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URBAN-BIKES AUS DEM 3D-DRUCKER
:
VOM 3D-DRUCKER AUF DIE STRASSE

Inhalt von

Technik, die begeistert. Technik, die fasziniert: 3D-Druck. Jetzt könen mit
dieser Verfahrensweise sogar schon Fahrräder entstehen. Und fahren. Glaubst du
nicht? Dann solltest du dieses Interview mit Ramon Thomas von Urwahn Bikes
lesen.

Werner Müller-Schell
23.02.2022
Foto: Urwahn Bikes


Ein Fahrrad aus dem 3D-Drucker – was sich im ersten Moment nach einer
Science-Fiction-gleichen Vision aus der Zukunft anhört, ist heutzutage längst
möglich. Ein Beispiel für ein Unternehmen, das die 3D-Druck-Technologie für die
Fahrradproduktion nutzt, ist die deutsche Marke Urwahn Bikes.

Seit 2013 stellt die in Magdeburg ansässige Firma Fahrräder her. In dieser Zeit
hat man zahlreiche Meilensteine im Bereich des 3D-Drucks bei der
Fahrradherstellung gemeistert – und mehrere Preise wie beispielsweise den Red
Dot Award oder den European Product Design Award gewonnen. Inzwischen ist man
fest auf dem Markt etabliert und führt unter anderem Rennräder, Gravel-Bikes und
auch Urban-Bikes im Sortiment. Im Interview unterhielten wir uns mit
Mitbegründer Ramon Thomas darüber, was es mit Urban-Bikes aus dem 3D-Drucker auf
sich hat, wie die Technologie funktioniert und welche Vorteile sie bietet.





WIE ENTSTAND DIE IDEE, FAHRRÄDER MITHILFE VON 3D-DRUCKVERFAHREN ZU KONSTRUIEREN?

Ramon Thomas: Als leidenschaftlicher Produktentwickler und Ingenieur für
Sportgeräte entwickelte mein Mitgründer Sebastian Meinecke mit wachsendem
Umweltbewusstsein bereits 2011 ein besonderes Interesse für puristische
Fahrräder. Unter dem Namen "Sme Bicycles" fertigte er unzählige, höchst
individuelle Auftragsfahrräder an. Mit zunehmender Erfahrung und der
Spezialisierung auf die Produktentwicklung stellte sich Sebastian fortan der
Aufgabe, ein neuartiges Bike für den Einsatz im urbanen Bereich zu entwickeln,
das zahlreiche Problemstellungen durch das Zusammenspiel von Form, Funktion,
Komfort und Nachhaltigkeit ganzheitlich in einer bis nie dagewesenen Komplexität
lösen sollte.

Mit dieser Vision stieß Sebastian schnell an die Grenzen des Machbaren, weshalb
konventionelle Strukturen gebrochen werden mussten. Als einer der ersten Nutzer
des damals neu entstandenen FabLabs (Fabrication Laboratoy) im Bereich des
kunststoffbasierten 3D-Drucks wurde die anfängliche Vision nun greifbarer.
Fragen wie, "Welche Freiheiten und Innovations-Potenziale bringt ein
ganzheitlich oder teilweise im 3D-Druck gefertigter Rahmen mit sich?",
beschäftigen Sebastian fortan und mit zunehmender Tiefe.

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Urwahn Bikes



WELCHE VORTEILE HAT DIE 3D-DRUCK-TECHNOLOGIE BEI DER KONSTRUKTION VON URBAN
BIKES IM VERGLEICH ZU HERKÖMMLICHEN KONSTRUKTIONSWEISEN?

Die Vorteile des 3D-Drucks liegen in den neuen Möglichkeiten in der Gestaltung
und Dimensionierung hochkomplexer Bauteile, allen voran das organische
Rahmendesign. Solch dünnwandige und hochkomplexe Bauteile wie unsere Rahmenteile
zu fertigen, war durch den 3D-Druck überhaupt erst möglich. Ohne dieses
Fertigungsverfahren gäbe es keine Softride-Geometrie mit dämpfenden
Fahreigenschaften und keine nahtlos-organische Formsprache. Außerdem können
Verkabelung und Sattelklemme dezent im Rahmen verschwinden. Wir konnten sofort
mit der Fertigung beginnen, da auf teure Fertigungswerkzeuge verzichtet werden
konnte. Auf diese Weise können schnelle Änderungen der Bauteilgeometrien von
Batch zu Batch umgesetzt werden, was auch Einzel- und Maßanfertigungen möglich
macht.

Durch das Verfahren des 3D-Drucks war eine Anpassung von unserem ersten Modell
Stadtfuchs Urban Bike hin zum Platzhirsch E-Bike wesentlich einfacher und
schneller umsetzbar. In zukünftigen Entwicklungen profitieren wir stark von
schnelleren Entwicklungszyklen. Auch aus ökologischen Gesichtspunkten ist das
Verfahren ressourcenschonend im Vergleich zu konventionellen Verfahren, weil
fast kein Ausschuss entsteht.





GIBT ES AUCH NACHTEILE? WAS SIND DERZEIT NOCH DIE HERAUSFORDERUNGEN BEI DER
FAHRRADKONSTRUKTION PER 3D-DRUCKER?

