Eigenschaften von Aluminium-Legierungen

Die chemische Zusammensetzung nimmt wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften von Aluminium-Legierungen. Folgende Eigenschaften sind charakteristisch für diese Werkstoffe.

Geringes Gewicht

Verglichen mit anderen Konstruktionswerkstoffen weisen Aluminium-Legierungen eine deutlich geringere Dichte auf. Sie beträgt etwa ein Drittel der Dichte von Stahl. Aufgrund dessen sind Komponenten aus diesen Materialien deutlich leichter. Sie sind hervorragend für Anwendungen geeignet, bei denen ein geringes Gewicht von Bedeutung ist.

Hohe Festigkeit

Aluminium-Legierungen, denen Elemente wie Magnesium und Silizium hinzugefügt wurden, erreichen hohe mechanische Festigkeitswerte. Diese können durch den Einsatz geeigneter Herstellungsverfahren noch gesteigert werden.

Umformbarkeit und Eignung zum thermischen Fügen

Eines der markanten Merkmale von Aluminium-Legierungen ist ihre gute Kaltumformbarkeit. Abhängig von den Legierungsbestandteilen sind sie gut schweißbar.

Korrosionsbeständigkeit

Charakteristisch für Aluminium und Aluminium-Legierungen ist die Ausbildung einer beständigen, natürlichen Oxidschicht. Diese schützt den Werkstoff vor Korrosion. Zusätzliche Maßnahmen der Oberflächenbehandlung können die Resistenz gegen aggressive Medien verstärken. Dies schafft Potenziale für Anwendungen in der chemischen Industrie.

Elektrische und thermische Leitfähigkeit

Aluminium weist eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit auf. Die elektrische Leitfähigkeit des Aluminiums beträgt etwa 65 Prozent des Kupfers. Für den Einsatz als elektrische Leiter werden vornehmlich Komponenten aus Reinaluminium sowie Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierungen verwendet.

Recyclingfähigkeit

Aluminium-Legierungen können nahezu verlustfrei recycelt werden. Sie sind ohne Qualitätsverlust immer wieder verwendbar und sind damit besonders umweltfreundlich. Der Prozess der Wiederaufbereitung von Aluminium erfordert zudem lediglich 5 Prozent der Energiemenge der Primärproduktion. Aluminium zählt weltweit zu den am häufigsten recycelten Werkstoffen. Nahezu 75 Prozent der jemals produzierten Aluminium-Menge von schätzungsweise 1,5 Milliarden Tonnen sind derzeit noch immer im Einsatz.

Einteilung der Aluminium-Legierungen

Aluminium-Legierungen werden entsprechend ihrer Herstellungsmethode zwei Hauptkategorien, den Knet- sowie den Gusslegierungen, zugeordnet.

Knetlegierungen

Die Herstellung von Knetlegierungen erfolgt im Rahmen von Umformungsprozessen wie dem Walzen, Schmieden oder Ziehen. Sie liegen üblicherweise als Platten, Bleche, Profile oder Drähte vor.

Aushärtbare Knetlegierungen

Zu den aushärtbaren Knetlegierungen zählen Aluminium-Kupfer-, Aluminium-Magnesium-Silizium- sowie Aluminium-Zink-Legierungen. Das Aushärten erfolgt mittels Kalt- oder Warmauslagerung. Während das Material bei der Kaltauslagerung 5 bis 8 Tage ruht, bevor eine Weiterverarbeitung erfolgt, findet bei der Warmauslagerung bei Temperaturen zwischen 120 und 175 Grad Celsius ein Ausscheidungsglühen statt. Dieser Vorgang dauert zwischen 4 und 48 Stunden.

Nicht aushärtbare Knetlegierungen

Nicht aushärtbare Aluminium-Knetlegierungen enthalten die Legierungselemente Magnesium und Mangan. Diese steigern die Festigkeit des Werkstoffes. Es kommt jedoch zu keiner wesentlichen Ausscheidungshärtung. Zu den am häufigsten verwendeten nicht aushärtbaren Knetlegierungen zählen verschiedene Aluminium-Magnesium-Legierungen (AlMg) der 5000er-Reihe.

Gusslegierungen

Bei der Fertigung von Aluminium-Gusslegierungen wird das geschmolzene Material in Formen gegossen. Dies ermöglicht die Herstellung kompliziert geformter Bauteile. Beispiele für Gusslegierungen sind Aluminium-Silizium- und Aluminium-Kupfer-Legierungen. Diese werden insbesondere in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Automobilindustrie eingesetzt.

Anwendungen von Aluminium-Legierungen

Ihre Eigenschaften prädestinieren Aluminium-Legierungen für den Einsatz im Leichtbau, der Elektronikindustrie sowie dem Bauwesen und der Verpackungsindustrie.

Luft- und Raumfahrt

Aluminium-Legierungen verfügen über hohe Festigkeitswerte bei geringem Gewicht. Diese Merkmale entsprechen den Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie in hervorragendem Maße. Insbesondere Aluminium-Kupfer-, Aluminium-Zink-Magnesium- sowie Aluminium-Silizium-Magnesium-Legierungen kommen für die Fertigung von Flugzeugstrukturen und Komponenten der Raumfahrt zum Einsatz.

Automobilindustrie

Teile des Fahrwerks, beispielsweise Achskomponenten, Motoren, Felgen sowie Karosserieteile, werden in der Automobilindustrie aus Aluminium-Legierungen gefertigt. Aufgrund ihrer geringen Dichte und der sehr guten Eigenschaften bei statischer und dynamischer Beanspruchung tragen sie zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts bei. Dies trägt zur Optimierung der Verbrauchsbilanz von Kraftstoff oder elektrischer Energie bei.

