Leitfaden zur Auswahl und Beschaffung von Aluminiumgussteilen für die Automobilindustrie – Fallstudie von Ningbo Hexin

Aluminiumgussteile für die Automobilindustrie sind Metallkomponenten, die durch das Eingießen geschmolzener Aluminiumlegierungen in Formen und anschließendes Abkühlen hergestellt werden und im fertigen Fahrzeug zum Einsatz kommen. Ihr zentraler Vorteil liegt in der Gewichtsreduzierung – bei gleicher Festigkeit beträgt die Dichte von Aluminium nur etwa ein Drittel der von Stahl. Im Jahr 2021 belief sich das Marktvolumen für Aluminiumgussteile in der chinesischen Automobilindustrie auf etwa 1355亿元人民币, weltweit auf etwa 3521亿元; bis 2026 werden Aluminiumgussteile etwa 80% des gesamten Aluminiumverbrauchs in der Automobilindustrie ausmachen. Pro 100 kg Gewichtsersparnis bei Elektrofahrzeugen lässt sich die Reichweite um etwa 6%–8% steigern.

Kernpunkte

• Batterieträger für neue Energieträger und Motorgehäuse sind derzeit die wichtigsten Wachstumsbereiche im Bereich der Aluminiumgussteile
• Für das Getriebegehäuse wird das Niederdruckgussverfahren gewählt, um die Dichtheit der Öl- und Wasserkanäle zu gewährleisten und Leckagen zu vermeiden.
• Hochdruckdruckguss an den Karosserie-Dämpfungsdämpfern und Längsträger-Verbindungsstellen gewährleistet Dehnbarkeit und Schlagfestigkeit
• Bei Achsschenkeln und Querlenkern kommt es auf die Ermüdungsfestigkeit an; daher sollten Niederdruck- oder Schwerkraftgussverfahren gewählt werden.
• Für komplexe, unregelmäßig geformte Bauteile mit Innenhohlräumen ist das Gießen die bevorzugte Methode, da dadurch Kosten für Schweißarbeiten und mechanische Bearbeitung eingespart werden.

Die wichtigsten Fakten auf einen Blick

• Pro 100 kg Gewichtsersparnis bei Elektrofahrzeugen erhöht sich die Reichweite um etwa 6%–8%.
• Das Druckgussverfahren eignet sich für dünnwandige Teile mit einer Wandstärke von bis zu 3 mm und für große Stückzahlen von mehr als 50.000 Stück pro Jahr.
• A380 und ADC12 sind die am häufigsten verwendeten Druckgusslegierungen für Automobilbauteile
• Das Niederdruckgussverfahren zeichnet sich durch eine hohe Dichte aus und eignet sich für tragende Bauteile wie Radnaben.
• Bei Werksaudits werden zunächst die IATF 16949-Zertifizierung und der Porositätsprüfbericht geprüft.

Was sind Aluminiumgussteile für Kraftfahrzeuge und welche Probleme lösen sie?

Aluminiumgussteile für die Automobilindustrie sind Metallkomponenten, die durch das Eingießen geschmolzener Aluminiumlegierungen in Formen und anschließendes Abkühlen hergestellt werden und im Fahrzeug zum Einsatz kommen. Ihr Hauptvorteil liegt in der Gewichtsreduzierung: Bei gleicher Festigkeit beträgt die Dichte von Aluminium nur etwa ein Drittel der von Stahl. Bis zum Jahr 2026 werden Aluminiumgussteile etwa 80% des gesamten im Automobilbereich verwendeten Aluminiums ausmachen und damit das wichtigste Material für die Gewichtsreduzierung der Karosserie sein. Sie lösen direkt die Probleme des hohen Kraftstoffverbrauchs, der geringen Reichweite und der hohen ungefederten Masse des gesamten Fahrzeugs.

Im gesamten Fahrzeug decken Aluminiumgussteile wichtige Bereiche vom Antriebsstrang bis zum Fahrwerk ab. Motorblock, Zylinderkopf und Getriebegehäuse sind die klassischsten Anwendungsbeispiele. Diese Bauteile weisen komplexe Formen sowie interne Öl- und Wasserkanäle auf; durch den Guss können sie in einem Arbeitsgang gefertigt werden, wodurch ein Großteil der maschinellen Bearbeitung entfällt. Bei Fahrwerksbauteilen wie Radnaben, Hilfsrahmen, Achsschenkeln und Federbeinstützen tragen Aluminiumgussteile dazu bei, die ungefederte Masse zu reduzieren und so das Fahrverhalten sowie den Fahrkomfort zu verbessern.

Warum verwendet man nicht einfach Stahl? Die Antwort liegt in den Gesamtkosten und nicht nur im Stückpreis. Der Preis pro Kilogramm Aluminium ist zwar höher als der von Stahl, doch die durch die Gewichtsersparnis erzielten Folgevorteile sind größer.

