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Maßgefertigte Titanbauteile für ein Bahnrad

One of a kind Fertigung 4.0

Für seine Diplomarbeit hat sich der oberfränkische Designstudent Ralf Holleis etwas ganz Besonderes ausgedacht: Der Radsportfan und Hobbyschweißer wollte ein modernes und anspruchsvolles Bahnrad entwickeln. Dabei hatte Holleis zwei Zielsetzungen: Zum einen sollte möglichst wenig Material verbraucht werden, um nicht nur die Kosten sondern auch das Gewicht niedrig zu halten. Zum anderen sollte ein Konzept entwickelt werden, durch das in kurzer Zeit auf individuelle Kunden zugeschnittene Rahmen gefertigt werden könnten.

Holleis entschied sich, verschiedene Verbindungselemente (Steuermuffe, Bremsstreben, Sattelmuffe, Tretlagermuffe, Ausfallenden, Gabelkrone und Vorbau) im Laserschmelzverfahren erstellen zu lassen.

Die Sattelmuffe mit integrierter Sattelstützenklemmung.

Das Laser Add Center entwickelte in intensiver Zusammenarbeit mit Holleis Bauteile aus Titan, deren auffällige Gitterstruktur nicht nur ein echter Hingucker ist, sondern auch Gewichtsreduzierung bedeutet. Das Laserschmelzen lieferte zudem hohe mechanische Belastbarkeit der Bauteile bei geringem Materialverbrauch.

Die Geometrien der Muffen, die auf einer Vielzahl von Daten, Berechnungen und Belastungstests basieren, sind variabel. So können z.B. je nach Körpergröße oder Armlänge individuell angepasste Rahmen konstruiert werden. Aus 3D Daten im STL-Format entstanden schließlich beim LAC die Bauteile. Die fertigen Teile wurden im Anschluss getempert, verschliffen und mit Titannitrid beschichtet, um eine kratzfeste und korrosionsbeständige Oberfläche zu schaffen. Zum Abschluss wurden die Rahmenteile und Muffen mit 2K Epoxy Kleber verklebt, in eine Rahmenlehre gespannt und im Ofen bei 80 Grad für 50 Minuten getempert.

Das Gesamtergebnis – das Bahnrad mit Teilen made by LAC

Die niedrigen Produktionskosten, die Stabilität der Teile sowie die Möglichkeit, in kürzester Zeit individuelle Geometrien herzustellen, machen das Laserschmelzen zu einer zukunftsweisenden Technologie, die ganz neue Möglichkeiten im Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing eröffnet.