Bauwesen

Im Bauwesen werden Aluminium-Legierungen für die Fertigung von Fensterrahmen, Dächern, Fassaden- und Balkonverkleidungen sowie Grundstücksabgrenzungen wie Zäunen und Palisaden genutzt. Die Bildung einer beständigen Oxidschicht auf der Oberfläche der Aluminiumkomponenten sorgt für Korrosionsbeständigkeit, nahezu wartungsfreien Betrieb und Langlebigkeit. Die gleichbleibend homogene Anmutung der Oberfläche bedient zudem ästhetisch dekorative Ansprüche. Verfahren der Oberflächenbehandlung wie das Eloxieren ermöglichen eine Farbgebung und damit eine zusätzliche dekorative Aufwertung. Zudem ist die Oberfläche wirksamer gegen Verkratzen geschützt und die Korrosionsbeständigkeit wird nochmals verbessert.

Elektronik

Die hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit von Aluminium-Legierungen wird in der elektrischen Industrie sowie im Bereich von Hausinstallationen geschätzt. Kondensatoren, elektrische Leitungen sowie Wärmetauscher, Kühler oder Heizungen werden aus diesem Werkstoff hergestellt.

Verpackungsindustrie

Prominente Anwendung finden Aluminium-Legierungen in der Verpackungsindustrie. Insbesondere die Verpackung von Lebensmitteln mit Aluminiumfolie sowie die Lagerung und der Transport von Getränken in Dosen aus diesem Material sind hinlänglich bekannt. Aluminium-Mangan- sowie Aluminium-Magnesium-Legierungen werden wegen ihrer Beständigkeit gegen Korrosion hierfür genutzt.

Marineindustrie

Werften nutzen Aluminium-Legierungen für die Fertigung von Rumpfbereichen, Segelmasten, Deckbeplankungen oder Beschlägen. In hochwertigen, professionell genutzten Sportbooten, in Produkten für den maritimen Freizeitbereich oder für den Einsatz in Motoryachten sind ihr geringes Gewicht in Kombination mit hoher Festigkeit, vor allem jedoch ihre sehr gute Korrosionsbeständigkeit, starke Argumente.

Verarbeitung und Technologie

Für die Verarbeitung von Halbzeugen und Bauteilen aus Aluminium-Legierungen stehen eine ganze Reihe von Optionen zur Verfügung. Besondere Bedeutung kommt hierbei dem Umformen, Fügen sowie der Oberflächenbehandlung zu.

Trennen

Das Trennen von Aluminium-Legierungen ist ein zentraler Prozess in der Metallbearbeitung, der präzise und effiziente Schnitte ermöglicht. Dabei kommen thermische Trennverfahren wie Plasma-, Wasserstrahl- oder Laserschneiden zum Einsatz. Ebenso werden mechanische Trennverfahren wie Scheren, Stanzen, Sägen und Bohren verwendet.

Umformen

Ein essenzielles Element der Verarbeitung von Aluminium-Legierungen ist das Umformen. Wird doch damit dem Werkstoff die geforderte Form verliehen. Zudem kann das Umformen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften beitragen. Aluminium-Legierungen sind mittels Kalt- und Warmumformung sehr gut zu verarbeiten. Beispiele sind das Walzen, Biegen, Schmieden sowie das Ziehen und Tiefziehen.

Fügen

Komponenten aus Aluminium-Legierungen lassen sich mit einer Vielzahl unterschiedlicher Fügetechnologien verbinden. Weit verbreitet ist das Schweißen. Aluminium-Magnesium-Legierungen sind ab einem Magnesiumgehalt von 3 Prozent gut schweißbar. Verfahren wie das Wolframintergas-, das Metallintergas-, sowie das Autogenschweißen und das Reibrührschweißen ermöglichen dauerhafte, stoffschlüssige Verbindungen. Die Nutzung mechanischer Fügeverfahren wie Nieten, Schrauben und Clinchen führt zu beständigen, lösbaren Verbindungen. Zudem wird auf diesem Wege das Fügen unterschiedlicher Materialkombinationen ermöglicht. Für Anwendungen im Leichtbau können Elemente aus Aluminium-Legierungen unter Einsatz von Strukturklebstoffen dauerhaft gefügt werden. Auch mit diesem Verfahren lassen sich Komponenten aus unterschiedlichen Aluminium-Legierungen miteinander verbinden.

Oberflächenbehandlung

Für die Oberflächenbehandlung von Aluminium-Legierungen werden üblicherweise chemische und elektrochemische Verfahren genutzt. Diese dienen der Oberflächenmodifizierung oder der Vorbereitung für weitere Bearbeitungsschritte. Das Eloxieren oder Anodisieren führt zur Ausbildung einer dickeren und härteren Oxidschicht. Dies optimiert die bereits bestehende Korrosionsbeständigkeit und verbessert die Resistenz gegen mechanische Beanspruchung. Die Möglichkeit der Farbgebung bietet Potenziale in Bezug auf die ästhetische Anmutung der Bauteile. Mittels Galvanisieren lassen sich Chrom- oder Nickelschichten auf Aluminiumbauteile aufbringen. Diese führen zu visuellen Vorteilen sowie zu einem verbesserten Korrosionsschutz. Um die Oberfläche von Aluminiumbauteilen zu reinigen, Materialrückstände zu entfernen oder mit einer Struktur zu versehen, wird das Ätzen eingesetzt. Alternativ kann die Oberflächenreinigung auf mechanischem Wege mittels Glasperlen- oder Sandstrahlen erfolgen.

Einsatz von Aluminium-Legierungen bei der Firma ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH

Die ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH hat sich in ihrer nun beinahe einhundertjährigen Geschichte auf die Fertigung von Komponenten aus Blech spezialisiert. Aluminiumhalbzeuge, vorzugsweise Aluminium-Magnesium-Legierungen, wie zum Beispiel EN AW-5005 (AlMg1) sowie EN AW-5754 (AlMg3), werden bei uns für die Fertigung von Abdeckblechen und Ballenverkleidungen für Tore, insbesondere für großflächige Abdeckungen sowie besonders große Torbreiten, eingesetzt. Das vergleichsweise geringe Gewicht erleichtert die Montage der Verkleidungen.