• Gewichtsreduzierung des gesamten Fahrzeugs: Ein Zylinderblock aus Aluminiumlegierung ist etwa 40% leichter als ein Zylinderblock aus Gusseisen, wodurch pro Motor mehr als zehn Kilogramm eingespart werden können.
• Kraftstoffverbrauch und Emissionen: Mit jeder Verringerung des Fahrzeuggewichts um etwa 10% sinkt der Kraftstoffverbrauch um etwa 6% bis 8%, was für die Einhaltung der Abgasvorschriften von entscheidender Bedeutung ist.
• Reichweite bei neuen Energieträgern: Mit jeder Gewichtsreduzierung des Elektrofahrzeugs um 100 Kilogramm erhöht sich die Reichweite um etwa 6%-11%, weshalb Aluminiumgussteile mittlerweile zur Standardausstattung von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben gehören.

Dies ist auch der Grund für die rasante Expansion des Marktes. Im Jahr 2021 erreichte der Markt für Aluminiumgussteile in der chinesischen Automobilindustrie ein Volumen von rund 1.355 Milliarden RMB. Das auf Gussformen und Produkte aus Aluminiumlegierungen spezialisierte Unternehmen Ningbo Hexin verlagert seinen Schwerpunkt derzeit auf den Bereich der neuen Energien im Niederdruckgussverfahren und setzt dabei genau auf diesen Wachstumstrend.

Hauptanwendungsbereiche und Auswahlkriterien für Aluminiumgussteile in der Automobilindustrie

Aluminiumgussteile für Kraftfahrzeuge kommen hauptsächlich in vier großen Systemen zum Einsatz: Antriebsstrang, Fahrwerk, Karosseriestruktur und die drei elektrischen Komponenten für neue Energieträger. Der Hauptgrund dafür, dass für diese Bauteile das Gussverfahren anstelle von Schmieden oder Strangpressen gewählt wird, liegt darin, dass sich mit dem Gussverfahren komplexe Innenhohlräume und unregelmäßige Strukturen in einem Arbeitsgang formen lassen. Branchenzahlen für das Jahr 2026 zeigen, dass etwa 55,11 TP3T an Aluminiumlegierungen für den Automobilbereich im Hochdruckgussverfahren hergestellt wurden, was deutlich über den etwa 1,71 TP3T liegt, die geschmiedet wurden.

Welche unterschiedlichen Anforderungen werden an Gussteile je nach Bauteilbereich gestellt?

Jedes System legt unterschiedlichen Wert auf bestimmte Leistungsmerkmale. In der folgenden Tabelle sind die Schwerpunkte hinsichtlich Festigkeit, Dichtheit und Wärmeleitfähigkeit übersichtlich dargestellt.

Anwendungssysteme	Typische Gussteile	Vorrangige Leistungsanforderungen	Gängige Verfahren
Antriebsstrang	Motorblock, Getriebegehäuse	Dichtheit (gegen Öl- und Wasseraustritt)	Niederdruckguss
Fahrwerk	Achsschenkel, Querlenker	Ermüdungsfestigkeit	Unterdruck/Schwerkraft
Karosseriestruktur	Stoßdämpferhalterung, Verbindung zwischen Längsträger und Aufhängung	Dehnbarkeit, Schlagfestigkeit	Druckgießen
Batteriehalterung	Unterbau des Fahrgestells	Luftdichtheit + Wärmeleitfähigkeit	Strangpressen und Schweißen oder einteiliges Druckgussverfahren
Motor-Gehäuse	Statorgehäuse, Enddeckel	Wärmeleitung und Wärmeableitung	Druckgießen

Warum werden diese Teile nicht geschmiedet?

Schmiedeteile weisen eine höhere Festigkeit auf, lassen sich jedoch nur in einfachen, massiven Formen herstellen und sind zudem teurer pro Stück. Im Inneren des Getriebegehäuses befinden sich Öl- und Wasserkanäle; solche Hohlräume lassen sich durch Schmieden grundsätzlich nicht herstellen. Durch Strangpressen lassen sich nur Profile mit gleichbleibendem Querschnitt herstellen, nicht jedoch Sonderprofile. Durch Gießen können komplexe Innenräume, Verstärkungsrippen und Befestigungssitze in einem Arbeitsgang geformt werden, wodurch sich ein erheblicher Aufwand an Schweiß- und Zerspanungsarbeiten erspart.

Aus Sicht der Produktauswahl bei Ningbo Hexin liegen die Schwerpunkte derzeit auf Batterieträgern und Motorgehäusen. Diese Komponenten für neue Energieträger müssen sowohl luftdicht sein, um ein Austreten von Kühlflüssigkeit zu verhindern, als auch die Wärme des Motors mithilfe der Wärmeleitfähigkeit von Aluminium ableiten. Das dichte Gefüge und die geringe Porosität des Niederdruckgusses erfüllen genau diese Anforderungen an die Luftdichtheit, was auch die logische Grundlage für die Expansion des Unternehmens in den Bereich der Niederdruckguss-Komponenten für neue Energien darstellt.

