Der Deutsche Innovationspreis 2025: Dieser Mittelständler hat das Rad neu erfunden
Drei Zahlen und ein Gussteil braucht Ralf Bux, um seine Gesprächspartner von seiner Erfindung zu überzeugen. Das Gussteil, ein Aluminiumrad, hat er an diesem sonnigen Märztag mitten auf seinem Schreibtisch im schwäbischen Aalen platziert. Schicke Ypsilonspeichen, edler Look – an einem Auto wäre das schon ein Hingucker. Womit Bux bei den Zahlen wäre: Die Räder sind im Vergleich zu üblichen Modellen bis zu 25 Prozent leichter, sparen in der Herstellung 50 Prozent Energie – und 66 Prozent Zeit. „Wir können Räder bauen, wie sie vor Kurzem technisch nicht machbar waren“, sagt Bux.
Möglich macht das eine neue Fertigungstechnik, die Entec-Stracon entwickelt hat. Die Idee dafür entstand vor acht Jahren nach einer Begegnung mit Friedrich Klein, Forscher an der Hochschule Aalen. Auch ihn beschäftigte die Überlegung, Räder ganz anders zu bauen. Aus der Idee wurde ein Forschungsprogramm, an dessen Ende ein bahnbrechendes Verfahren stand: das Turbudruckgießen.
Seit über 100 Jahren werden Autoräder gebaut, aktuell jedes Jahr 250 Millionen Stück. Ausentwickelt ist die Technik deshalb nicht. „In den vergangenen Jahren aber sind die Anforderungen massiv gestiegen, Räder müssen viel mehr Funktionen übernehmen“, sagt Bux, der bis 2007 Radentwickler bei Mercedes war. Einerseits sollen Räder Gewicht sparen, weil Verbrenner dann weniger Sprit verbrauchen und Elektroautos auf der Straße weiterkommen. Andererseits sollen Räder geschlossene Designs bekommen, aerodynamischer sein. Sie sollen insgesamt größer werden, weil das besser aussieht. Leiser noch dazu, denn in Elektroautos fallen Rollgeräusche stärker auf.
Mit herkömmlichen Produktionsverfahren lassen sich diese Wünsche kaum erfüllen. Bisher werden Räder in großen Anlagen bei atmosphärischem Druck hergestellt. Dazu wird flüssiges Metall in eine Form geschüttet. Das Material festigt sich ein wenig, das Rad wird aus der Form genommen – und dann noch einmal rund zehn Stunden lang im Ofen ausgehärtet. Beim Gießen wird die Schmelze in der Mitte eingeführt, wo die Nabe des Rades sitzt. Lange galt das als die einzige Methode, Räder zu gießen, weil sich das flüssige Metall dann gleichmäßig mit der Schwerkraft über die Speichen nach außen verteilen kann.
Schnell wie ein Pistolenschuss
Bux dreht den Spieß nun um: Beim Turbudruckgießen bringt er das Material vom Rand aus in die Gussform ein. „Viele haben bezweifelt, dass das überhaupt funktioniert“, sagt Bux. Damit sich die Schmelze in der ganzen Form verteilt, schießt eine Maschine sie mit hohem Druck in die Form ein. Verteilte sich das Material bisher in sieben Sekunden in der Form, braucht es so nur 0,05 Sekunden. "Schnell wie ein Pistolenschuss", sagt Bux.
Für Autohersteller bringt das Turbudruckgießen eine Reihe von Durchbrüchen. Zum einen spart es Zeit. Schmelze und Gussform müssen nicht mehr so heiß sein wie früher, das Material kann schneller aushärten – was zugleich Energie spart: Statt 114 Kilowattstunden verbraucht die Herstellung eines Rades nun nur noch 57, also die Hälfte.
Schließlich wird das Rad mit dem neuen Verfahren bruchfester. Filigranere Designs lassen sich umsetzen, die aerodynamischer sind – und leichter: „Wir können pro Rad fünf Kilogramm Material einsparen“, sagt Bux.
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