Überzeugen Sie sich von unserer Flexibilität und der professionellen Qualität unserer Leistung. Nehmen Sie noch heute den Kontakt zu uns auf. Wir stehen Ihnen sehr gern zur Verfügung.

Aluminium-Legierungen sind metallische Stoffgemische, deren Hauptbestandteil Aluminium, meist Reinaluminium mit einem Reinheitsgrad von 99,5 Prozent, ist. Diesem werden wahlweise die Elemente Magnesium, Mangan, Kupfer sowie Zink und Silizium hinzugefügt. Magnesium ist dabei das Hauptlegierungselement. Die Zugabe der Legierungselemente beeinflusst die mechanische Festigkeit, die Verarbeitbarkeit sowie die Korrosionsbeständigkeit des Materials.

Eigenschaften von Aluminium-Legierungen

Die chemische Zusammensetzung nimmt wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften von Aluminium-Legierungen. Folgende Eigenschaften sind charakteristisch für diese Werkstoffe.

Geringes Gewicht

Verglichen mit anderen Konstruktionswerkstoffen weisen Aluminium-Legierungen eine deutlich geringere Dichte auf. Sie beträgt etwa ein Drittel der Dichte von Stahl. Aufgrund dessen sind Komponenten aus diesen Materialien deutlich leichter. Sie sind hervorragend für Anwendungen geeignet, bei denen ein geringes Gewicht von Bedeutung ist.

Hohe Festigkeit

Aluminium-Legierungen, denen Elemente wie Magnesium und Silizium hinzugefügt wurden, erreichen hohe mechanische Festigkeitswerte. Diese können durch den Einsatz geeigneter Herstellungsverfahren noch gesteigert werden.

Umformbarkeit und Eignung zum thermischen Fügen

Eines der markanten Merkmale von Aluminium-Legierungen ist ihre gute Kaltumformbarkeit. Abhängig von den Legierungsbestandteilen sind sie gut schweißbar.

Korrosionsbeständigkeit

Charakteristisch für Aluminium und Aluminium-Legierungen ist die Ausbildung einer beständigen, natürlichen Oxidschicht. Diese schützt den Werkstoff vor Korrosion. Zusätzliche Maßnahmen der Oberflächenbehandlung können die Resistenz gegen aggressive Medien verstärken. Dies schafft Potenziale für Anwendungen in der chemischen Industrie.

Elektrische und thermische Leitfähigkeit

Aluminium weist eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit auf. Die elektrische Leitfähigkeit des Aluminiums beträgt etwa 65 Prozent des Kupfers. Für den Einsatz als elektrische Leiter werden vornehmlich Komponenten aus Reinaluminium sowie Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierungen verwendet.

Recyclingfähigkeit

Aluminium-Legierungen können nahezu verlustfrei recycelt werden. Sie sind ohne Qualitätsverlust immer wieder verwendbar und sind damit besonders umweltfreundlich. Der Prozess der Wiederaufbereitung von Aluminium erfordert zudem lediglich 5 Prozent der Energiemenge der Primärproduktion. Aluminium zählt weltweit zu den am häufigsten recycelten Werkstoffen. Nahezu 75 Prozent der jemals produzierten Aluminium-Menge von schätzungsweise 1,5 Milliarden Tonnen sind derzeit noch immer im Einsatz.

Einteilung der Aluminium-Legierungen

Aluminium-Legierungen werden entsprechend ihrer Herstellungsmethode zwei Hauptkategorien, den Knet- sowie den Gusslegierungen, zugeordnet.

Knetlegierungen

Die Herstellung von Knetlegierungen erfolgt im Rahmen von Umformungsprozessen wie dem Walzen, Schmieden oder Ziehen. Sie liegen üblicherweise als Platten, Bleche, Profile oder Drähte vor.

Aushärtbare Knetlegierungen

Zu den aushärtbaren Knetlegierungen zählen Aluminium-Kupfer-, Aluminium-Magnesium-Silizium- sowie Aluminium-Zink-Legierungen. Das Aushärten erfolgt mittels Kalt- oder Warmauslagerung. Während das Material bei der Kaltauslagerung 5 bis 8 Tage ruht, bevor eine Weiterverarbeitung erfolgt, findet bei der Warmauslagerung bei Temperaturen zwischen 120 und 175 Grad Celsius ein Ausscheidungsglühen statt. Dieser Vorgang dauert zwischen 4 und 48 Stunden.

Nicht aushärtbare Knetlegierungen

Nicht aushärtbare Aluminium-Knetlegierungen enthalten die Legierungselemente Magnesium und Mangan. Diese steigern die Festigkeit des Werkstoffes. Es kommt jedoch zu keiner wesentlichen Ausscheidungshärtung. Zu den am häufigsten verwendeten nicht aushärtbaren Knetlegierungen zählen verschiedene Aluminium-Magnesium-Legierungen (AlMg) der 5000er-Reihe.

Gusslegierungen

Bei der Fertigung von Aluminium-Gusslegierungen wird das geschmolzene Material in Formen gegossen. Dies ermöglicht die Herstellung kompliziert geformter Bauteile. Beispiele für Gusslegierungen sind Aluminium-Silizium- und Aluminium-Kupfer-Legierungen. Diese werden insbesondere in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Automobilindustrie eingesetzt.

Anwendungen von Aluminium-Legierungen

Ihre Eigenschaften prädestinieren Aluminium-Legierungen für den Einsatz im Leichtbau, der Elektronikindustrie sowie dem Bauwesen und der Verpackungsindustrie.