Gängige Aluminiumlegierungen für den Guss und ein Vergleich ihrer Eigenschaften

Die vier am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen für Gussteile in der Automobilindustrie sind A356, ADC12, AlSi10MnMg und A380. A356 wird für tragende Bauteile wie Fahrwerke und Radnaben verwendet, ADC12 und A380 sind gängige Werkstoffe für den Druckguss, während AlSi10MnMg speziell für den einteiligen Druckguss ohne anschließende Wärmebehandlung entwickelt wurde. Die Wahl einer falschen Sorte führt unmittelbar zu Rissen im Bauteil oder zu einer unzureichenden Festigkeit; daher ist die richtige Auswahl der Sorte der erste Schritt bei der Beschaffung.

Der wesentliche Unterschied zwischen den vier Werkstoffsorten liegt im Siliziumgehalt und in den Legierungselementen. Silizium (Si) verbessert die Fließfähigkeit der Aluminiumschmelze und erleichtert so das Ausfüllen dünnwandiger, komplexer Formhohlräume; Magnesium (Mg) und Kupfer (Cu) erhöhen hingegen die Festigkeit. Da Druckgussteile eine hohe Fließfähigkeit erfordern, weisen ADC12 und A380 einen hohen Siliziumgehalt auf; da tragende Bauteile Zähigkeit benötigen, hat A356 einen niedrigen Siliziumgehalt und wird durch die T6-Wärmebehandlung verfestigt.

Noten	Siliziumgehalt	Zugfestigkeit (Zustand T6)	Dehnung	typische Anwendung
A356	6.5%–7.5%	280–330 MPa	6%-10%	Radnaben, Achsschenkel, Hilfsrahmen
ADC12	9.6%–12%	230–280 MPa	1%–3%	Getriebegehäuse, Ölwanne
AlSi10MnMg	9%–11%	250–310 MPa	5%–10%	Integrierte Karosserieteile aus Druckguss
A380	7.5%–9.5%	250–320 MPa	2%–4%	Motorblock, Halterung

Die Dehnbarkeit ist ein entscheidender Indikator, der angibt, um wie viel sich ein Werkstoff vor dem Bruch verlängern lässt. Da einteilige Druckgussteile keiner Wärmebehandlung unterzogen werden können (aus Angst vor Verformungen), wird ein wärmebehandlungsfreier Werkstoff wie AlSi10MnMg gewählt, der bereits im Gusszustand eine Dehnbarkeit von über 5% aufweist und bei einem Aufprall nicht leicht zerbricht. Im Jahr 2026 werden Automobil-Aluminiumlegierungen mit einer Dehnungsrate von etwa 55,11 TP3T im Hochdruckdruckgussverfahren hergestellt; diese Gusslegierungen werden am stärksten nachgefragt.

Ningbo Hexin ist auf den Bereich des Niederdruckgusses für neue Energien spezialisiert. Bei großformatigen Bauteilen wie Batteriehalterungen empfiehlt das Unternehmen, vorrangig die Dichtheitseigenschaften von AlSi10MnMg und A356 zu bewerten, anstatt sich ausschließlich auf die Festigkeitswerte zu konzentrieren.

Vergleich der Verfahren Druckguss, Niederdruckguss und Schwerkraftguss

Der wesentliche Unterschied zwischen Druckguss, Niederdruckguss und Schwerkraftguss liegt in der Höhe des Drucks, mit dem die Aluminiumschmelze in die Form gelangt: Beim Druckguss erfolgt eine schnelle Befüllung mit hohem Druck von 30.150 MPa, beim Niederdruckguss eine langsame Befüllung mit 0,02–0,06 MPa, während beim Schwerkraftguss die Aluminiumschmelze allein durch ihr Eigengewicht in die Form fließt. Branchenzahlen aus dem Jahr 2026 zeigen, dass etwa 55,11 TP3T an Aluminiumlegierungen für den Automobilbau im Hochdruckgussverfahren hergestellt wurden. Je höher der Druck, desto schneller die Formgebung und desto geringer die Kosten, allerdings steigt dabei auch das Risiko von inneren Poren.

Die Wahl eines ungeeigneten Verfahrens hat direkten Einfluss darauf, ob ein Bauteil wärmebehandelt werden kann. Da gewöhnliche Druckgussteile viele Poren im Inneren aufweisen, kommt es beim Erhitzen durch die Ausdehnung der Gase zur Blasenbildung; daher werden tragende Bauteile meist im Niederdruck- oder Schwerkraftverfahren hergestellt.

