.
• Efektowny kontrast: Proces toczenia diamentowego pozwala na precyzyjne stworzenie kontrastujących powierzchni, co jest szczególnie popularne w przypadku felg dwukolorowych.
• Wytrzymałość: Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii, felgi polerowane są bardziej odporne na zarysowania i uszkodzenia niż standardowe modele.
• Możliwość renowacji: Felgi o wysokim połysku można odnawiać, co jest dużą zaletą w przypadku uszkodzeń powierzchniowych, takich jak rysy czy drobne otarcia.

Błyszcząca powierzchnia, w połączeniu z kontrastującymi ciemnymi elementami, nadaje pojazdowi wyrafinowany i nowoczesny wygląd. Połączenie połyskującego aluminium z matowymi elementami lakieru dodaje felgom dynamicznego charakteru.

Ochronna warstwa lakieru dodatkowo zabezpiecza je przed wpływem czynników zewnętrznych. Proces toczenia diamentowego stosowany jest nie tylko podczas produkcji, ale również w ramach napraw i renowacji felg.

Ograniczenia powierzchni polerowanych

Choć felgi polerowane są eleganckie i wytrzymałe, nie są idealnym wyborem na każde warunki. Głównym problemem jest ich podatność na uszkodzenia zimą.

Nawet pomimo ochronnej warstwy lakieru, sól drogowa oraz wilgoć mogą przenikać przez drobne uszkodzenia, co prowadzi do korozji aluminium. To sprawia, że felgi z powierzchniami polerowanymi nie zawsze są zalecane do użytku zimowego, zwłaszcza na drogach często pokrytych solą.

Wysoki koszt również może być przeszkodą dla niektórych klientów. Proces produkcji felg toczonych diamentowo wymaga zaawansowanej technologii oraz precyzyjnego sprzętu, co podnosi ich cenę w porównaniu do standardowych felg aluminiowych.

Dodatkowo, koszt ewentualnych napraw lub renowacji takich felg jest wyższy ze względu na bardziej złożony proces.

Warstwa ochronna i konserwacja

Do konserwacji należy używać produktów do czyszczenia felg aluminiowych zalecanych przez producenta. Odpowiednia pielęgnacja ogranicza ryzyko uszkodzenia powłoki i pomaga zachować jej właściwości.

Felgi aluminiowe, charakteryzujące się odważnym designem i czystymi liniami, są jedną z niewielu części, które mogą znacząco wpłynąć na wygląd pojazdu. Produkty te nadają dynamikę i prestiż Twojemu samochodowi.

Oglądane pod każdym kątem wydają się gwarantować jakość i bezpieczeństwo. Również te komponenty są sprawdzane poprzez całą serię testów - dynamicznych, uderzeniowych, zmęczeniowych i obicia - którym inne koła na ogół nie są poddawane.

Jak dobrać felgę do samochodu?

Ważne: Sprawdź dopuszczalne wymiary felgi/opony w dowodzie rejestracyjnym swojego samochodu lub w dokumencie COC (Certyfikat zgodności).

Podobnie jak wszystkie koła w ofercie akcesoriów, ta felga aluminiowa została zaprojektowana i opracowana z myślą o specjalnych cechach tego pojazdu.

Dobór właściwych parametrów powinien uwzględniać dopuszczalny rozmiar, szerokość obręczy, rozstaw otworów, odsadzenie oraz zgodność z oponą i układem hamulcowym.

Felga odlewana, flowform czy kuta?

Felgi toczone to idealna propozycja dla kierowców, którzy cenią sobie estetykę i styl swojego samochodu. Jeśli zależy Ci na tym, aby pojazd wyróżniał się na drodze, a koła stanowiły harmonijne połączenie elegancji i sportowego zacięcia, wykończenie na wysoki połysk będzie doskonałym wyborem.

Należy jednak pamiętać o ich ograniczeniach w kontekście użytkowania zimowego oraz wyższych kosztach zakupu i serwisowania.

tags: #felga #aluminiowa #z #warstwa #plastiku