Luft- und Raumfahrt

Aluminium-Legierungen verfügen über hohe Festigkeitswerte bei geringem Gewicht. Diese Merkmale entsprechen den Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie in hervorragendem Maße. Insbesondere Aluminium-Kupfer-, Aluminium-Zink-Magnesium- sowie Aluminium-Silizium-Magnesium-Legierungen kommen für die Fertigung von Flugzeugstrukturen und Komponenten der Raumfahrt zum Einsatz.

Automobilindustrie

Teile des Fahrwerks, beispielsweise Achskomponenten, Motoren, Felgen sowie Karosserieteile, werden in der Automobilindustrie aus Aluminium-Legierungen gefertigt. Aufgrund ihrer geringen Dichte und der sehr guten Eigenschaften bei statischer und dynamischer Beanspruchung tragen sie zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts bei. Dies trägt zur Optimierung der Verbrauchsbilanz von Kraftstoff oder elektrischer Energie bei.

Bauwesen

Im Bauwesen werden Aluminium-Legierungen für die Fertigung von Fensterrahmen, Dächern, Fassaden- und Balkonverkleidungen sowie Grundstücksabgrenzungen wie Zäunen und Palisaden genutzt. Die Bildung einer beständigen Oxidschicht auf der Oberfläche der Aluminiumkomponenten sorgt für Korrosionsbeständigkeit, nahezu wartungsfreien Betrieb und Langlebigkeit. Die gleichbleibend homogene Anmutung der Oberfläche bedient zudem ästhetisch dekorative Ansprüche. Verfahren der Oberflächenbehandlung wie das Eloxieren ermöglichen eine Farbgebung und damit eine zusätzliche dekorative Aufwertung. Zudem ist die Oberfläche wirksamer gegen Verkratzen geschützt und die Korrosionsbeständigkeit wird nochmals verbessert.

Elektronik

Die hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit von Aluminium-Legierungen wird in der elektrischen Industrie sowie im Bereich von Hausinstallationen geschätzt. Kondensatoren, elektrische Leitungen sowie Wärmetauscher, Kühler oder Heizungen werden aus diesem Werkstoff hergestellt.

Verpackungsindustrie

Prominente Anwendung finden Aluminium-Legierungen in der Verpackungsindustrie. Insbesondere die Verpackung von Lebensmitteln mit Aluminiumfolie sowie die Lagerung und der Transport von Getränken in Dosen aus diesem Material sind hinlänglich bekannt. Aluminium-Mangan- sowie Aluminium-Magnesium-Legierungen werden wegen ihrer Beständigkeit gegen Korrosion hierfür genutzt.

Marineindustrie

Werften nutzen Aluminium-Legierungen für die Fertigung von Rumpfbereichen, Segelmasten, Deckbeplankungen oder Beschlägen. In hochwertigen, professionell genutzten Sportbooten, in Produkten für den maritimen Freizeitbereich oder für den Einsatz in Motoryachten sind ihr geringes Gewicht in Kombination mit hoher Festigkeit, vor allem jedoch ihre sehr gute Korrosionsbeständigkeit, starke Argumente.

Verarbeitung und Technologie

Für die Verarbeitung von Halbzeugen und Bauteilen aus Aluminium-Legierungen stehen eine ganze Reihe von Optionen zur Verfügung. Besondere Bedeutung kommt hierbei dem Umformen, Fügen sowie der Oberflächenbehandlung zu.

Trennen

Das Trennen von Aluminium-Legierungen ist ein zentraler Prozess in der Metallbearbeitung, der präzise und effiziente Schnitte ermöglicht. Dabei kommen thermische Trennverfahren wie Plasma-, Wasserstrahl- oder Laserschneiden zum Einsatz. Ebenso werden mechanische Trennverfahren wie Scheren, Stanzen, Sägen und Bohren verwendet.

Umformen

Ein essenzielles Element der Verarbeitung von Aluminium-Legierungen ist das Umformen. Wird doch damit dem Werkstoff die geforderte Form verliehen. Zudem kann das Umformen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften beitragen. Aluminium-Legierungen sind mittels Kalt- und Warmumformung sehr gut zu verarbeiten. Beispiele sind das Walzen, Biegen, Schmieden sowie das Ziehen und Tiefziehen.

Fügen

Komponenten aus Aluminium-Legierungen lassen sich mit einer Vielzahl unterschiedlicher Fügetechnologien verbinden. Weit verbreitet ist das Schweißen. Aluminium-Magnesium-Legierungen sind ab einem Magnesiumgehalt von 3 Prozent gut schweißbar. Verfahren wie das Wolframintergas-, das Metallintergas-, sowie das Autogenschweißen und das Reibrührschweißen ermöglichen dauerhafte, stoffschlüssige Verbindungen. Die Nutzung mechanischer Fügeverfahren wie Nieten, Schrauben und Clinchen führt zu beständigen, lösbaren Verbindungen. Zudem wird auf diesem Wege das Fügen unterschiedlicher Materialkombinationen ermöglicht. Für Anwendungen im Leichtbau können Elemente aus Aluminium-Legierungen unter Einsatz von Strukturklebstoffen dauerhaft gefügt werden. Auch mit diesem Verfahren lassen sich Komponenten aus unterschiedlichen Aluminium-Legierungen miteinander verbinden.

Oberflächenbehandlung

Für die Oberflächenbehandlung von Aluminium-Legierungen werden üblicherweise chemische und elektrochemische Verfahren genutzt. Diese dienen der Oberflächenmodifizierung oder der Vorbereitung für weitere Bearbeitungsschritte. Das Eloxieren oder Anodisieren führt zur Ausbildung einer dickeren und härteren Oxidschicht. Dies optimiert die bereits bestehende Korrosionsbeständigkeit und verbessert die Resistenz gegen mechanische Beanspruchung. Die Möglichkeit der Farbgebung bietet Potenziale in Bezug auf die ästhetische Anmutung der Bauteile. Mittels Galvanisieren lassen sich Chrom- oder Nickelschichten auf Aluminiumbauteile aufbringen. Diese führen zu visuellen Vorteilen sowie zu einem verbesserten Korrosionsschutz. Um die Oberfläche von Aluminiumbauteilen zu reinigen, Materialrückstände zu entfernen oder mit einer Struktur zu versehen, wird das Ätzen eingesetzt. Alternativ kann die Oberflächenreinigung auf mechanischem Wege mittels Glasperlen- oder Sandstrahlen erfolgen.