Vergleichsmaßstab	Druckgießen	Niederdruckguss	Schwerkraftguss
Ladedruck	30–150 MPa	0,02-0,06 MPa	Nur Eigengewicht
Innere Dichte	geringer (neigt zu Porenbildung)	高	hoch
Maßhaltigkeit	Stufe CT5–CT6	Stufe CT6–CT7	Stufen CT7–CT8
Lebensdauer der Form	80.000–120.000 Formzyklen	100.000–150.000 Formzyklen	Mehr als 50.000 Formzyklen
Typische Bauteile	Integrierte Karosserie, Motorgehäuse	Fahrwerk, Radnaben	Auspuffkrümmer, Kleinserienbauteile

Das Hochvakuum-Druckgussverfahren ist eine Weiterentwicklung des herkömmlichen Druckgusses: Vor dem Formvorgang wird die Formkammer auf einen Unterdruck von unter 50 mbar evakuiert, wodurch die Porosität auf unter 1% gesenkt werden kann, sodass die Druckgussteile auch geschweißt und wärmebehandelt werden können. Auf diese Weise werden beispielsweise die integrierten hinteren Grundplatten und Motorgehäuse im Druckgussverfahren hergestellt. Ningbo Hexin verfügt über eigene Produktionslinien für die drei Werkzeugtypen – Niederdruck-, Schwerkraft- und Hochdruckwerkzeuge – sowie für die entsprechenden Produkte. So kann je nach den Belastungsanforderungen der Bauteile die wirtschaftlichste Formgebungslösung ausgewählt werden, anstatt alle Teile mit einem einzigen Verfahren zu fertigen.

Ausführliche Erläuterung der fünf wichtigsten Formgebungsverfahren für Aluminiumfelgen im Automobilbau

Die fünf wichtigsten Formgebungsverfahren für Aluminiumfelgen sind Niederdruckguss, Schwerkraftguss, Drückwalzen, Schmieden und Halbfestkörperformung. Dabei ist der Niederdruckguss derzeit das vorherrschende Verfahren für Pkw-Felgen und hat einen Marktanteil von über 70 %. Branchenzahlen für das Jahr 2026 zeigen, dass Aluminiumguss etwa 80% des gesamten Aluminiumverbrauchs in der Automobilindustrie ausmacht, wobei Felgen den Kern dieses Verbrauchs darstellen. Die Wahl eines ungeeigneten Verfahrens führt direkt zu einer Verringerung der Ausbeute und zu höheren Stückkosten.

Die Kosten und die Leistungsmerkmale dieser fünf Verfahren unterscheiden sich erheblich; dies wird in der folgenden Tabelle verdeutlicht:

Kunsthandwerk	Typische Ausbeute	Relative Kosten	Mechanische Eigenschaften
Niederdruckguss	ca. 90%	Mitte	Dichte Struktur, wenige Poren
Schwerkraftguss	ca. 75%	低	Die mechanischen Eigenschaften sind durchschnittlich, es neigt zu Schrumpfung und Porenbildung
Drehdrücken (Niederdruck + Drehdrücken)	ca. 85%	mittel bis hoch	Die Festigkeit der Felgen wurde erhöht, wodurch das Gewicht um 15% reduziert werden kann.
Schmiede (Metall)	ca. 80%	高	Höchste Ermüdungsfestigkeit, höchste Dichte
Halbfeste Formgebung	ca. 88%	高	Gute Schmiedbarkeit, geringe Porosität

Die Ermüdungslebensdauer von geschmiedeten Felgen kann zwei- bis dreimal so hoch sein wie die von Niederdruckgussfelgen, allerdings sind die Stückkosten auch mehr als doppelt so hoch, weshalb sie vor allem bei Hochleistungsfahrzeugen und Rennwagen zum Einsatz kommen. Beim Rotationswalzen wird der Niederdruckguss-Rohling erhitzt und anschließend mit einer Rotationswalzmaschine die Felge (der äußere Rand der Radfelge) gewalzt, wodurch sich die Metallströme neu anordnen. So lässt sich ohne größere Anpassungen der Anlagen eine Festigkeit erreichen, die der von geschmiedeten Felgen nahekommt, was ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet.

Der Vorschlag von Ningbo Hexin lautet: Bei der Serienfertigung von Felgen für Personenkraftwagen sollte vorrangig das Niederdruckgussverfahren zum Einsatz kommen, da dies eine dichteAluminiumgussteile für die AutomobilindustrieDies ermöglicht sowohl eine optimale Struktur als auch eine Kostenkontrolle; bei Modellen der mittleren und oberen Preisklasse, bei denen hohe Anforderungen an die Gewichtsreduzierung gestellt werden, ist das kombinierte Verfahren aus Niederdruck- und Rotationspressen kostengünstiger.

