ThinKing Juli - 3D-gedruckte Bahnrad-Vorbauten sparen Gewicht bei Medaillienjagd in Rio

20.07.2016

 

Beim anstrengenden Weg aufs Siegerpodest bei den Olympischen Spielen zählt bei den Radsportlern jedes Gramm. Denn je weniger Masse bewegt werden muss, desto höher die Beschleunigung. Eine wichtige Gewichtseinsparung an den Hightech-Rädern für die diesjährigen Wettkämpfe in Rio de Janeiro kommt aus den Druckern des Reutlinger Unternehmens 3D-Laserdruck.

Wabenkonstruktion aus Aluminium spart 160 Gramm

Die Ingenieure drucken die sogenannten Vorbauten der Rennmaschinen, also die Verbindung zwischen Lenker und Rahmen. Diese sind besonders leicht und maßgerecht auf die Bedürfnisse jedes einzelnen der deutschen Bahnrennfahrer angepasst. Möglich machen dies die neuen Designmöglichkeiten durch 3D-Druck. Die Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg präsentiert diese Innovation mit ihrem ThinKing im Juli.

Das im 3D-Druck konstruktiv optimierte Bauteil hat nur noch gut die Hälfte des ursprünglichen Gewichts. Absolut gesehen sind es etwa 160 Gramm, die eingespart wurden. Auf den ersten Blick erscheint das nicht viel - tatsächlich geht es im Leistungssport am Ende aber um jede Hundertstelsekunde und damit auch um jedes Gramm.

Bauteile werden nach den Bedürfnissen der Athleten 3D-gedruckt

Die hohe Gewichtreduzierung bei unverändert voller Belastbarkeit des Bauteils, z.B. durch geringe Wandstärke und intelligenter Geometrien im Innern, ist nur durch das 3D-Druck-Verfahren realisierbar. Die Gewichtseinsparung wurde durch die Umsetzung einer wabenförmigen Struktur im Innern des Vorbaus erreicht. Die Vorbauten werden im 3D-Drucker aus einer Aluminium-Legierung gefertigt, sie verbinden Lenker und Gabel verwindungssteif mit dem leichten Carbon-Rahmen.

Durch den 3D-Druck ist es auch möglich, die Vorbauten individuell auf die körperlichen (z.B. Körpergröße, Sitzposition, allgemeine Ergonomie) und technischen (z.B. Radgeometrie, Rahmenhöhe) Bedingungen aller achtzehn deutschen Rad-Athleten anzupassen. Das bringt deutliche Vorteile bei der Übertragung von Muskelkraft in Geschwindigkeit.

Entwicklung in Zusammenarbeit mit Berliner FES-Institut

Entwickelt wurde die gewichtsreduzierten Vorbauten am Institut für Forschung und Entwicklung von Sportgeräten (FES) in Berlin gemeinsam mit den Spezialisten von 3D-Laserdruck. Die Kraftwirkung auf Bauteil und Rad im Bahnoval wurde durch die Methode der finiten Elemente (FEM) in mehreren Etappen simuliert und das Bauteil konstruktiv entsprechend optimiert. In ausgiebigen Tests auf den Prüfständen des FES haben die Bauteile ihre Bruch- und Dauerfestigkeit unter Beweis gestellt, ebenso in intensiven Tests durch die Sportler.