Einsatz von Aluminium-Legierungen bei der Firma ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH

Die ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH hat sich in ihrer nun beinahe einhundertjährigen Geschichte auf die Fertigung von Komponenten aus Blech spezialisiert. Aluminiumhalbzeuge, vorzugsweise Aluminium-Magnesium-Legierungen, wie zum Beispiel EN AW-5005 (AlMg1) sowie EN AW-5754 (AlMg3), werden bei uns für die Fertigung von Abdeckblechen und Ballenverkleidungen für Tore, insbesondere für großflächige Abdeckungen sowie besonders große Torbreiten, eingesetzt. Das vergleichsweise geringe Gewicht erleichtert die Montage der Verkleidungen.

Überzeugen Sie sich von unserer Flexibilität und der professionellen Qualität unserer Leistung. Nehmen Sie noch heute den Kontakt zu uns auf. Wir stehen Ihnen sehr gern zur Verfügung.

Definition der Lohnfertigung

Per Definition ist unter Lohnfertigung das Auslagern von Produktionsschritten oder -prozessen an externe Dienstleister zu verstehen. Der Lohnfertiger erhält den Auftrag, einzelne Komponenten, Baugruppen oder Produkte zu bearbeiten oder herzustellen. Grundlage einer solchen Beauftragung sind technisch funktionale oder gestalterische Vorgaben des Auftraggebers. Der Auftragnehmer, sprich der Lohnfertiger, stellt sein Know-how und seine Arbeitskraft zur Verfügung; ein Eigentumsrecht an Material oder gefertigtem Endprodukt erwirbt er nicht. Zudem tritt er gegenüber Endkunden üblicherweise nicht in Erscheinung.

Unterschiede von Lohnfertigung und Auftragsfertigung

Lohnfertigung

Wird ein Unternehmen von einem anderen Unternehmen mit einer Lohnfertigung beauftragt, bedeutet dies, dass der Auftragnehmer einzelne Produktionsschritte oder die vollständige Fertigung eines Produkts ausführt. Dabei werden Material, gestalterische Vorgaben und Konstruktionszeichnungen vom beauftragenden Unternehmen beigestellt. Das beauftragte Unternehmen, der Lohnfertiger, stellt Maschinen, Anlagen sowie fachspezifisches Know-how und die Arbeitskraft zur Verfügung.

Aufgrund seiner Spezialisierung kann der Lohnfertiger den Auftrag zeitnah, wirtschaftlich vorteilhaft und qualitativ hochwertig ausführen. Die Option, auf individuelle Kundenwünsche einzugehen, ist gering, da die Lohnfertigung in der Regel nach standardisierten Abläufen erfolgt. Für den Auftraggeber gehen damit reduzierte Aufwendungen für die Fertigung bei gleichzeitiger Nutzung spezifischer Fachkenntnisse einher. Zudem umgeht er Investitionen für Maschinen und Anlagen. Die Lohnfertigung ist auf Effizienz und kostenoptimierte Lösungen ausgerichtet.

Auftragsfertigung

Bei einer Auftragsfertigung liefert der Auftragnehmer Dienstleistungen oder Produkte auf Basis spezifischer Kundenaufträge. Mit der Auftragsbearbeitung wird dann begonnen, wenn die individuellen Anforderungen des Kunden abgestimmt worden sind und eine Auftragserteilung stattgefunden hat. Die Materialbereitstellung liegt in der Verantwortung des Auftragnehmers. Der Auftraggeber nutzt damit die Möglichkeit eines hohen Individualisierungsgrades bis hin zur Einzelteilfertigung. Der Sondermaschinenbau oder die Entwicklung von Software sind Bereiche, in denen eine Auftragsfertigung üblich ist. Die Auftragsfertigung ist auf Individualität und kundenspezifische Leistungen ausgerichtet.

Arten der Auftrags- und Lohnfertigung

Abhängig von den Bedarfen des Auftraggebers sowie den technischen und infrastrukturellen Fähigkeiten des Lohnfertigers werden folgende Arten der Lohnfertigung unterschieden:

Teilefertigung

Der Lohnfertiger wird beauftragt, einzelne Komponenten oder Baugruppen herzustellen. Der Auftraggeber integriert diese in einer späteren Prozessphase in das Endprodukt.

Komplettfertigung

Der Dienstleister wird mit der Fertigung eines Produkts beauftragt. Er übernimmt zudem die Beschaffung der erforderlichen Rohstoffe und Materialien und führt die Endmontage durch. Die Beauftragung einer Komplettfertigung ist in weiten Teilen der Automobil- und Elektronikindustrie üblich.

Veredelungsfertigung

Der Auftraggeber stellt dem Lohnfertiger ein Zwischenprodukt zur Verfügung. Dieser vollzieht daran weitere Arbeitsschritte, die zur Veredlung oder Vervollständigung des Produkts führen.

Montagefertigung

Von Seiten des Auftraggebers werden dem Lohnfertiger die Einzelkomponenten eines Produkts zur Verfügung gestellt. Dieser führt im Auftrag alle erforderlichen Prozessschritte durch, die der Zusammenbau, gegebenenfalls die Endmontage, erfordert.

Serienfertigung

Im Rahmen der Realisierung von Großserien werden Lohnfertiger oftmals mit der Serienfertigung beauftragt. Die Herstellung von Produkten in großen Stückzahlen kann damit die Wirtschaftlichkeitskennzahlen vorteilhaft beeinflussen; auf diese Weise werden Skaleneffekte nutzbar gemacht.