Aktueller Stand und Anwendungsgrenzen der integrierten Druckgusstechnologie

Beim integrierten Druckguss werden ursprünglich Dutzende von gestanzten und geschweißten Bauteilen mit einer einzigen Druckgussmaschine mit extrem hoher Tonnage in einem Arbeitsgang zu einem einzigen Aluminiumgussteil für Kraftfahrzeuge geformt. Der aktuelle Stand der Entwicklung ist folgender: Diese Technologie wird bereits in Serie für den hinteren Bodenbereich von High-End-Elektrofahrzeugen mit einer Jahresproduktion von über 300.000 Fahrzeugen eingesetzt, ist jedoch nicht für alle Fahrzeugmodelle wirtschaftlich. Die Nachfrage nach Aluminiumdruckgussteilen für Fahrzeuge wird von 2021 bis 2025 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von etwa 10,21 % aufweisen, wobei das integrierte Druckgussverfahren einer der treibenden Faktoren für dieses Wachstum ist.

Welche konkreten Anforderungen werden beim integrierten Druckguss an Formen und Anlagen gestellt?

Die entscheidende Hürde ist die Schließkraft. Für die Herstellung eines hinteren Bodenbauteils ist eine Druckgussmaschine mit einer Schließkraft von über 6.000 Tonnen erforderlich, für einige Teile des vorderen Fahrgastraums sogar 9.000 Tonnen. Die Kosten für ein einzelnes Formwerk liegen oft im Bereich von zehn Millionen Yuan und sind damit weitaus höher als bei gewöhnlichen Druckgussformen. Zudem müssen Legierungen verwendet werden, die keine Wärmebehandlung erfordern (z. B. AlSi10MnMg), da die Teile so groß sind, dass sie sich bei der Wärmebehandlung verformen würden und eine Korrektur durch Rückführung in den Ofen nicht möglich ist.

Warum ist das einteilige Druckgussverfahren nicht bei allen Fahrzeugmodellen wirtschaftlich?

Dies ist ein kontraintuitiver Aspekt, der in den meisten Artikeln übersehen wird. Die hohen Werkzeugkosten beim Ein-Stück-Druckguss lohnen sich nur, wenn sie durch die Produktionsmenge amortisiert werden. Eine einfache Berechnung: Bei einem Werkzeugpreis von 20 Millionen Yuan pro Satz und einer Lebensdauer von 100.000 Formzyklen belaufen sich die Kosten bei einem Modell mit einer Jahresproduktion von 50.000 Fahrzeugen auf etwa 400 Yuan pro Stück; bei einer Jahresproduktion von 10.000 Fahrzeugen steigen die Kosten hingegen auf 2.000 Yuan. Bei Modellen mit geringer Stückzahl ist die herkömmliche Schweißfertigung sogar kostengünstiger.

Ein weiterer Streitpunkt sind die Wartungskosten. Bei einem Aufprall können einteilige Gussteile nicht partiell ausgetauscht werden, sondern müssen komplett verschrottet werden, was in der Regel zu höheren Versicherungsschadenssummen führt. Auch die Ausbeute stellt eine Herausforderung dar: Bei übergroßen Bauteilen ist der Füllweg lang, wodurch das Risiko von Schrumpf- und Porenbildung hoch ist; zu Beginn der Serienproduktion liegt die Ausbeute häufig unter der von 70%. Ningbo Hexin empfiehlt, zunächst die Stabilität der wärmebehandlungsfreien Legierung bei Niederdruck- und Schwerkraftgussteilen zu überprüfen und erst danach zu beurteilen, ob der Einstieg in den Einteil-Druckguss sinnvoll ist, um ein blindes Streben nach Neuheiten zu vermeiden.

Häufige Fehler bei Aluminiumgussteilen und wichtige Punkte der Qualitätskontrolle

Die fünf häufigsten Fehlerarten bei Aluminiumgussteilen für die Automobilindustrie sind Poren, Schrumpfporen, Einschlüsse, Kaltschweißnähte und Heißrisse; ihre Ursachen sind unterschiedlich, ebenso wie die Prüfverfahren. Der Druckgussprozess macht bei Aluminiumgussteilen für die Automobilindustrie einen Anteil von über 70% aus (Branchenzahlen für 2022), wobei gerade das schnelle Befüllen der Form eine Phase ist, in der Poren und Kaltstellen besonders häufig auftreten. Die klare Unterscheidung dieser fünf Fehlerarten ist der erste Schritt zur Beurteilung der Qualitätskompetenz eines Lieferanten.

Was sind die Ursachen für diese fünf Arten von Mängeln und wie lassen sie sich feststellen?

Poren entstehen durch eingeschlossene Gase, während Porosität durch Hohlräume entsteht, die bei der Erstarrung und Schrumpfung der Aluminiumschmelze nicht vollständig ausgefüllt wurden; beide lassen sich mittels Röntgenuntersuchung oder industrieller CT-Scans erkennen. Die CT ermöglicht eine dreidimensionale Darstellung und kann das tatsächliche Volumen sowie die Lage innerer Fehler ermitteln, während bei der Röntgenuntersuchung nur zweidimensionale Projektionen sichtbar sind.

