Dreh-Momente am Dienstag: Die Fahrradrahmen-Produktion der Zukunft

Dreh-Momente am Dienstag: Die Fahrradrahmen-Produktion der Zukunft

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Wie werden Fahrradrahmen aus Carbon in Zukunft produziert? Hoffentlich mit geringerem Energieaufwand und besser recycelbar als heute.

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Dreh-Momente am Dienstag: Die Fahrradrahmen-Produktion der Zukunft
 
Bei Stahl ist Wasser wegen der notwendigen sehr hohen Drücke für die Umformung nicht geeignet. Da muss man Öl nehmen.
Einziger Hersteller den ich kenne, der das bis vor kurzem genutzt hat, ist Bridgestone. Das wurde als Neocot bezeichnet.
Stahlrohrbauteile mit Wasser hydroformen ist hierzulande durchaus möglich und wird auch angeboten. Z. B. bei https://www.ebm-maschinenbau.de/leistungsspektrum/#Hydroformen
Allerdings nicht im Fahrradrahmenbau sondern typischerweise bei Zulieferern für die Automobilindustrie. Wäre sicherlich auch für den Bikebereich adaptierbar, ob das bisher nachgefragt wurde ist eben die Frage.
 
Der ist generell seit 2 Jahren weg.

G.:)
Hat auch seine Vor und Nachteile. Lieber etwas schwerer dafür stabiler in der aktuellen Lage möchte ich keinen Rahmenschaden haben 😉

Mit Carbon verdiene auch ich meine Brötchen. Herstellung in der EU kurze Transportwege schnelle Verfügbarkeit. Ein geiler Werkstoff mit geilen Eigenschaften keine Frage, der dazu noch gut aussieht je nach Gewebe. Ich weiß nicht wie viele Tonnen an Carbon die letzten 18 Jahre durch meine Hände ging und ich weiß nicht wie viele Sportwägen ich mit Carbon Fullbodykits ausgerüstet habe. Meine Umweltbilanz ist so beschissen, dass ich die nächsten 100 Jahre ohne etwas zu besitzen nackt herumlaufen könnte ohne mir irgendwas zu leisten und ich käme vermutlich immer noch auf keinen grünen Zweig.

3T fertigt in der EU aber der Rest ist nicht besser als bei einem Rahmen aus Taiwan, denn Carbon steckt auch hier drin was man kaum recyceln kann. Also bleibt das einzige Argument mit der Lieferkette. Wenn Bikehersteller was tun wollen um nachhaltig zu sein, dann bleibt nur Carbon zu streichen und auf Alu,Titan etc. umzusteigen denn Metalle lassen sich meist leicht recyceln. 3D Druck ja klingt interessant aber ist für die Massenproduktion nicht wirklich geeignet. Die Bikebranche ist meist hässlich und grau und am Ende zählt die Marge und die Zahlen und dazu zählt auch eine schnelle Produktion.

Nachhaltig das Wort was eigentlich immer mit höheren Preisen verbunden ist. Preise die man aber irgendwann nicht mehr bezahlen möchte. Die Bikebranche ist seit Jahren total abgehoben leider aber die Kunden zahlen es noch. In einem Jahr wird man hier vermutlich News lesen „Bikemarkt stagniert kaum noch Absätze“ Inflation, steigende Preise in allen Bereichen und die Energiekosten werden einigen potenziellen Käufern den Traum vom neuen Bike zerstören.

Da ich auf einen Industriezweig und dessen nachhaltigen Handelns wenig gebe, da es schwer nachzuvollziehen ist sollte jeder selbst nachhaltig handeln am besten bei allem was er tut. Bei mir wird’s schwer 🤣

Ich fahre auch Carbonrahmen und ja ich kaufe auch gebraucht. Ist auch nachhaltig aber dennoch am Ende Heuchelei, da Carbon ein scheiss Werkstoff für die Unwelt ist.
 
