Specialized & OECHSLER

Innovatives Design, Quantensprung-Technik und additive Fertigung für Fahrradsättel

Anwendung
Fahrradsattel
Verwendetes Material
EPU41
Ergebnis
3D-gedruckte Fahrradsättel in Serienproduktion für überlegenen Fahrkomfort

Neben Lenker und Pedalen ist der Sattel eines von nur drei Bauteilen, die den Fahrer mit dem Fahrrad verbinden. Daher darf die Bedeutung des Sattels nicht unterschätzt werden.

"Den komfortabelsten Performance-Sattel zu entwickeln" – nichts weniger war das Ziel, als der amerikanische Fahrradhersteller Specialized mit dem 3D-Druck-Pionier Carbon und dem Anbieter polymerer Lösungen OECHSLER zusammenarbeitete, um einen völlig neuen, additiv gefertigten Fahrradsattel zu entwickeln. Gemeinsam schufen die drei Partner einen Durchbruch beim Fahrkomfort – und das mit Lichtgeschwindigkeit in der Produktion.


Neue Technologien erforschen

Designgrenzen überwinden

Im Verlauf der letzten 25 Jahre hat Specialized stark in Forschung und Innovation investiert, mit dem Ziel, das Fahrerlebnis auf dem Fahrrad zu verbessern. Möglich wurde dies durch die Body-Geometry-Methodik von Specialized: ein Problem identifizieren, es mit Design lösen und wissenschaftlich validieren. Allerdings stießen die Möglichkeiten konventioneller Fertigungstechniken und Materialien (insbesondere Schaumstoffe) irgendwann an ihre Grenzen – insbesondere in Bezug auf Komfort und Stabilität des Fahrers. An diesem Wendepunkt begann Specialized, die Vorteile von freiem Design, schneller Produktentwicklung und Serienproduktion im Bereich der additiven Fertigung zu erforschen. Dank der innovativen 3D-Drucktechnologie von Carbon war der S-Works Power mit Mirror-Technologie der erste erfolgreiche Sattel, der Produktmerkmale über das bisher Mögliche hinaus erweiterte. Er wurde sofort zu einem preisgekrönten Produkt und demonstrierte eindrucksvoll die Leistungsfähigkeit der Carbon Digital Light Synthesis™ (Carbon DLS™) Technologie.

Produktinnovation im großen Maßstab

Ein beispielloses Fahrerlebnis

Mit der Vision, die Grenzen noch weiter zu verschieben, hat Specialized gerade den brandneuen Nachfolger S-Works Romin Evo mit Mirror-Technologie vorgestellt. Diese Produktinnovation, die aus der engen Zusammenarbeit von Specialized, Carbon und OECHSLER entstanden ist, steht für ein einzigartiges Fahrerlebnis für Radfahrer. Sie hat außerdem eindrucksvoll gezeigt, dass die 3D-Drucktechnologie von Carbon hoch skalierbar ist und somit den Weg dafür geebnet, dass OECHSLER zum bevorzugten Produktionspartner von Carbon wird. Daraus entstand eine direkte und agile Kundenbeziehung, bei der OECHSLER die Verantwortung übernimmt, eng mit Specialized zusammenzuarbeiten, während zukünftige Produkte entwickelt werden.

Den Weg ebnen

Wie alles begann

"Wir wurden durch einen globalen Sportartikel-OEM miteinander bekannt gemacht und beschlossen, bei der Skalierung von 3D-Druck für ein Projekt mit hohem Volumen zusammenzuarbeiten", sagt Markus Bischoff, Vice President Sales für Additive Manufacturing und Sportartikel bei OECHSLER.

Bereits 2016 ging OECHSLER erstmals eine Partnerschaft mit Carbon ein, ausgelöst durch ein großes Kundenprojekt. Etwa zur gleichen Zeit erwarb Specialized seinen ersten Carbon M1-Drucker zu Prototyping- und Testzwecken. ‚Additive Fertigung ermöglicht eine effizientere Entwicklungszeit, einschließlich unzähliger kleiner Verbesserungen bis zum fertigen Produkt. Die Geschwindigkeit, mit der wir ein Design vom Computer in einen Prototypen auf einem Fahrrad bringen konnten, damit unsere Testfahrer Feedback geben, ist bahnbrechend‘, sagt Emma Boutcher, Produktmanagerin bei Specialized.