• Luftblasen: Wenn beim Gießen Luft oder Wasserstoff eingearbeitet wird, können durch eine Dichtheitsprüfung (bei der das Gussteil mit Gas unter Druck gesetzt wird, um festzustellen, ob es undicht ist) durchgehende Poren lokalisiert werden; druckbeaufschlagte Gehäuseteile müssen unbedingt geprüft werden.
• Schrumpfung: Bei dicken und massiven Bauteilen kommt es zu einer verzögerten Erstarrung und damit zu einem unzureichenden Schwund; die industrielle Computertomographie gilt als Goldstandard für die Bestimmung des Schwundanteils. Bei tragenden Bauteilen wird in der Regel ein Schwundanteil von weniger als 1% gefordert.
• Verschlackung: Wenn Aluminiumoxidschlacke oder Flussmittelrückstände in die Aluminiumschmelze gelangen, zeigen sich diese unter Röntgenstrahlung als hochdichte Flecken; daher müssen die Filterung und die Raffination der Schmelze kontrolliert werden.
• Kältesperre: Als die beiden Aluminiumströme zusammenflossen, war die Temperatur zu niedrig, sodass sie sich nicht verbanden; an der Oberfläche bildeten sich linienförmige Risse, die durch Sichtprüfung und Eindringprüfung festgestellt wurden.
• thermischer Riss: Risse aufgrund thermischer Spannungen in der Endphase der Erstarrung, die häufig an Stellen mit plötzlichen Strukturänderungen auftreten; die Hauptursache ist eine unsachgemäße Auslegung des Temperaturfeldes in der Form.

Welche wesentlichen Aspekte muss das Qualitätsmanagementsystem eines qualifizierten Lieferanten abdecken?

Im Mittelpunkt steht es, Mängel bereits vor dem Verlassen des Werks zu verhindern. Das Qualitätssystem sollte die drei Phasen Schmelzmanagement, Prozessüberwachung und Endkontrolle abdecken. In der Schmelzphase werden der Wasserstoffgehalt kontrolliert und die Schmelze raffiniert sowie von Schlacke befreit; in der Prozessphase werden Schlüsselparameter wie Formtemperatur und Einspritzgeschwindigkeit festgelegt; in der Endkontrolle werden je nach Bauteilklasse Stichprobenkontrollen mittels Röntgen, CT oder Dichtheitsprüfung durchgeführt. Ningbo Hexin geht so vor, dass die Formungsanalyse für die drei Verfahren – Niederdruck-, Schwerkraft- und Hochdruckformung – bereits in die Phase der Formkonstruktion vorgezogen wird. Mithilfe der Produktformungsanalyse werden Risiken wie Schrumpfporen und Kaltschweißstellen im Voraus erkannt, um die Ausschussquote bereits an der Quelle zu senken.

Der Einfluss von Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung auf die Eigenschaften von Gussteilen

Die Wärmebehandlung von Aluminiumgussteilen für Kraftfahrzeuge entscheidet darüber, ob sie in tragenden Bauteilen eingesetzt werden können: Im T6-Zustand lässt sich die Zugfestigkeit von A356 von etwa 180 MPa im Gusszustand auf über 290 MPa erhöhen, wobei sich die Streckgrenze verdoppelt. Die Oberflächenbehandlung bestimmt hingegen die Haltbarkeit und das Erscheinungsbild, nicht jedoch die Festigkeit. Beide Verfahren bilden zusammen den letzten wertbestimmenden Schritt vor der Auslieferung der Gussteile.

Was ist der Unterschied zwischen den Zuständen T6 und T7?

Bei T6 wird höchste Festigkeit angestrebt, bei T7 wird zugunsten der Stabilität ein gewisser Festigkeitsverlust in Kauf genommen. Bei beiden wird zunächst eine Lösungsglühbehandlung durchgeführt (das Gussteil wird auf etwa 535 °C erhitzt und dort gehalten, damit sich die Legierungselemente in das Aluminiumgerüst einlösen), gefolgt von einer künstlichen Alterung.

• T6 (Spitzenalterszeit): Die Aushärtungstemperatur liegt bei etwa 155–175 °C; dieser Werkstoff weist die höchste Festigkeit auf und wird für tragende Bauteile wie Radnaben und Achsschenkel verwendet.
• T7 (verjährt): Höhere Aushärtungstemperatur und längere Aushärtungszeit; die Festigkeit ist zwar leicht geringer, dafür sind die Restspannungen gering und die Maßhaltigkeit hoch, was sich für Präzisionsbaugruppen eignet.

Hinweis: Das bei integrierten Druckgussteilen häufig verwendete AlSi10MnMg ist ein werkstoff, der keiner Wärmebehandlung bedarf; dieser Schritt wird gerade deshalb übersprungen, um den Aufwand für die Verformung durch Lösungsglühen zu vermeiden.