Ok und wo kann ich das kaufen? Ne ernsthaft, finde ich saugeil.

edit: na toll https://www.tour-magazin.de/news/th...projekt-steelworks-nach-fuenf-jahren-beendet/
Wenn ich mich richtig erinnere hatte der Rahmen leider eine Reihe von Eigenschaften, die es ziemlich schwer gemacht haben, dass das Rad erfolgreich sein kann (nur zwei Rahmengrössen, keine Flaschenhalter, nur für SRAM etap, nur als teures Komplettrad ). Wenn die das nur als Rahmenset angeboten hätten mit Flaschenhalter und für mechanische Schaltung, dann wäre ich in Versuchung geraten und sicherlich auch andere Stahlliebhaber. War ein bisschen schade.
 
Die bei Thyssen Krupp sind da manchmal eben ein bisschen bräsig, oder mal wieder fast pleite...🤷‍♂️offenbar funktioniert aber der Prozess und das Gewicht kann sich auch sehen lassen. Es müssen also nicht immer diese Wasserrohre sein.
Da hast Du mit TK wohl leider recht.
Von TK Composites gab es auch mal eine echt tolle um einen Schaumkern maschinengeflochtene MTB Felge. Theoretisch, da die eigentlich nie lieferbar war. Inzwischen ist der Bereich auch verkauft.
 
Als Außenstehender: ich denke Guerilla Gravity hat da auch einen Ansatz mit Carbonproduktion in Kansas(?). Weiß nicht wie der zu den beiden vorgestellten passt, aber funktioniert jetzt auch schon 2-3Jahre gut.
 
Als Außenstehender: ich denke Guerilla Gravity hat da auch einen Ansatz mit Carbonproduktion in Kansas(?). Weiß nicht wie der zu den beiden vorgestellten passt, aber funktioniert jetzt auch schon 2-3Jahre gut.
Mich würde auch sehr interessieren was GG anders macht. In ihren Veröffentlichungen ist ja von „Automation“ und grundsätzlich anderem Verfahren die Rede? Sind das Rahmen mit einer Kunstoffmatrix statt Harz? Nix genaues weiß ich nicht… ganz so einfach/günstig scheint es aber auch nicht zu sein, da alle Modelle praktisch auf einem Rahmen basieren. Vielleicht weiß ja ein Fachmann schon was da der „Kniff“ ist.
 
Als Außenstehender: ich denke Guerilla Gravity hat da auch einen Ansatz mit Carbonproduktion in Kansas(?). Weiß nicht wie der zu den beiden vorgestellten passt, aber funktioniert jetzt auch schon 2-3Jahre gut.
Hab ich Guerrilla Gravity gehört :love: - Haben ihr HQ/Fabrik in Denver, Colorado :daumen:

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Revel bikes versprechen ja, dass ihre Carbonfelgen zu 100% recyclebar sind. Weiß da jemand was zu?
 
Die Kosten sind ein Faktor davon. Der andere Faktor ist, dass es zu einer bestimmten Zeit keine Vorstellung gegeben hat, wie sich was entwickelt. Die Skalierung bei den Kassetten ist ja schon vorhanden, in der Anzahl der Fräsmaschinen. Wer sich gefräste Biketeile Anfang der 90er Jahre angesehen hat, hat sich auch nicht vorstellen können, dass Fräsen eine der günstigsten Möglichkeiten für mittlere Stückzahlen sein könnte, wie es jetzt z.B. bei Kettenblättern ist.

Insofern sehe ich bei 3D-gedruckten Teilen schon ein größeres Potenzial. Genauso bei Spritzgussverfahren. Ohne Faserverstärkung ist das ja seit zig Jahren etabliert. Nur mit Faserverstärkung ist das noch nicht so weit.

Wie weit man mit Skalierung und Bedarf und Einsatzmöglichkeiten daneben liegen kann, ist ja der Klassiker "der Bedarf von Computern wird weltweit bei etwa 4 Stück sein.".

