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solidThinking Inspire® revolutioniert den Designprozess für die additive Fertigung des weltweit ersten 3D-gedruckten Fahrradrahmens

Gewicht der Sattelstütze konnte dank Topologieoptimierung um 45 Prozent verringert werden Troy, Mich. – 25. März 2014 – solidThinking gibt heute eine wichtige Errungenschaft im Bereich additive Fertigung bekannt, mit der zukünftig die Art und Weise, wie Komponenten ausgelegt und gefertigt werden, massiv verändert wird. Renishaw, Großbritanniens einziger Hersteller einer metallbasierenden additiven Fertigungsanlage hat die Software solidThinking Inspire^® 9.5 verwendet, um den ersten 3D-gedruckten, metallischen Fahrradrahmen herzustellen. Chris Williams von Empire Cycles, ein führendes britisches Unternehmen für Fahrraddesign und
-produktion, hat das Mountainbike so ausgelegt, dass er die Vorteile der Renishaw AM Technologie nutzen und einen Titanrahmen kreieren konnte, der sowohl leicht als auch steif ist.

Renishaw hat Inspire genutzt, um eine Topologieoptimierung durchzuführen und ein Konzeptdesign zu erstellen. Mit Inspire wurde, innerhalb eines vorgegebenen Bauraumes und mit vorgegebenen Lasten und Supportstrukturen, ein neues Materiallayout erstellt. So entstand ein Konzept, das nicht nur die Leistungsanforderungen des Rahmens erfüllte, sondern auch mit einer möglichst geringen Masse auskommt. Ein Werkzeug wie Inspire geht Hand in Hand mit Methoden wie der additiven Fertigung, indem es Bauteildesigns ermöglicht, die die Produktionsfreiheit maximieren, was zu steiferen und leichteren Bauteilen führt. Das wichtigste Ziel des Projektes war der Leichtbau und im Ergebnis konnten Bauteile erstellt werden, die eine maximale Steifigkeit bei einem minimalen Gewicht aufweisen. Die neue Sattelstütze ist 45 Prozent leichter als das ursprüngliche Design.

„Wir konnten das Gewicht der Sattelstützhalterung von 360 auf 200 Gramm reduzieren und mussten diese Gewichtseinsparungen nicht an anderer Stelle ausgleichen. Bisher haben wir die Möglichkeiten der FE Analyse noch nicht voll ausgeschöpft, da dies für so ein Projekt eine sehr umfassende Aufgabe ist. Was wir tun konnten, ist, an das Optimum heranzukommen und das Fahrrad tatsächlich in der realen Anwendung zu testen – dies haben wir mit Sensoren am Rahmen erreicht, die die realen Daten gesammelt haben. Mit diesen Daten konnten wir dann weiter optimieren”, erklärt Robin Weston, Marketing Manager bei Renishaw.

„Die von Renishaw erstellte Sattelstütze stellt einen wirklich revolutionären Einsatz von solidThinking Inspire und additiver Fertigung dar. Eine Gewichtsreduktion um 45 Prozent allein bei diesem Bauteil hilft nicht nur dabei, die Produktleistung zu steigern, es verringert auch die Materialkosten”, sagte Andrew Bartels, Program Manager bei solidThinking. „Wir sind begeistert, wie Renishaw die Grenzen der traditionellen Fertigung erweitert, indem sie Inspire für ihre Konzepterstellung nutzen."

Aufgrund der signifikanten Gewichtseinsparungen an einem einzigen Bauteil und einiger Bedenken, die Chris Williams bezüglich des Designs hatte, erweiterte sich der Umfang des Projektes deutlich. „Während wir zunächst über extrudierte oder hydrogeformte Aluminiumrohre oder auch Kohlefaserkomponenten für den Rahmen, verbunden mit einigen Titaneinsätzen in den Eckbereichen des Dreiecks, nachgedacht hatten, konnten wir nun viel mehr in Betracht ziehen.”

Chris Williams erklärt, wie die Verwendung des Standardmaterials für den Fahrradrahmen die Designfreiheit deutlich eingeschränkt hat. „Als wir uns den Hauptrahmen aus Aluminium mit seinem Gesamtgewicht von 2100 Gramm angesehen hatten, wussten wir, dass wir dabei helfen konnten, etwas zu erstellen, das viel leichter und dennoch genauso steif ist. Bereits bei der ersten Idee, mehr zu tun, haben wir erkannt, dass auch bei den zentralen Rahmenkomponenten Potenzial vorhanden ist. Da man praktisch kein Werkzeug benötigt, konnte das Design beständig verbessert werden und wir konnten so sehr leichte Bauteile zu sehr geringen Kosten erstellen."

Renishaw wird seine Arbeit auf der diesjährigen European Altair Technology Conference vom 24. – 26. Juni 2014 in München präsentieren und das Empire Fahrrad ausstellen: www.altairatc.com/europe.

Für weitere Informationen über solidThinking und Neuigkeiten zu Produkten und Veranstaltungen besuchen Sie bitte: www.solidthinking.com.




Über solidThinking, Inc.
solidThinking entwickelt und vertreibt Technologien, die seine Kunden dabei unterstützt, noch bessere Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Die solidThinking Produkte werden über ein weltweites Partnernetzwerk vertrieben und unterstützt. Sie sind darüber hinaus in Altairs HyperWorks CAE Suite (www.altairhyperworks.com) enthalten. solidThinking ist ein 100 prozentiges Tochterunternehmen von Altair. Als privat geführtes Unternehmen mit mehr als 2000 Mitarbeitern weltweit ist Altair, mit Hauptsitz in Troy, Michigan, USA, mit mehr als 40 Niederlassungen in 20 Ländern vertreten.

Über Altair
Altair entwickelt und unterstützt die breite Anwendung von Simulationstechnologie, mit der Designs, Prozesse und Entscheidungen optimiert werden können. Dies führt zu einer Verbesserung der allgemeinen Geschäftsentwicklung seiner Kunden. Altair ist ein privat geführtes Unternehmen mit über 2000 Mitarbeitern. Der Hauptsitz des Unternehmens ist in Troy, Michigan, außerdem ist Altair mit über 40 Niederlassungen in 20 Ländern vertreten. Heute unterstützt das Unternehmen mit seinen Lösungen über 5000 Kunden aus den unterschiedlichsten Industrien. Weitere Informationen finden Sie unter: www.altair.de.