Wie hoch sind die jeweiligen Mehrkosten für Eloxieren, Lackieren und Zerspanen?

Die Oberflächenbehandlungen werden je nach Bedarf kombiniert, was zu deutlichen Kostenunterschieden führt. Bei Felgen werden häufig Eloxierung oder Beschichtung eingesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen; bei den Montageflächen werden die Toleranzen durch maschinelle Bearbeitung gewährleistet. Bis 2026 werden Aluminiumgussteile etwa 80% des gesamten Aluminiumverbrauchs in der Automobilindustrie ausmachen, wobei die Nachbehandlung einen direkten Einfluss auf die endgültige Ausbeute dieser Teile hat.

Kunsthandwerk	Hauptfunktion	Anteil der typischen Kosten
anodische Oxidation	Korrosionsbeständigkeit + Oberflächenhärtung	5%–10%
Spritzlackierung	Optik + Korrosionsschutz	3%–8%
Bearbeitung	Einhaltung der Montagetoleranzen	15%–30%

He Xin aus Ningbo empfiehlt, bei der Bewertung von Lieferanten sowohl die Temperaturgenauigkeit der Wärmebehandlungsöfen als auch die Bearbeitungskapazitäten zu berücksichtigen und nicht nur die Stückpreise für Gussteile zu vergleichen.

Analyse der tatsächlichen Kostenstruktur von Aluminiumgussteilen für die Automobilindustrie

Die Kosten für Aluminiumgussteile in der Automobilindustrie setzen sich aus fünf Komponenten zusammen: Material, Abschreibung der Gussformen, Energieverbrauch, Ausschussquote und Nachbearbeitung. Dabei macht der Materialanteil in der Regel 45% bis 60% der Stückkosten aus und stellt damit den größten Kostenfaktor dar. Wenn man diese Struktur versteht, erkennt man, dass ein Angebot, das 20% unter dem Branchendurchschnitt liegt, höchstwahrscheinlich durch Einsparungen bei der Lebensdauer der Gussformen oder der Ausbeute zustande gekommen ist.

Die Materialkosten sind am transparentesten, aber auch am anfälligsten für Pfusch. Aluminiumbarrens werden pro Tonne berechnet; die Materialpreise für A356 und ADC12 unterscheiden sich, und der Anteil an Schmelzabfällen wirkt sich unmittelbar auf den Preis aus. Wird zu viel Aluminiumschrott beigemischt und der Eisengehalt überschreitet den Grenzwert, werden die Gussteile spröde – dies ist das häufigste versteckte Risiko bei niedrigen Angeboten.

Warum bestimmt die Abschreibung der Werkzeuge den tatsächlichen Stückpreis bei Kleinserien?

Bei der Amortisation von Werkzeugen werden die Kosten für die Herstellung eines Werkzeugsatzes gleichmäßig auf die Gesamtzahl der Teile verteilt, die während seiner gesamten Lebensdauer produziert werden können. Ein Hochdruck-Druckgusswerkzeug kostet oft mehrere hunderttausend bis zu einer Million Yuan, bei einer Lebensdauer von etwa 100.000 bis 150.000 Gusszyklen. Wird nur eine Stückzahl von 5.000 Stück bestellt, sind die auf jedes einzelne Teil umgelegten Werkzeugkosten erschreckend hoch; bei einer Bestellung von 50.000 Stück werden diese Kosten pro Stück sofort deutlich verwässert. Daher kann der angemessene Stückpreis für ein und dasselbe Aluminiumgussteil für die Automobilindustrie je nach Bestellmenge um mehr als 30% variieren.

Aus diesem Grund fragt Ningbo Hexin bei der Angebotserstellung zunächst nach dem jährlichen Verbrauch und führt vorab eine Analyse der Werkzeugkonstruktion sowie des Formprozesses durch, um einen realistischen Amortisationsbereich anzugeben – anstatt mit einem künstlich niedrigen Stückpreis den Auftrag zu gewinnen und die Differenz später durch Änderungen auszugleichen.

Welche Qualitätsrisiken verbergen sich hinter niedrigen Angeboten?

Energieverbrauch und Ausbeuteverluste sind zwei "unsichtbare" Kostenfaktoren. Die Schmelze von flüssigem Aluminium verbraucht pro Tonne viel Strom, und mit jedem Rückgang der Ausbeute um 5% gehen Material, Strom und Arbeitsstunden für Ausschuss gänzlich verloren. Branchenzahlen für das Jahr 2026 zeigen, dass etwa 55,11 TP3T des für Fahrzeuge bestimmten Aluminiums im Hochdruck-Druckgussverfahren verarbeitet werden, gerade weil dieses Verfahren hocheffizient ist und diese Verluste ausgleichen kann. Lieferanten mit ungewöhnlich niedrigen Angeboten erreichen oft die Ausbeuteziele gar nicht und mischen Ausschussware unter die konformen Produkte bei der Lieferung.