Kooperation

Expertise vereinen

Seit 2016 haben Specialized und OECHSLER umfassende Expertise in Carbon’s DLS™-Technologie aufgebaut. Während Specialized beispielsweise den gesamten Entwicklungsprozess eines Sattels von der üblichen Dauer von 18–23 Monaten auf nur 13 Monate verkürzte, baute OECHSLER eine der größten polymerbasierten additiven Fertigungsflotten auf, mit über 150 3D-Druckern weltweit, die seit 2019 weit über eine Million additiv gefertigte Komponenten pro Jahr produzieren.

Als Carbon, Specialized und OECHSLER in der zweiten Hälfte des Jahres 2020 zusammenkamen, standen die Unternehmen vor großen Herausforderungen. Innerhalb von vier Monaten wurde das Prototyping des S-Works Romin Evo mit Mirror-Technologie abgeschlossen, und innerhalb weiterer zwei Monate wurde die Serienproduktion industrialisiert, um den Produktlaunch nur zehn Monate nach dem Onboarding von OECHSLER sicherzustellen.

S-Works Romin Evo mit Mirror-Technologie

Produkt und Produktionsprozess

Der Entwicklungsprozess begann mit der Analyse von Feedback von Testfahrern, die Daten aus Druckmessungen sammelten, sowie unter Verwendung von Erkenntnissen aus früheren Entwicklungsprozessen. Die Ingenieure von Carbon und OECHSLER übersetzten diese in technische Spezifikationen.

Da die Entwicklungsphase sehr zeitlich begrenzt war, waren die Vorteile der DLS™-Technologie von Carbon entscheidend und beschleunigten den Prozess auf bahnbrechende Weise. Die kurzen Iterationszyklen ermöglichten die Sammlung großer Datenmengen. Insgesamt wurden 14 verschiedene Designs entwickelt und getestet. Ein typischer Iterationszyklus, der aus Testen, Datensammlung und -analyse sowie der Umsetzung der Erkenntnisse in Produktanpassungen bestand, dauerte im Durchschnitt 21 Tage.

"Es war fantastisch zu sehen, wie die Teams von OECHSLER, Specialized und Carbon zusammenarbeiteten, um schnell zu entwerfen, zu drucken, zu testen und den Prozess zu wiederholen – und so einen bahnbrechenden neuen Sattel zu entwickeln, der alle Vorteile voll ausschöpft, die nur durch den großflächigen Einsatz additiver Fertigung erkennbar werden.“

Kelley McCarroll-Gilbert, Business Development Director bei Carbon, äußert sich zu dem Projekt. Basierend auf dem finalen Prototypen optimierten die Ingenieure von OECHSLER die Druckdatei für die Serienfertigung, um den Ertrag zu steigern, die Produktion zu beschleunigen und die Umweltbelastung zu reduzieren – ohne Kompromisse bei Leistung und Design einzugehen.

Die hochflexible Carbon-DLS-Produktion von OECHSLER hatte zuvor bereits ihre Fertigungskompetenz unter Beweis gestellt, unter anderem beim Drucken verschiedener Anwendungen wie Schuhsohlen oder Helmeinlagen für American Football. Um jedoch die matte Oberfläche zu realisieren, war die Entwicklung und Validierung eines laserbasierten, ultraleichten Nachbearbeitungsprozesses erforderlich. Von der ersten Testreihe bis zur Serienproduktion entwickelten die Prozessspezialisten von OECHSLER diesen Nachbearbeitungsprozess in rekordverdächtigen vier Monaten.

Das Ergebnis:
Das Projekt dauerte von Prototyp bis zur Industrialisierung nur sechs Monate.

