Trumpf: Generativ fertigen Mit 3D-Druck zum Fahrrad der Zukunft

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Gustav Gullholm, weltweit bekannt als Extrem-Bike-Tuner Dangerholm, verwirklicht gemeinsam mit Experten von Trumpf und mit dem Fertigungsverfahren Metall-3D-Druck seine Konzepte für ein zukunftsweisendes Fahrrad.

Denim-Weste, Shorts und ein Bike, um das ihn die Fahrradwelt beneidet. So kennt man den Extrem-Bike-Tuner Dangerholm alias Gustav Gullholm von zahllosen Fotos. Sein Konzept ist, Bikes aus purer Leidenschaft an der Ästhetik und am Fahren zu bauen. Mit Ideen­reichtum und Perfektionismus hat der Tuner Bikes hervorgebracht, die ihn zu einem der Stars in der Fahrradbranche gemacht haben.

Leitungen und Bremszüge integrieren

Eine seiner Ideen war ein völlig neuer Lenker. Den hat der in Norwegen geborene und in Schweden lebende Mechaniker zuerst mit Holz gebaut und meint dazu: «Im Vergleich dazu, was die Ingenieure bei Trumpf geleistet haben, war mein Entwurf eher höhlenmenschenhaft.» Neben futuristischem Design basiert der Lenker im Wesentlichen auf einer Einheit mit halbinternen Kanälen für die Bremskabel. Montage und Wartung sollten zudem ohne aufwändiges Demontieren und Entlüften der Bremsen funktionieren. Eine sogenannte Snap-Push-Verbindung machte das möglich. Die Kabel laufen in Kanälen und werden von Clips gehalten. Diese Clips haben Hinterschneidungen, was eine sehr komplizierte Form erfordern würde, um den Lenker mit Carbon zu fertigen. 3D-Druck ist verfahrenstechnisch besser und ermöglicht ein eleganteres Design.

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Prototypen mit 3D-Druck entwickelt

Maxime Lallemand, Syncros Components Engineer bei Scott Sports, einem der grossen Markenhersteller in der Fahrradbranche, berichtet: «Wir arbeiten mit Dangerholm schon viele Jahre zusammen. Dieses Mal wollte er mit uns zur Eurobike 2024 den Prototypen seiner Idee vom Bike der Zukunft produzieren – keine Designstudie, sondern ein voll einsatzbereites Mountainbike. Eine besondere Herausforderungen war für uns auch das neue Lenkerkonzept.»

Es blieben nur fünf Monate bis zur Messe Eurobike. Für Entwicklung und Produktion auf der 3D-Druckanlage Truprint 3000 und für die Zertifizierung des Lenkers nach ISO eine kurze Zeitspanne. Entwickler Maxime Lallemand und Quentin Beauregard, Lead Designer für Mountainbikes (MTB) bei Scott, aktivierten deshalb ihre Kontakte zu den Spezialisten für 3D-Drucker bei Trumpf. Sie erläutern dazu: «Für die Prototypenentwicklung ist Aluminium-3D-Druck gegenüber dem klassischen Formenbau und Laminierverfahren mit Carbon­fasern in Sachen Kosten und Geschwindigkeit unschlagbar. Technisch betrachtet, sprengt 3D-Druck die Grenzen, was Form und Funktion betrifft. Das ermöglicht uns, für Gustav einen technisch perfekten Lenker zu bauen, an dem alles visuell Störende beseitigt ist.»

Partnersuche

Maxime Lallemand und Quentin Beauregard lernten Chris Lengwenat, Applikationsentwickler, und seinen Kollegen Nicolas Haydt, Technologieexperte Additive Manufacturing bei Trumpf, auf der Messe Eurobike im Jahr 2022 kennen. Die beiden zeigten dort einen Bremshebel, einen Bremssattel und ein Pedal als Prototypen, die sie selbst entwickelt und auf einer 3D-Druckanlage Truprint aus Aluminium und Titan gedruckt hatten. «Wir gingen mit unserem Köfferchen von Stand zu Stand», erinnert sich Chris Lengwenat – und Nicolas Haydt ergänzt: «Am Ende des Tages hatten wir viele neue Kontakte in die Entwicklungsabteilungen grosser Hersteller, darunter auch zu Maxime Lallemand. Und er stellte uns dann auch Bike-Tuner Dangerholm vor.»

3D-Druck mit hochfestem Aluminium

Ein Kennenlernen, das Eindruck machte: Im Vorfeld der Messe Eurobike 2024 liefen die Fäden zwischen dem Maschinenhersteller Trumpf, dem Bikehersteller Scott und dem Designer Dangerholm wieder zusammen: «Dass der 3D-Druck mit Aluminium überhaupt für Komponenten wie den Lenker in Frage kommt, liegt an einer neuen hochfesten Legierung», erklärt Christian Lengwenat und ergänzt: «Aluminium 6061 hat im Fahrradbereich schon grossen Anklang gefunden. Und wir sind derzeit die einzigen in Europa, die Erfahrungen im Druck mit diesem Material haben.» Für die Fachleute bei Trumpf war das Projekt eine besondere Gelegenheit, sich mit den Carbon-Experten von Scott Sports auszutauschen. Diese verfügen über jahrzehntelange Erfahrung in der Produktion hochwertiger Fahrräder und Komponenten aus Carbon-Harz-Verbundwerkstoff. Für Maxime Lallemand lag auf der Hand, bei dem aktuellen Lenkerprojekt die jeweiligen Expertisen optimal miteinander zu verbinden.

Umfassend frei beim Design

Wie 3D-Druck-Spezialist Chris Lengwenat erklärt, gibt es bei der additiven Fertigung keine Einschränkungen im Design: «Anders als bei konventionellen Methoden, wie etwa dem Fräsen, punktet der Metall-3D-Druck mit Formfreiheit. Werkzeuge stossen an physikalische Grenzen, Pulver lässt sich dagegen in jeder beliebigen Form aufbauen.» Nicolas Haydt ergänzt: «Die innenliegenden Kabelkanäle des von Dangerholm gezeichneten Lenkers sind nur mit 3D-Druck realisierbar. Zudem erreichen wir mit 3D-Druck hohe Stabilität bei niedrigem Gewicht – das macht den Alu-Druck vor allem für die Fahrrad­industrie so interessant.» Pünktlich zur Messe Euro­bike 24 haben Dangerholm, Scott und Trumpf die anspruchsvolle Lenkerkonstruktion fertig­gestellt. Wieder zurück in Schweden freut sich Danger­holm: «3D-Druck ist wie Science-Fiction. Man hält im wahrsten Sinne des Wortes ein kleines Stückchen Zukunft in den Händen.»

Aus Titan additiv gefertigt

Gleiches Fahrrad, anderer Zulieferer – für die Schaltwerkkomponenten arbeitet Dangerholm mit dem Fahrradhersteller Faction Bike Studio aus Kanada zusammen. Die Spezialisten Chris Lengwenat und Nicolas Haydt haben das Fahrrad im Auftrag des Herstellers Faction Bike Studio mit Komponenten aus Titan ausgestattet. Es handelt sich um exponierte und fehleranfällige Schaltwerkskomponenten, unter andrem ein Parallelogramm und einen Käfig. Die Bauteile wurden auf einer Anlage Truprint 1000 aus Ti64 Gd.23 gedruckt, einer speziellen Titanlegierung mit einem besonders kleinen Anteil an Sauerstoff. Damit wurden Stabilität und Design auf ein neues Level gehoben.

(kmu)

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