Kostenposition	Prozentsatz	Häufige Methoden zur Unterbietung
Anfertigungen	45%–60%	Übermäßige Zugabe von Rücklaufmaterial, Eisengehalt über dem Grenzwert
Amortisation von Gussformen	10%–20%	Mit billigen Formen mit geringer Lebensdauer
Energieverbrauch	8%–12%	Instabilität der Temperaturregelung beim Schmelzen
Ausbeuteverlust	5%–15%	Lieferung mit Ausschussware
Nachbearbeitung	10%–20%	Röntgenprüfung überspringen

Wie man Lieferanten für Aluminiumgussteile bewertet und auswählt

Bei der Auswahl eines Lieferanten für Aluminiumgussteile für die Automobilindustrie sind zunächst drei wesentliche Voraussetzungen zu beachten: IATF 16949-Zertifizierung, Kompetenz in den APQP/PPAP-Prozessen sowie eigene Prüfgeräte. Fehlt auch nur eine dieser Voraussetzungen, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass es in der Serienproduktion zu Problemen kommt. Im Jahr 2021 erreichte der Markt für Aluminiumgussteile in der chinesischen Automobilindustrie ein Volumen von rund 1355亿元. Zwar gibt es zahlreiche Lieferanten, doch nur wenige sind in der Lage, Fahrzeugkomponenten zuverlässig zu liefern. Im Folgenden finden Sie eine Checkliste für die Due-Diligence-Prüfung, anhand derer Sie direkt eine Bewertung vornehmen können.

Welche Qualifikationen und Fähigkeiten sind als verbindliche Kriterien zu überprüfen?

IATF 16949 ist die Eintrittskarte für die Automobilzulieferbranche – ohne sie erhält man nicht einmal die Berechtigung, als Tier-1-Zulieferer Angebote abzugeben. Das Zertifikat ist jedoch nur der Anfang; entscheidend sind vor allem die Fähigkeiten vor Ort.

• IATF 16949-Zertifizierung: Prüfen Sie, ob die Gültigkeitsdauer des Zertifikats und der Geltungsbereich die von Ihnen gewünschten Verfahren (Druckguss/Niederdruckguss/Schwerkraftguss) abdecken; wenn der Geltungsbereich nicht übereinstimmt, gilt das Zertifikat als ungültig.
• Anlagenkapazität: Beim Druckguss kommt es darauf an, ob die Schließkraft in Tonnen der Projektionsfläche des Bauteils entspricht; für einteilige Bauteile sind häufig mehr als 6000 Tonnen erforderlich; beim Niederdruckguss kommt es auf die Genauigkeit der Druckhaltung im Ofen an.
• Prüfverfahren: Röntgenprüfung zur Erkennung innerer Poren und Porositäten, Dimensionsmessung mit einer Koordinatenmessmaschine (CMM) sowie Überprüfung der Legierungszusammensetzung mit einem Spektrometer – fehlt auch nur eines dieser drei Verfahren, gilt die Prüfung als „blind“.
• APQP/PPAP-Prozess: Der Vertragspartner ist aufgefordert, ein vollständiges PPAP-Dokumentationspaket (einschließlich PSW, Maßbericht und Materialzertifikate) vorzulegen; dies stellt eine schriftliche Zusicherung der Konformität in der Serienfertigung dar.

Wie lassen sich die Musterprüfung und die Produktionskapazität vor Ort überprüfen?

In der Musterphase sind mindestens drei Durchläufe durchzuführen: Überprüfung der Maße am Erstmuster, Prüfung der Ausbeute in Kleinserien und Prüfung der Stabilität in der Serienfertigung. Der geforderte Cpk-Wert (Prozessfähigkeitsindex) ist im Vertrag festzuhalten; der Cpk-Wert für kritische Maße sollte ≥ 1,33 betragen.

Ningbo Hexin geht so vor, dass zunächst eine Produktformungsanalyse und eine Werkzeugkonstruktionsanalyse durchgeführt werden, bevor mit dem Werkzeugbau begonnen wird. So werden Fehler wie Schrumpfporen und Kaltschweißnähte bereits in der Phase der Formflusssimulation vermieden, anstatt erst bei der Serienfertigung Nachbesserungen vornehmen zu müssen. Genau diese integrierte Kompetenz – vom Werkzeug bis zum Produkt – ist der entscheidende Faktor bei der Beurteilung, ob ein auf Aluminiumguss spezialisiertes Werk in der Lage ist, Bauteile nach Automobilstandard zu liefern. Was die Produktionskapazität angeht, sollte man nicht nur die Anzahl der Anlagen betrachten, sondern auch die Tageskapazität pro Maschine, die Verfügbarkeit von Werkzeugsätzen und die Anlaufphase prüfen, um sicherzustellen, dass der Partner Ihre Auftragsschwankungen bewältigen kann.