Das 3D-Druck-Unternehmen Materialise unterstützte den italienischen Radhersteller Pinarello bei seinem Vorhaben das Gewicht seiner Sattelklemme für das neue Rennrad „Dogma F“ deutlich zu reduzieren. Heraus kam ist eine mit Titan-3D-Druck hergestellte Sattelklemme, die 42,5% leichter ist als herkömmlich hergestellte Sattelklemmen. Wie das gelang, fassen wir in unserem Artikel zusammen.

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Begeisterte Rennradfahrer wissen, dass das Gewicht eines Rennrads viel ausmacht. Das ist auch dem Hersteller von Fahrrädern Pinarello bewusst, der mit dem Dogma F ein äußerst leichtes Rennrad-Modell auf den Markt bringen will. Zusammen mit dem 3D-Druck-Unternehmen Materialise kombinieren sie daher Metall-3D-Druck-Dienste und maßgeschneiderte Workflows, wie Materialise in einer Fallstudie erklärt. Das Gewicht der Sattelklemme, einer entscheidenden Sitzkomponente, wurde so fast halbiert.

Auch der Fahrradkomponenten-Hersteller SRAM erkannte den Vorteil von 3D-gedruckten Bauteilen und stellte 20% leichtere und doppelt so starke, neuartige Kurbeln mit Titan-3D-Druck her. Viele weitere Beispiele befinden sich auf der Themenseite „Fahrräder aus dem 3D-Drucker„.

Entstehung der 3D-gedruckten Sattelklemme

3D-gedruckte Sattelklemme
Die 3D-gedruckte Sattelklemme (im Bild) entstand mit selektivem Laserschmelzen (im Bild) (Bild © Materialise).

Bevor sich Pinarello für den 3D-Druck und Materialise entschied, wandte sich das Unternehmen an verschiedene Lieferanten, die Erfahrung mit unterschiedlichen Technologien haben, aber das angestrebte Gewichtsergebnis nicht erreichen konnten. Materialise sollte die Teile in wenigen Wochen maßstabsgetreu herzustellen.

Tim Hermanski, Design Engineer bei Materialise, sagt:

„Design und Engineering wurden in enger Zusammenarbeit mit Pinarello durchgeführt. Bei jeder Design-Iteration haben wir zunächst virtuelle Simulationstests durchgeführt. Die Sattelklemme musste leicht sein, aber ihr Zweck erfordert genug Kraft, um das Gewicht des Radfahrers zu halten. Diese internen Tests haben viel Zeit gespart, um die Druckbarkeit und Zuverlässigkeit des endgültigen Teils sicherzustellen.“

Die fertigen 3D-gedruckten Designs übergab Materialise für verschiedene physikalische Tests an Pinarello.

2.000 3D-gedruckten Sattelklemmen in einem Monat

Nun sollten so viele Teile wie möglich in kürzester Zeit entstehen. Materialise schuf dazu einen maßgeschneiderten Full-Service-Produktionsworkflow, inklusive der Etikettierung und Qualitätsprüfung, und konnte in einem Monat 2.000 Teile herstellen.

Philip Buchholz, Technischer Projektleiter bei Materialise, sagte:

„Wir mussten die Industrialisierung innerhalb unserer Produktionskette einführen. Wir haben dazu ein Teil und einen Prozess entworfen, der keine Stützstrukturen oder manuellen Nachbearbeitungsschritte benötigt. Das hat uns viel Zeit erspart. Mit dem Materialise Process Tuner gelang es uns, einen benutzerdefinierten Druckparametersatz zu erstellen, der die Druckzeit beschleunigt, die erforderlichen Materialeigenschaften erfüllt und das Projekt durch Kostenoptimierung realisierbar macht. Diese Software beschleunigt nicht nur das Einrichten von Parametern, sondern reduziert dank Automatisierung auch Fehler und bietet Einblicke und clevere Statistiken, die alle in einer zentralen Datenbank für zukünftige Operationen gespeichert sind. Wir haben in wenigen Wochen statt in Monaten optimierte Druckparameter entwickelt.“

Die Sattelklemme wurde mit selektivem Laserschmelzen in Titan in 3D-gedruckt und war so um 42,5% leichter als die ursprüngliche Aluminiumkonstruktion. Von der Bestellung bis zur Auslieferung von 2.000 Teilen vergingen dank Designoptimierung und Produktionsprozessstraffung drei Wochen. Mit traditionellen Methoden hätte das zwischen sechs und zwölf Monate gedauert. Täglich neue Beispiele und Entwicklungen zum 3D-Druck bietet das 3D-grenzenlos Magazin mit seinem kostenlosen Newsletter (hier abonnieren).

Video zum Rennrad „Pinarello Dogma F“

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