Fahrräder in Losgröße

Moderne Carbonfaser Fahrräder werden leider nur in wenigen Größen verkauft, weil die Werkzeuge, welche für die Herstellung benötigt werden, sehr teuer sind. Trotz allem ist jede Person unterschiedlich gebaut und fährt in seiner eigenen Art und Weise Fahrrad.

Um den optimalen Fahrspaß und Leistung zu garantieren sind maßgeschneiderte Fahrräder sehr wichtig. Eigens angefertigte Fahrräder können aufgrund von aufwändiger Handarbeit und Spezialwerkzeugen sehr teuer sein. Um diese enormen kosten zu umgehen, hat ideas2cycles einen Prozess entwickelt, welcher ermöglicht moderne Materialien von Fahrrädern miteinander zu verbinden, ohne irgendwelche teuren Werkzeuge oder aufwändige Handarbeit. Die Lösung ist der Guss von Metal-Knoten (oder auch Fahrrad muffen) um Carbonfaser Rohre miteinander zu verbinden. Die dafür benötigten Gussformen werden lediglich auf dem industriellen universal 3D-Drucker VX1000 gedruckt.

Dass sich das Vorhaben realisieren lässt, hat im wesentlichen zwei Gründe: Zum einen verfügt Antin als diplomierter Ingenieur über das nötige Know-how, zum anderen erlauben digitale Produktionsmethoden die kostengünstige Umsetzung kreativer Ideen in die Praxis. So setzt Antin bei der Konzeption seines Fahrradrahmens auf eine einfache, aber geniale Konstruktion und verbindet die einzelnen Rahmenrohre über exakt berechnete Muffen. Um Gewicht zu sparen, kommt für die Feingussteile eine Magnesium-Legierung zum Einsatz.

Der Prozess startet mit einem Simulations basierten design. In einer Software werden die Belastungszustände und die Randbedingungen eines Models getestet definiert. Anschließend wird eine Topologie Optimierung für das Bauteil durchgeführt. Die neue Form des Bauteils wird in eine CAD-Datei umgewandelt, welche die spezifischen Abmessungen für das Bauteil des jeweiligen Kunden beinhaltet. Vor dem eigentlichen Gussprozess wird das Formdesign in einer Gusssimulation getestet, um Gussfehler vorzubeugen. Wenn das Formdesign die Simulation bestanden, wird die Form in einer STL Datei an Hetitec Oy gesendet. Dort wird die Gussform auf eine VX1000 gedruckt. Innerhalb einer Woche wurden die Gussformen gedruckt und an die Gießerei versendet. Nach dem Guss wurden die Formen mechanisch bearbeitet und mit den Carbonfaser Rohren verbunden. Nun ist das Fahrrad breit für eine Testfahrt.

Wir haben unterschiedliche Methoden ausprobiert, Fahrradrahmen nach Kundenspezifikation in Losgröße eins herzustellen. Dabei hat sich die 3D-Drucktechnologie als die einfachste und kosteneffiziente Methode erwiesen. Der Kunde wird aus bestimmten Grundtypen seinen favorisierten Rahmen auswählen, dieser wird dann im CAD genau auf seine Wünsche hin individualisiert und anschließend im 3D-Verfahren ausgedruckt – fertig.

Kim-Niklas Antin

Die CAD-Daten der Muffen schickt der findige Finne per Mail an das voxeljet 3D-Druckdienstleistungszentrum. Hier generiert ein 3D-Drucker vollautomatisch, schnell und werkzeuglos die Kunststoffmodelle für den anschließenden Feinguss. Präzision und Detailgenauigkeit der Kunststoffformen lassen dabei keine Wünsche offen.