Faserverstärkter Spritzguss ist kein Hexenwerk.
Kommt halt nur auf die Länge der Fasern an.

Allerdings wird die heisse Werkzeugseite dann schon gut teurer. Abrasionsgeschützte Duesen und Verteiler sind entsprechend teurer. Aber Werkzeuge für 50% Faseranteile sind eig standard in manchen Bereichen. Automotive vor Allem.

Da sind Polycarbonat Anwendungen deutlich schlimmer

Allerdings sind die Einmalinvestitionen schon hart. Bei der Plattengroesse die man da für einen Rahmen benötigen würde ist man bei so einem Werkzeug ganz schnell bei einer halben Million für kalte uns heisse Seite.

Und dann hat man noch keine Maschine die das spritzen kann.
 
Faserverstärkter Spritzguss ist kein Hexenwerk.
Kommt halt nur auf die Länge der Fasern an.

Allerdings wird die heisse Werkzeugseite dann schon gut teurer. Abrasionsgeschützte Duesen und Verteiler sind entsprechend teurer. Aber Werkzeuge für 50% Faseranteile sind eig standard in manchen Bereichen. Automotive vor Allem.

Da sind Polycarbonat Anwendungen deutlich schlimmer

Allerdings sind die Einmalinvestitionen schon hart. Bei der Plattengroesse die man da für einen Rahmen benötigen würde ist man bei so einem Werkzeug ganz schnell bei einer halben Million für kalte uns heisse Seite.

Und dann hat man noch keine Maschine die das spritzen kann.
Die Jungs von GG machen das mit ihrem Frame Maker 3000
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Nachtrag:
Automated fiber placement has been around for a handful of years now, mostly in the aerospace sector, but Guerrilla Gravity says that using that method to construct hollow, 3D tubes wasn't something that had been done before. That's the secret, patent-pending part, and it required them to investigate new bladder and mold techniques to make it a viable process.
Once the robot has done its thing and the mold is closed, it's off to get cooked in by their 'Frame Maker 3000' machine, a job that takes just thirty minutes rather than hours and hours. The frame that emerges on the other end is then touched up by hand as required before being sent off to be powder-coated. What comes out is said to weigh 6.5lb without a shock, so while it's not the lightest frame around, it's also not the heaviest either.
 
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Aus dem Artikel:
"Verwendet wird PA-CF40, also ein Thermoplast mit 40 % Kohlenstofffaser. Das ist hoch, aber geringer als bei Prepreg-Rahmen, wo in der Regel 55 – 65 % erreicht werden."

Darf ich verspätet noch darauf hinweisen, dass sich die "40% Kohlenstofffaser" auf das Gewicht beziehen? Das ist ein steinalter Trick, den die Spritzgießer immer wieder ausgraben. Hier wurden also 40 Gewichtsprozent mit 65 Volumenprozent verglichen.

Vernünftigerweise sollte man den Volumenanteil betrachten, aber ich lass mich mal auf diese Unsitte ein: Der Gewichtsanteil von Fasern in einem CFK mit 65 Volumenprozent Fasern liegt nämlich schon bei 74 Gewichtsprozent!

So, jetzt machen wir mal einen realistischen Vergleich: Man muss sich als nächstes mal vor Augen führen, dass man eigentlich nur etwa 1.000 g (sauber orientierte) Fasern braucht, um einem Rahmen Festigkeit zu geben. Und wenn man nun die Mathematik bemüht, erkennt man, dass wir bei dem CFK-Rahmen 350 g Matrix mitschleppen, beim PA-CF40 fette 1.500 g. Das sind 1.150 g Differenz!

Um das endgültig zu eskalieren: Das war ein Race-Hardtail in meinem Beispiel. Bei einem E-Bike-Rahmen kann man die Gewichte glatt verdoppeln.