Vorteile der Lohn- und Auftragsfertigung

Kostenvorteil

Zentrales Anliegen und wesentlicher Vorteil, insbesondere bei der Lohnfertigung der Metallbearbeitung, ist das Erschließen und Nutzen von Kostenvorteilen. Aufwendungen für eigene technische Ausrüstungen wie Anlagen und Maschinen sowie für den Einsatz von Personal werden nicht erforderlich, wenn ein geeigneter Lohnfertiger beauftragt wird, der über die erforderliche Ausstattung verfügt.

Kleine und mittelständische Unternehmen haben so die Möglichkeit, ihre Kapazitäten temporär oder dauerhaft zu erweitern und auf weitergehende technologische Optionen zuzugreifen, ohne dafür hohe Investitionen oder einen Anstieg der Personalkosten in Kauf nehmen zu müssen.

Flexibilität

Nachfrageschwankungen infolge von Veränderungen des Marktes können mittels Auslagerung von Teilen der Produktion flexibler ausgeglichen werden. Eine rasche Steigerung oder Verringerung der Produktionskapazitäten sind bei veränderter Nachfrage ohne Belastung der eigenen Ressourcen möglich. Kapazitätsengpässe können ausgeglichen werden. Die rasche, fristgerechte Bearbeitung von Aufträgen, auch für die Lohnfertigung im Bereich Metallbearbeitung, wird ermöglicht.

Konzentration auf Kernkompetenzen

Die Fokussierung auf die eigenen Kernkompetenzen ist oftmals eine wesentliche Motivation für Industrieunternehmen, externe Dienstleister mit einer Lohnfertigung zu beauftragen. Die unternehmensinternen Ressourcen in Form von Personal und Zeit stehen damit für die eigenen Schwerpunkte wie beispielsweise die Neu- oder Weiterentwicklung von Produkten, die Produktoptimierung oder Vertrieb und Marketing zur Verfügung.

Fachwissen und Spezialisierung

In der Mehrzahl der Fälle handelt es sich bei Dienstleistern im Rahmen der Lohnfertigung in der Metallbearbeitung um hochspezialisierte Dienstleister. Sie bieten Know-how und technologische Gegebenheiten an, die dem potenziellen Auftraggeber nicht im eigenen Unternehmen zur Verfügung stehen.

Werden diese Fähigkeiten lediglich temporär, zum Beispiel für spezifische Projekterfordernisse, benötigt, ermöglicht die Lohnfertigung den Zugang dazu. Insbesondere in Branchen, die hochfrequent neues technologisches Equipment oder erweiterte Fähigkeiten und Know-how erfordern, wie der Informationstechnologie oder der Elektronikindustrie, ist die externe Beauftragung von Fachspezialisten vorteilhaft.

Schnelle Markteinführung

Die Beauftragung eines Lohnfertigers ermöglicht den unmittelbaren Zugriff auf Fach-Know-how und spezifische Ausrüstung. Dies kann die Zykluszeiten bei der Entwicklung neuer Produkte oder im Rahmen der Fertigung signifikant reduzieren und Wettbewerbsvorteile generieren.

Herausforderungen der Auftrags- und Lohnfertigung

Abhängigkeit von externen Partnern

Mit der Beauftragung externer Dienstleister begibt sich der Auftraggeber in ein Abhängigkeitsverhältnis. Nachteilige Auswirkungen für das Geschäft des Auftraggebers treten dann ein, wenn der Lohnfertiger nicht in der Lage ist, geforderte Qualitätsstandards zu realisieren oder vereinbarte Liefertermine nicht eingehalten werden. Darum ist es von wesentlicher Bedeutung, bereits im Vorfeld einer Beauftragung die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des externen Partners zu prüfen sowie vertragliche Vereinbarungen eindeutig und in rechtsverbindlicher Form zu treffen.

Aufwendige Kontrollmechanismen

Da einzelne Prozessschritte oder die gesamte Fertigung nicht im eigenen Hause durchgeführt werden, hat der Auftraggeber lediglich eingeschränkte Optionen, Abläufe und Prozessergebnisse kontinuierlich zu kontrollieren. Prozesse und technische Abläufe sowie Maßnahmen zur Sicherung der Qualität sind darum im Vorfeld eindeutig zu definieren und zu vereinbaren. Das beauftragende Unternehmen muss sicherstellen, dass der Lohnfertiger Überwachungsvorschriften einhält und Qualitätskontrollen den Vorgaben entsprechend dokumentiert.

Vertraulichkeit und Datenschutz

Bei der Zusammenarbeit mit externen Dienstleistern kann es sein, dass diesen vertrauliche Informationen zugänglich gemacht werden müssen. Um das geistige Eigentum des Auftraggebers zu schützen und den Vorschriften des Datenschutzes zu entsprechen, sind Vertraulichkeitsvereinbarungen zwischen den beteiligten Parteien zu treffen.

Transport- und Logistikkosten / Wechselkursrisiken

Soll  ein Lohnfertiger im Ausland beauftragt werden, müssen mögliche Transport- und Logistikkosten im Vorfeld berücksichtigt werden. Diese können gerade in weiter entfernten Regionen signifikante Größenordnungen erreichen und sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit des gesamten Vorhabens auswirken. Zudem sind Risiken aus variablen Wechselkursen einzukalkulieren, wenn die Dienstleistung in der Fremdwährung vergütet wird.