Ein Nachteil des 3D-Drucks sind die Kosten, die dieser mit sich bringt. Günstig
ist das Verfahren in der Tat nicht. Die Rahmenkosten eines Urwahn-Rahmens
übersteigen die eines in Fernost gefertigten Standardrahmens um ein Vielfaches.
Sie sind der Hauptkostentreiber bei all unseren Bikes. Der 3D-Druck hat sich in
den letzten fünf Jahren aber massiv weiterentwickelt. Wir haben den ersten
Rahmen 2015 gedruckt und die Maschinen sind deutlich effizienter geworden. Wir
gehen davon aus, dass die Produktionskosten in Zukunft sinken, wobei wir das
Niveau einer globalen Rahmenproduktion nicht erreichen werden – jedenfalls nicht
in absehbarer Zeit.

Urwahn Bikes



WIE LÄUFT DIE KONSTRUKTION BZW. DIE ARBEIT MIT DEM 3D-DRUCK KONKRET AB?

Zu Beginn der Produktentwicklung werden fundamentale Produktanforderungen und
-eigenschaften nach allgemein gültigen Richtlinien definiert und
Handlungsabläufe in einem Gebrauchsszenario durchlaufen. Danach gilt es, die
Produktidee visuell zu gestalten und vielseitige Lösungsansätze für Teilprobleme
zu generieren. Unter Berücksichtigung konstruktiv-technologischer
Gestaltungsprinzipien werden im Anschluss belastungs-, ergonomie- und
werkstoffgerecht geometrische Parameter definiert und in Anwendung
rechnerunterstützter CAx-Systeme im Design- und Konstruktionsprozess
durchlaufen.




Mit Blick auf die Funktionstauglichkeit der Baustruktur werden in Anwendung des
3D-Drucks (Selective Laser Melting) unterschiedliche MVPs gefertigt [MVPs sind
sogenannte Minimum Viable Products, also Testmodelle im frühen Stadium; Anm. d.
Red.], um die Rahmenfestigkeit und -steifigkeit im Labor und im Feld testen zu
können. Aufgrund der hohen Detailstärke, Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität
wurde der 3D-Druck als geeignetes Fertigungsverfahren des Urwahn-Rahmens
ermittelt und in die Serienproduktion überführt, sowie zum Schutzrecht
angemeldet.


INWIEWEIT IST EIN 3D-GEDRUCKTES URBAN BIKE ANDERS ALS EIN KLASSISCHES? WELCHE
UNTERSCHIEDE GIBT ES?

Die Besonderheit ist bei uns natürlich der Rahmen, der aus 3D-gedruckten
Verbindungselementen besteht. Jene Teile, die die Rohre miteinander verbinden.
So entsteht auch der "Urwahn"-typische Knick, denn im Gegensatz zu herkömmlichen
Fahrradrahmen läuft das Rohr vom Sattel nicht nach unten zum Tretlager, sondern
biegt vorher zur Radaufhängung hin ab.



Urwahn Bikes



EIN GROSSES THEMA IST BEI EUCH AUCH NACHHALTIGKEIT. INWIEWEIT HILFT DIE
3D-DRUCK-TECHNOLOGIE, FAHRRÄDER NACHHALTIGER ZU PRODUZIEREN?

In Kombination mit dem metallischen 3D-Druck ist es uns gelungen, die Produktion
der Rahmen regional und bedarfsgerecht auszurichten. Nach den Prinzipien des
Lean Manufacturings konnten die Produktionsprozesse so weit verschlankt werden,
dass jeder Auftrag "on-demand" und "just-in-time" ohne Einbußen an Qualität und
Individualisierung abgewickelt werden kann. Eine Überproduktion ist hierbei
Fehlanzeige und auch die Lager sind bei Urwahn ungewöhnlich zurückhaltend
bestellt.

Wir gehen sogar noch einen Schritt weiter und legen die Standorte der einzelnen
Produktionsketten offen, in denen der Stahlrahmen sowie die resultierenden
Urwahn Bikes entstehen:

 * Hannover/Düsseldorf = Rohrstellung und – Zuschnitt
 * Dresden = 3D-Druck, Rahmenbau und Beschichtung
 * Waltrop = Zertifizierung
 * Magdeburg = Elektronische Bestückung, Endmontage und Logistik
 * Deutschland/Europa/Fernost = Produktion Anbauteile


INWIEWEIT KÖNNTE DER 3D-DRUCK DIE KONSTRUKTION VON FAHRRÄDERN IN DEN KOMMENDEN
JAHREN REVOLUTIONIEREN?

Die Vorteile des 3D-Drucks machen es möglich die wirtschaftliche Produktion von
(E-)Bikes in individuellen Formen und Größen zu skalieren. Überdies können die
Produktionsprozesse und die Nacharbeit reduziert werden. Die Flexibilität des
3D-Drucks ist hoch und bietet mehr Freiheit in der Komplexität von Produkten
bezüglich Integration, Funktion und Design. Die kommende Revolution für
3D-gedruckte Bikes ist also nicht überraschend und wir sind mittendrin statt nur
dabei.




RAMON, VIELEN DANK FÜR DAS INTERESSANTE GESPRÄCH.

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