Die Bike-Studie zeigt auf, dass das neue Nylon 12CF Material – gefertigt auf der Stratasys F900 – enorme Möglichkeiten bietet einen Fahrradrahmen aus einem Stück zu drucken.

Für Ingenieure und Industrie Designer rückt der 3D Print immer stärker in den Focus hinsichtlich serientauglicher Bauteile und reduzierter Produktionsabläufe. Auch im Zusammenhang mit dem Themenkomplex Industrie 4.0. und der Individualisierung von Produkten ab Stückzahl 1 gewinnt der 3D Druck an Bedeutung. Hierzu haben sich Alphacam und SLOGDESIGN für ein Bike- Projekt zusammen geschlossen um aufzuzeigen wie weit der 3D Druck und das neue Carbonfaser verstärkte 12CF Material schon in diese nahe Zukunft reicht.

 

Die zur formnext Messe in Frankfurt am 13. bis 16. November 2018 vorgestellte 12CF Hardtail Mountainbike Studie ist das Ergebnis folgender Prozesskette: Zuerst wird ein 3D Scan der Körpermaße erstellt. Die Fahreigenschaften werden im Konfigurations- Programm definiert. Auf Basis dieser Informationen generiert eine App die individuelle Bike-Geometrie. Eine Auswahl an Bike Designs, die Ausstattung und die Antriebsvariante kann frei gewählt werden. In unserer präsentierten Studie wird das Pinion Bike- Getriebe perfekt integriert. Im angedachten Konfigurator kann man jedoch auch einen Bosch, Brose oder Shimano E-Antrieb auswählen. Der Rahmen wird dann im Tretlagerbereich entsprechend der Befestigungspunkte angepasst und der Konfigurator visualisiert danach das perfekte Customized- Bike. Der weitere Produktionsablauf ist dann der 3D Druck und die Montage des Bikes mit den Komponenten und schon gehts auf die Piste.

 

Generell bietet der 3D Druck enorme Vorteile in der Individualisierung von Produkten wie Rahmen, Sattel, Lenkereinheit und die daraufhin perfekt abgestimmte Ergonomie. Der 3D Druck ermöglicht Freiheit im Design und in der Geometrie-Auslegung. Ein weiterer Vorteil ist die Integration von Funktionen in die Bauteile. In den Rahmen geclipste Brems- und Schaltzüge sowie die integrierte Sattelklemme der Gasdruckfeder- Sattelstütze sind im 3D Print einfach zu realisieren und wie hier im 12CF Bike bereits realisiert. Die Querschnitte des Hauptrahmens sind in Leichtbau konzipiert, mit einer geschlossenen Aussenfläche und einer luftigen wabenartigen Struktur im innern. Die reliefartige Print- Oberfläche hat eine perfekte technische Optik und wird bewußt gezeigt ohne Oberflächenfinish. Nicht zu vergessen sind kurze Logistik Wege und die Wertschöpfung in Deutschland.

 




Vorgaben beim Design und in der Anpassung.

Der Rahmen sollte maximale Variabilität in der Geometrie-Auslegung und Anpassung an die jeweilige Person bieten. Der Rahmen kann in der Ergonomie perfekt abgestimmt werden durch gezielt eingebrachte variable Parameter im 3D CAD Datenmodell.

 

Besonderheiten der Rahmengeometrie.

Das Ober- und Unterrohr verläuft vom Steuerrohr weg nahezu parallel um eine Klebe-Steckverbindung bei größeren Rahmen erzeugen zu können. Der Rahmen wird dann zweiteilig gedruckt und mit hochfestem Zwei-Komponenten Klebstoff verbunden. Die mit einer Gasdruckfeder unterstützten, vom Lenker aus

höhenverstellbare Sattelstütze ist mit einer im Rahmen integrierten Sattelklemme fixiert. Die Schalt- und Bremszüge werden am Unterrohr in den Rahmen geclipst und gehalten. In der Gestaltung homogene Integration des Pinion Getriebeblocks in den Rahmen. Das 3D CAD Datenmodell ist so aufgebaut, dass baukastenartig auch ein Bosch, Brose oder Shimano E-Antrieb eingebaut werden kann. Der Rahmen wird dann im Tretlagerbereich entsprechend der Befestigungspunkte angepasst.