Ausgewählte Branchen der Lohnfertigung oder Auftragsfertigung

In einer Vielzahl von Branchen werden die Modelle der Lohnfertigung oder der Auftragsfertigung seit vielen Jahren erfolgreich praktiziert. Zu den wesentlichen industriellen Bereichen gehören:

• Medizinindustrie
• Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie
• Bahnindustrie
• Energieindustrie
• Motorentechnik
• Antriebs- und Fördertechnik
• Maschinen- und Anlagenbau
• Torbau
• Mess- und Regelungstechnik
• Steuertechnik
• Hydraulik
• Pumpenbau

Auftrags- und Lohnfertigung bei der Firma ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH

Die ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH hat sich in ihrer nun beinahe einhundertjährigen Geschichte auf die Fertigung von Komponenten aus Blech spezialisiert. Neben einer eigenen Produktpalette im Bereich Tore liegt unser Schwerpunkt in der Auftragsfertigung. Hierzu halten wir einen umfassenden Lagervorrat an Blechen vor, um kurzfristige Liefertermine realisieren zu können. Auf Anfrage sind wir auch im Bereich der Lohnfertigung tätig.
Folgende Fertigungsbereiche decken wir ab:

• CNC-Laserschneiden
• CNC-Stanzen
• CNC-Abkanten
• MIG- und WIG-Schweißen (DIN EN 1090 und DIN EN ISO 3834)
• Scheren

Überzeugen Sie sich von unserer ausgeprägten Flexibilität und der professionellen Qualität unserer Leistung. Nehmen Sie noch heute den Kontakt zu uns auf. Wir stehen Ihnen sehr gerne zur Verfügung.

Bei Edelstählen wird zudem die erneute Ausbildung der schützenden Passivschicht ermöglicht. Normative Vorgaben in diesem Kontext sind die DIN EN 2516:2024 „Luft- und Raumfahrt – Passivieren von korrosionsbeständigen Stählen und Dekontaminierung von Nickel- oder Cobaltlegierungen“ sowie die DIN EN ISO 16048:2003-06 „Passivierung von Verbindungselementen aus nichtrostenden Stählen“.

Ziel des Beizen von Edelstahl

Ziel des Beizens von Edelstahl ist die Beseitigung oberflächlich anhaftender Schichten sowie die Wiederherstellung eines optimalen Oberflächenzustands. Im Zuge der Bearbeitung von Werkstücken aus Edelstahl kann es zur Veränderung der Oberfläche kommen.
Beispielhaft angeführt seien:

• die Bildung von Zunderschichten im Rahmen von Wärmebehandlungsprozessen
• die Bildung von Zunderschichten oder Anlauffarben sowie Rückstände von Schweißspritzern beim thermischen Fügen
• die Bildung von Anlauffarben bei der mechanischen Oberflächenbearbeitung, zum Beispiel beim Schleifen
• Bildung von Chromcarbid durch den Wärmeeinfluss beim Drehen oder Bohren ohne Kühlmittel
• Bildung von Umformmartensit durch Gefügeveränderung bei der Kaltverformung
• Ablagerungen von Metalloxiden oder Fremdrost
• Eisenabrieb bei der Bearbeitung mit Stahlwerkzeugen.

Diese können die Beeinträchtigung der Korrosionsresistenz des Werkstoffes zur Folge haben. Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl wird wesentlich durch dessen Chromgehalt bestimmt. Das Legierungselement Chrom reagiert mit dem Luftsauerstoff und bildet ab einem Mindestgehalt von 10,5 % auf der Oberfläche des Edelstahls eine durchgehende, schützende Chromoxidschicht. Diese bewirkt die Beständigkeit des Materials gegen Korrosion. Neben der Beseitigung von Verunreinigungen ermöglicht das Beizen die erneute Bildung einer lückenlosen, schützenden Passivschicht.
Technologische Randbedingungen sowie Verfahrensvarianten des Beizens von Edelstahl werden im Merkblatt 826 der Informationsstelle Edelstahl Rostfrei, Düsseldorf näher beschrieben.

Der Beizprozess

Vorbereitung der Oberfläche

Eine der wesentlichen Voraussetzungen für einwandfreie Prozessergebnisse beim Beizen ist die vorherige gründliche Reinigung der Werkstückoberfläche. Störende Substanzen, wie Öle oder Fette, behindern die Wirkung der Beizlösung und stören so den Prozess. Mithilfe lösemittelbasierter Reiniger, in der Regel in Wasser gelöster Tenside, werden diese von der Oberfläche entfernt.

Auftragen der Beize

Für das Auftragen der Beizlösung oder Beize auf die Oberfläche des Werkstückes werden abhängig von der Bauteilgröße und dem Grad der Oberflächenverschmutzung unterschiedliche Verfahren genutzt.

Sprühbeizen

Bei Bauteilen, die aufgrund ihrer Dimension nicht wirtschaftlich sinnvoll in ein Beizbad getaucht werden können, wird das Sprühbeizen genutzt. Die Beizlösung wird dabei mittels Sprühkopf auf der Werkstückoberfläche verteilt. Auf diese Weise können großflächige Bereiche gleichmäßig und effizient mit der Beizlösung benetzt werden. Beim Sprühbeizen ist es geboten, Arbeitskräfte und angrenzende Arbeitsbereiche in besonderem Maße zu schützen.

Tauchbeizen

Die Oberflächenbehandlung kleinerer bis mittelgroßer Bauteile aus Edelstahl erfolgt mittels Tauchbeizen. Das Werkstück wird bei dieser Verfahrensvariante vollständig in das Beizbad eingetaucht. Die gesamte Oberfläche kommt mit der Beizlösung in Kontakt. Diese sehr effiziente Verfahrensvariante eignet sich insbesondere für Bauteile mit komplexer Geometrie und schlecht zugänglichen Bereichen.

Pinselbeizen

Soll das Beizverfahren kleinflächig fokussiert angewendet werden, beispielsweise beim Entfernen lokal ausgebildeter Zunderschichten oder Anlauffarben, erfolgt das Auftragen der Beizlösung mittels Pinsel. Der Beizprozess findet ausschließlich in den von der Beizlösung benetzten Bereichen statt.
Neben den aufgeführten Verfahrensweisen sind das Rotationsbeizen, das Umlaufbeizen sowie das elektrochemische Beizen für die Behandlung von Edelstahloberflächen gebräuchlich.

