Ultraleichte Lastenräder

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Gewicht einsparen mit 3D-Teilen

Für das umweltbewusste, urbane Familienleben sind Lastenräder derzeit das Fortbewegungsmittel der Wahl. Sie sind praktisch, schick – aber auch schwer. Ein Lastenrad mit Elektroantrieb wiegt bis zu 60 Kilogramm. Wie es leichter geht, zeigen Tüftler von Maniac & Sane, die für einige spezielle Aufgaben 3D-gedruckte Komponenten aus dem Kunststoffpulver Infinam PA12 von Evonik einsetzen.

Lastenräder sind voll im Trend. Die auffälligen Kisten auf Rädern mischen inzwischen das Bild europäischer Innenstädte auf. Ob Kind, Hund oder eine Wasserkiste – ein Lastenrad schafft alles. Die Tendenz der vergangen drei Jahre zeigt in eine Richtung: nach oben. Waren es im Jahr 2019 in Deutschland noch 16.000 Lastenräder, betrug die Zahl zwei Jahre später nach der Pandemie bereits 100.000 verkaufte Exemplare. Der Absatz in Europa wuchs zwischen 2019 und 2021 um durchschnittlich 40 Prozent. Mehrere Marktstudien gehen von einem jährlichen Marktwachstum für Lastenräder von mehr als 22 Prozent bis ins Jahr 2030 aus.

Ein klarer Trend, den Martin Fleischhauer als passionierter Biker und Ingenieur für Leichtbaukonstruktionen erkannte und das Start-up Maniac & Sane gründete. "Das urbane Umfeld wird immer dichter und gedrängter. Der Mensch will darin allerdings gesund und umweltbewusst leben. Lastenräder sind das richtige Angebot für dieses Spannungsfeld, denn sie fügen sich perfekt in den Alltag ein, sparen Zeit und Parkplatzsuche, spenden zudem kurzweilige Bewegungseinheiten. Daher sehen wir immer mehr davon auf unseren Straßen", erklärt Fleischhauer. Aber: Je größer das Gewicht, umso mühevoller lässt sich das Gefährt durch Straßen, Kreuzungen oder an anderen Verkehrsteilnehmer:innen vorbei rangieren.

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Moderne Lastenräder vereinen Funktionalität mit Design

Lastenräder werden komfortabler, sicherer, ausgefallener. "Die neuesten Lastenräder verbauen viel Technik. Dafür müssen stets neue Lösungen in Form von Funktionsteilen gefunden werden. Fahrgastzellen werden ausgepolstert, Sechs-Punkt-Gurte gehören bald zum Standard. Mit all den Extras werden Lastenräder zu wahren Schwergewichten auf engen innerstädtischen Fahrradwegen", so Fleischhauer. Um Funktionalitäten in seine Lastenräder einzubauen, bediente sich der Ingenieurwissenschaftler aus Darmstadt der additiven Fertigung. Leichte Funktionsbauteile aus Infinam-PA12-Hochleistungskunststoff von Evonik kommen aus dem 3D-Drucker. Mit einem eigens konzipierten und gebauten Leichtbaurahmen aus Faserverbundmaterialien konnte das Start-up-Team das Gewicht der Maniac-und-Sane-Räder gegenüber dem Marktangebot nahezu halbieren.

Marktübliche Lastenräder werden aus geschweißtem Aluminium gebaut, um Lasten bis 220 Kilogramm sicher zu transportieren. "Faserverbundmaterialien sind darauf ausgelegt, in Leichtbauanwendungen extreme Kräfteeinwirkungen auszuhalten. Sie ermöglichen zudem ein Höchstmaß an Designfreiheit. Für unsere Kunden sind Design und Gewicht die kaufentscheidenden Argumente", so Fleischhauer.

Funktionsbauteile aus dem 3D-Drucker

Für Markus Albrecht ist der pulverbasierte 3D-Druck und das Infinam-PA12-Material von Evonik die richtige Wahl. © Evonik

Designfreiheit gehört zu den Hauptattributen der additiven Fertigung. Das Team von Maniac & Sane setzte auf 3D-Druck, um bestimmte Funktionen in das Lastenrad zu integrieren. Gemeinsam mit Experten von Kegelmann Technik, einem Unternehmen für generative Fertigung von Modellen, Prototypen, Werkzeugen und Endprodukten, entwickelten die Darmstädter Tüftler ein Lampengehäuse und eine Air-Tag-Halterung als integrale Bestandteile der Rahmenkonstruktion.

"Die Herausforderung bestand darin, für die Lastenradkomponenten von Maniac & Sane die richtige Technologie und das richtige Material zu finden. Unter den Voraussetzungen, leichte und dennoch bruchfeste sowie witterungsresistente Funktionsbauteile in filigraner Konstruktion zu produzieren, fiel die Wahl auf pulverbasierten 3D-Druck und das Infinam-PA12-Material von Evonik", erklärt Markus Albrecht, Bereichsleiter Additive Fertigung bei Kegelmann Technik.

Mithilfe der SLS-Technologie konnte das Start-up aus Darmstadt Funktionsbauteile entwickeln und in das Leichtbaukonzept der Maniac-&-Sane-Lastenräder integrieren, ohne Abstriche bei Design oder Gewicht machen zu müssen – die kaufentscheidenden Argumente der Kund:innen. "Wir sind erst am Anfang", sagt Fleischhauer. "Wir möchten unser Produkt noch stärker emotionalisieren, damit wir unseren Kunden ein persönliches Erlebnis anbieten können. Dies resultiert unter anderem in neuen Funktionen wie beispielsweise beleuchtete Logos, um die wir unser Designkonzept aktuell erweitern. Der 3D-Druck eröffnet Konstrukteuren völlig neue Möglichkeiten, Dinge anzugehen und umzusetzen, um letztlich auf individuelle Kundenwünsche eingehen zu können."

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