Der Fahrradhersteller hat die Produktion seiner Titan-Fahrradteile auf die Cold Metal Fusion (CMF)-Technologie des deutschen 3D-Druckbüros Materials umgestellt.
Die beiden Unternehmen werden zusammenarbeiten, um mit CMF Titan-Komponenten wie Kurbelarme, Rahmenverbinder und Kettenstrebenkomponenten für Titan-Rennräder im 3D-Druckverfahren herzustellen, während der Inhaber und Rahmenbauer mehr als nur eine Technologie besitzt.
„Da es so eng mit der Teileentwicklung zusammenhängt, hat er während des Gesprächs die Vorteile unserer Technologie für uns hervorgehoben“, sagte , Anwendungsingenieur bei .
Das Unternehmen wurde 2019 vom Polymerforschungsinstitut in Deutschland ausgegliedert. Die Gründer des Unternehmens hatten sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren zu entwickeln, das den seriellen 3D-Druck günstiger und zugänglicher machen und damit die Entwicklung von CMF vorantreiben sollte.
CMF kombiniert Metallsintern und SLS in einem neuartigen Fertigungsverfahren, das sich von herkömmlichen SLS-Prozessen durch firmeneigene 3D-Druckmaterialien unterscheidet. Das Metallpulver des Unternehmens wird mit einer Kunststoffbindemittelmatrix kombiniert, um einen besseren Fließprozess und eine höhere Kompatibilität mit verschiedenen Maschinen zu gewährleisten.
Beim vierstufigen CMF-Verfahren wird zunächst die CAD-Datei des Zielobjekts aktualisiert, die dann Schicht für Schicht ähnlich wie beim SLS-3D-Druck erzeugt wird, jedoch bei Temperaturen unter 80 °C. Der Betrieb bei niedrigeren Temperaturen reduziert die Aufheiz- und Abkühlzeiten erheblich, wodurch die Notwendigkeit externer Kühlgeräte entfällt und gleichzeitig Energie und Zeit gespart werden.
Nach dem Druckvorgang werden die Teile entblockt, nachbearbeitet, entfettet und gesintert. Während des Druckprozesses wird das im firmeneigenen Pulverharz von Headmade enthaltene Kunststoffbindemittel weggeschmolzen und dient lediglich als Stützstruktur. Dadurch entstehen Teile, die laut Herstellerangaben mit spritzgegossenen Teilen vergleichbar sind.
Die Partnerschaft ist nicht das erste Mal, dass das Unternehmen die CMF-Technologie für die Herstellung von Fahrradteilen einsetzt. Letztes Jahr kooperierte das Unternehmen mit einem 3D-Druckdienstleister, um ein neues 3D-gedrucktes Fahrradpedal zu entwickeln. Die ursprünglich über Kickstarter finanzierten Klickpedale aus Titan wurden später im selben Jahr unter der gemeinsamen Marke auf den Markt gebracht.
Für sein neuestes Fahrradprojekt hat Headmade erneut mit Element22 zusammengearbeitet, um Titankomponenten für ein Titan-Rennrad im 3D-Druckverfahren herzustellen. Das Rad wurde als sportliches Rennrad konzipiert und benötigte daher langlebige und gewichtsoptimierte Komponenten.
Der Rahmenhersteller Sturdy ist mit dem 3D-Druck bestens vertraut, da er bereits zuvor mit dem Metall-3D-Druckdienstleister 3D zusammengearbeitet hat, um Titanteile für seine anderen Rennradmodelle herzustellen. Sturdy entschied sich für den 3D-Druck als integralen Bestandteil seines Geschäfts mit maßgefertigten Fahrradrahmen, da er die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien ermöglicht, die mit traditionellen Fertigungsmethoden nicht realisierbar sind.
Sturdy erkannte die zusätzlichen Vorteile der CMF-Technologie und hat daher die Produktion mehrerer Titan-Fahrradteile auf diese Technologie umgestellt. Mithilfe dieser Technologie werden 3D-gedruckte Verbinder hergestellt, die an polierte Rohre des Rahmensets geschweißt werden und wichtige Fahrradkomponenten wie Lenker, Sättel und Tretlager aufnehmen können.
Die Kettenstreben des Fahrrads bestehen ebenfalls vollständig aus im 3D-Druckverfahren mit CMF hergestellten Komponenten, ebenso wie die Kurbelarme des Modells, die Sturdy nun als Teil eines eigenständigen Kurbelsatzes vertreibt.
Aufgrund der individuellen Fertigung ist zwar jedes Teil jedes Fahrrads vom Aufbau her ähnlich, aber kein Fahrrad gleicht dem anderen. Da die Teile auf jeden Fahrer zugeschnitten sind, haben alle Komponenten unterschiedliche Größen, und dank der CMF-Technologie ist eine Massenproduktion nun wirtschaftlich möglich. Tatsächlich strebt Sturdy jetzt eine dreistellige Jahresproduktion an.
Laut seinen Angaben liegt dies an der hervorragenden Prozessstabilität von CMF und der daraus resultierenden Wiederholgenauigkeit der Bauteile, was die Rahmen- und Teilefertigung einfacher und effizienter gestaltet. Die Technologie reduziert zudem die Belastung der Metallteile im Vergleich zu Produkten, die mit anderen Verfahren hergestellt werden, und die durch die Technologie erzielte verbesserte Teileoberfläche vereinfacht die Oberflächenbearbeitung der Bauteile.
Sturdy führt die gesteigerte Effizienz auch auf den geringeren Vorbereitungsaufwand zurück, der für die Integration von CMF-gedruckten Komponenten in den Fahrradherstellungsprozess im Vergleich zu anderen Teilen erforderlich ist. Die höhere Teilequalität, die CMF bietet, bedeutet zudem, dass ein Großteil der Arbeiten direkt vor Ort in der Produktionsstätte durchgeführt werden kann, was wiederum Kosten und die Koordination mit verschiedenen Dienstleistern reduziert.
„Die Produktion dieser Teile wurde nun vollständig von Titanspezialisten übernommen, und wir freuen uns, mit unserer Technologie dazu beitragen zu können, dass diese fantastischen Rennräder viele zufriedene Kunden finden.“
Laut mehr als 40 CEOs, Führungskräften und Experten, die uns ihre Prognosen zu den 3D-Drucktrends 2022 mitgeteilt haben, deuten Fortschritte bei der Materialzertifizierung und die steigende Nachfrage nach Hochleistungsmaterialien darauf hin, dass die Hersteller Vertrauen in die additive Fertigungstechnologie haben. Die Fähigkeit der Technologie, Massenindividualisierung zu ermöglichen, dürfte zahlreichen Anwendungen einen „enormen Mehrwert“ bringen und somit Industrie und Bevölkerung zugutekommen.
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ist technische Redakteurin für 3D mit Erfahrung in B2B-Publikationen in den Bereichen Fertigung, Werkzeuge und Fahrräder. Sie schreibt Nachrichten und Reportagen und interessiert sich besonders für neue Technologien, die unsere Welt beeinflussen.