Einwirkzeit und Kontrolle

Abhängig von der chemischen Konzentration der Beizlösung, der Ausprägung von Zunderschicht oder Anlauffarben sowie der Art des Edelstahls muss der Beize Zeit für eine hinreichende chemische Reaktion gegeben werden. Das sorgfältige Überwachen dieses Vorganges ist dabei essenziell. Wirkt die Beizlösung über einen zu langen Zeitraum ein, kann dies zur Schädigung der Edelstahloberfläche führen. In der Regel beträgt die Einwirkzeit etwa 10 bis 30 Minuten.

Neutralisieren und Spülen

Ist der eigentliche Vorgang des Beizens abgeschlossen, müssen die säurehaltigen Bestandteile der Beizlösung gründlich entfernt werden. Das nachfolgende Spülen des Werkstückes erfolgt mit kaltem klaren Wasser, sodass keinerlei Chemikalienrückstände auf der Oberfläche verbleiben. An Stellen mit verminderter Zugänglichkeit wird die Verwendung von alkalischen Lösungen, gegebenenfalls mit zusätzlichem Netzmittel, empfohlen. Diese Vorgehensweisen sind wesentlich, um eine Schädigung der Oberfläche und die Gefahr durch Spaltkorrosion zu verhindern. 

Vorteile des Beizens von Edelstahl

Mit dem Beizen wird das Ziel verfolgt, die uneingeschränkte Funktionalität von Bauteilen aus Edelstahl während der gesamten Produktlebensdauer sicherzustellen. Dies bezieht sich insbesondere auf deren Korrosionseigenschaften im Nachgang erforderlicher Bearbeitungsschritte.
Zusammengefasst ergeben sich folgende Vorteile bei der Anwendung dieses Verfahrens:

• Wiederherstellen der schützenden Chromoxidschicht (Passivschicht) und Sicherstellen der Korrosionsresistenz des Bauteils
• Entfernen von Oberflächenverunreinigungen, Zunder und Anlauffarben, die zu einer Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit führen können
• Optimieren der ästhetischen Anmutung von Edelstahlbauteilen durch Ausbildung einer visuell homogenen Oberfläche

Herausforderungen und Risiken

Neben einer Vielzahl entscheidender Verfahrensvorteile birgt das Beizen jedoch auch einige Herausforderungen.

Einsatz gesundheitsschädlicher Chemikalien

Bei den üblicherweise für das Beizen genutzten Säuren, beispielsweise der Flusssäure oder der Salpetersäure, handelt es sich um Gefahrstoffe. Unsachgemäßer Gebrauch kann zu ernsten Verletzungen führen. Der Umgang mit diesen Chemikalien erfordert geschultes Personal und besondere Vorsichtsmaßnahmen.

Belastungen für die Umwelt

Unternehmen, die das Beizen von Edelstahl anwenden, müssen strengen Vorschriften zum Schutz der Umwelt entsprechen. Dies betrifft insbesondere die fachgerechte Entsorgung der beim Beizen entstehenden Abfälle.

Wirtschaftlicher Aufwand

Das Beizen von Edelstahl erfordert eine spezifische industrielle Ausrüstung. Zudem kann der Prozess, abhängig von der Bauteilgeometrie sowie dem Verschmutzungsgrad der Oberfläche, zeitintensiv sein. Darüber hinaus sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um die Unversehrtheit der Arbeitskräfte und der Arbeitsumgebung zu gewährleisten.

Prozessüberwachung

Eine ungenügende Überwachung des Beizprozesses kann zur Schädigung des Bauteils oder zu unzureichenden Prozessergebnissen führen. Das Überschreiten der Einwirkzeit oder der Verbleib chemischer Rückstände auf der Bauteiloberfläche können einen übermäßigen Materialabtrag hervorrufen. Eine strukturelle Schwächung des Bauteils kann die Folge sein.

Sicherheit beim Beizen

Um die Sicherheit für Arbeitskräfte und Anlagen beim Beizen von Edelstahl zu gewährleisten, ist es geboten, geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Beispielhaft betrifft dies die folgenden Aspekte:

Schutzausrüstung

Mit dem Prozess des Beizens geht wie bereits erwähnt eine spezifische Gefährdung für die Gesundheit der Arbeitskräfte einher. Eine persönliche Schutzausrüstung, wie Atemschutzmaske, Handschuhe und Schutzbrille und ggf. Schutzanzug sind notwendige Voraussetzungen, um körperliche Schäden abzuwenden.

Belüftung der Arbeitsbereiche

Beim Beizen von Edelstahl wird mit aggressiven chemischen Substanzen gearbeitet. Während des Prozesses kann es zur Entstehung gesundheitsgefährdender Dämpfe kommen. Vor diesem Hintergrund ist die gute Belüftung des Arbeitsbereiches sowie der Einsatz von Abzugshauben erforderlich.

Fachgerechte Entsorgung

Im Ergebnis des Beizens entstehen chemische Abfälle. Die fachgerechte Entsorgung vermeidet eine unnötige Belastung der Umwelt.

Ausführlich sind die Sicherheitsbestimmungen in der VERORDNUNG (EG) Nr. 1907/2006 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 18. Dezember 2006 dokumentiert.

Beizen von Edelstahl bei der Firma ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH

Die ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH hat sich in ihrer nun beinahe einhundertjährigen Geschichte auf die Fertigung von Komponenten aus Blech, insbesondere auch aus Edelstahl, spezialisiert. Neben Trenn- und Umformverfahren kommt das Fügen von Baugruppen zum Einsatz. Mittels Schweißen gefügte Bauteile unterziehen wir standardmäßig der Oberflächenreinigung durch Beizen. Überzeugen Sie sich von unserer Flexibilität und der professionellen Qualität unserer Leistung. Nehmen Sie noch heute den Kontakt zu uns auf. Wir stehen Ihnen sehr gern zur Verfügung.