鍛造輪圈的秘辛輕量化與高強度的完美結合

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2017.08.03　作者：cms-carnews 　

什麼是鍛造輪圈?或許對許多消費者來說還有些陌生，但是只要跟鍛造製程有關聯的製品，像是高爾夫球頭、機翼或飛彈外殼，透過複雜而嚴謹的製程，除了能達到更高的效能，所實現的輕量化工藝更是早已普遍用於航太與軍事科技上，因此鍛造輪圈可說是汽車輪圈中的逸品。

鍛造、鑄造一秒就懂
工藝不同效能差很大

一般來說市面上普遍所見的輪圈通常為「鑄造」製程，其原理是透過高溫加熱的方式，將熔融的鋁水澆鑄到金屬模具中，在重力作用下使液態鋁水填滿模具，並靜待冷卻使鋁水凝固成固態粗胚，此時粗胚已有鋁圈的基本外型，再透過後續的CNC加工，提高鋁圈表面光滑度與整體真圓度，使其成為可使用狀態。雖然鑄造輪圈的加工程序簡單又可大量生產，但是受限於鋁水再次結晶後的金屬密度低、組織排列不規則，加上金屬內部會形成非常多的細小空氣孔，因此強度方面遠遠低於鍛造輪圈。

從鑄造輪圈的剖面圖就能清楚看到，金屬組織明顯鬆散而粗糙，加上沒有規律性的排列，因此整體強度方面遠遠低於鍛造製程。

由於鑄造輪圈是以鎔鋁灌入模具中等待冷卻成形，不僅表面相對粗糙，容易有氣孔的產生也會造成結構上的缺陷。

相較之下，「鍛造」製程則是將固態鋁材加溫變軟後放入鋼模中，接著不斷用1萬噸的擠壓力量沖壓撞擊鋁材，使鋁材表面擠壓成鋼模預留的鍛坯形狀，再經過CNC加工進行輪輻的造型雕刻，由於鍛造的過程中，固態鋁材經過不斷的沖壓，所以成型後內部結構與分子密度會變得非常緊密結實，並沒有鑄造輪圈內可能存在的砂孔或氣泡，因此同樣體積或厚度下，鍛造材質的機械性能與強度會比鑄造材質高上許多，所以鍛造輪圈就能以較薄的Rim與較細的Disk，來獲得與鑄造輪圈相同的強度，如此一來不僅能減輕不少重量，在相同尺寸下鍛造輪圈比起鑄造輪圈可減少25～30％的重量。