Performance-Radsport

Vorstellung des neuen S-Works Romin Evo

Der S-Works Romin Evo mit Mirror-Technologie wurde speziell für den Performance-Radsport entwickelt. Diese Anwendungen müssen das höchste Niveau in Bezug auf den vom Fahrer wahrgenommenen Komfort, die Stabilität des Beckens und die Gesundheit des Weichteilgewebes erfüllen. Schlechter Sitzkomfort kann zu Verletzungen und Hautabschürfungen führen und beeinflusst somit direkt die Leistung des Radfahrers.

Specialized, Carbon und OECHSLER haben ihre Kräfte gebündelt, um ein neues Fahrerlebnis für den Endanwender zu schaffen. Die Dämpfungs- und Energierückgewinnungseigenschaften der Gitterstruktur lassen sich über die Geometrie des Gitters, die Dicke der 22.000 Gitterstäbe und die Zellgröße des Gitters programmieren. Dies ermöglicht es, dass verschiedene Bereiche des S-Works Romin Evo mit Mirror-Technologie unterschiedliche Dämpfungseigenschaften aufweisen, was zu überlegenen Komfort führt. Insgesamt wird der Sitzdruck im Vergleich zu Schaum um 18 bis 26 Prozent reduziert. Der 190 g leichte S-Works Romin Evo mit Mirror-Technologie ist 260 mm lang und in den Breiten 143 oder 155 mm erhältlich.

Konventionelle Fertigung neu denken

Vom Design bis zur Serienproduktion

Die Technologieplattform von Carbon – bestehend aus Druckerhardware, Software und Materialien – ermöglicht die Druckqualität und Geschwindigkeit, die für die Serienproduktion erforderlich sind, und liefert Materialien mit Eigenschaften, die für ein herausragendes Produkt notwendig sind. "Von Anfang an hatte Specialized ein klares Auge für Innovation und dafür, neue, leistungsstarke Bauteile auf den Markt zu bringen. Wir freuen uns, weiterhin eng sowohl mit dem Specialized- als auch dem OECHSLER-Team zusammenzuarbeiten, um neue Carbon DLS™-Produkte auf den Fahrradmarkt zu bringen.", sagt Kelley McCarroll-Gilbert, Business Development Director bei Carbon.

Specialized strebt danach, in allen Aspekten ihres Produktangebots einen Mehrwert für den Fahrer zu schaffen. Dabei überschreiten sie kontinuierlich die Grenzen traditioneller Fertigungstechnologien und setzen neue Maßstäbe auf dem Fahrradmarkt – insbesondere, weil Innovation Teil der DNA von Specialized ist. Die ingenieurtechnische Expertise von OECHSLER in Produktentwicklung und Fertigung sowie die Fähigkeit, Prototypen und Kleinserien schnell auf Serienproduktion hochzuskalieren, machen den Polymer-Spezialisten zu einem idealen Full-Service-Anbieter für additive Fertigung. Derzeit untersucht das Unternehmen neben dem Sattel weitere Anwendungsbereiche in Zusammenarbeit mit Specialized, um den Fahrradmarkt weiter zu innovieren. Carbon liefert die Hardwareentwicklung und Technologie, während OECHSLER als integraler Full-Service-Partner von der Entwicklung bis zur Serienproduktion fungiert.

Ein Blick in die Zukunft

Specialized, Carbon und OECHSLER realisierten die Entwicklung und Industrialisierung eines neuen Produkts – des Romin Evo mit Mirror-Technologie – innerhalb von sechs Monaten vom Prototyp bis zur Serienproduktion, während neueste wissenschaftliche Erkenntnisse genutzt wurden, um den Fahrkomfort und die Sattelperformance zu verbessern.

Das Projekt auf einen Blick:

  • Drastische Reduzierung von Produktentwicklungs- und Prototypen-Iterationen

  • Design basierend auf Body-Mapping und Umsetzung unterschiedlicher Dämpfungseigenschaften

  • Reduzierung der Druckpunkte um ca. 20 Prozent im Vergleich zu Schaumsätteln

  • Industrialisierung innerhalb von zwei Monaten abgeschlossen

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