Wer hat Bock auf gut 2 Kilo Übergewicht? Nur am Rahmen!
Da liegt das Problem!

Wickeln ist dagegen eine geile Sache und wird sich hoffentlich durchsetzen.

Ciao Kakao!
Frank
 
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Darf ich verspätet noch darauf hinweisen, dass sich die "40% Kohlenstofffaser" auf das Gewicht beziehen? Das ist ein steinalter Trick, den die Spritzgießer immer wieder ausgraben. Hier wurden also 40 Gewichtsprozent mit 65 Volumenprozent verglichen.
Ich sehe da keinen Trick. Die einzelnen Bestandteile werden halt abgewogen.
Aber erzähl mir doch bitte mal, wie man die Volumenprozente einfach und schnell ermitteln kann.
 
Ich sehe da keinen Trick. Die einzelnen Bestandteile werden halt abgewogen.
Aber erzähl mir doch bitte mal, wie man die Volumenprozente einfach und schnell ermitteln kann.
Mit dem Taschrechner? Ich habe ja gar nichts gegen Wiegen, aber es ist nur eine indirekte Messung für den eigentlich relevanten Volumenanteil. Da könnte zum Beispiel eine simple Umrechnungstabelle in der Produktion hängen.

Ich glaube, der Irrweg kommt vom völlig verschrobenen Blickwinkel eines Produktionies, der immer mit der Waage arbeitet. Spritzgießer verarbeiten in ihren Köpfen immer noch eigentlich die Matrix, die Fasern sind nur ein massemäßiger Füllstoff für sie, der irgendwie mitfließen muss.
Einem CFK‘er fährt dabei ein eiskalter Schauer über den Rücken, weil er weiß, dass die Matrix (fast) nur Ballast ist und es in Wirklichkeit auf die Fasern ankommt. Deshalb blickt er auf den Volumenanteil. Nur der sagt ihm, ob er den Matrixanteil überhaupt noch verringern kann (das theoretische Maximum liegt bei 91 Volumenprozent Fasern, real erreichbar sind wegen der Faseranordnung in Geweben eher 70 Volumenprozent). Da haben wir noch keinen Fatz über Orientierung gesprochen.

PA kann wiederkommen, wenn es als PA-CF70 verarbeitbar ist. Und lange Fasern bitte, 2 mm-Schnipsel würde ich nicht mal als Fasern bezeichnen. Und orientiert bitte, schräg sind sie auch nur Ballast.

Klingt utopisch? So was gab es bereits im „GT STS Thermoplast“, das war vor 25 Jahren. Kam nur eben nicht aus dem Spritzguss.

Meine unfachliche Meinung: bleiben wir lieber bei Alu. Kann man hinterher auch recyclen. Man muss nur wollen.
 
Mit dem Taschrechner? Ich habe ja gar nichts gegen Wiegen, aber es ist nur eine indirekte Messung für den eigentlich relevanten Volumenanteil. Da könnte zum Beispiel eine simple Umrechnungstabelle in der Produktion hängen.

Ich glaube, der Irrweg kommt vom völlig verschrobenen Blickwinkel eines Produktionies, der immer mit der Waage arbeitet. Spritzgießer verarbeiten in ihren Köpfen immer noch eigentlich die Matrix, die Fasern sind nur ein massemäßiger Füllstoff für sie, der irgendwie mitfließen muss.
Das ist halt Deine Meinung.
Und die Leute, welcher Deiner Meinung nach keine Ahnung haben, halten sich bei der Ermittlung des Faseranteils an die dafür bei Kunststoffen geltende DIN EN ISO 3451 und bestimmen den Massenanteil.
So wie es im übrigen auch für faserverstärkter Kunststoffe (Prepregs) in der DIN EN ISO 11667 und DIN EN ISO 1172 gemacht wird.
 
Was war jetzt das Argument? Die Spritzgießer hatten keine andere Wahl, die mussten ja den Gewichtsanteil nennen, weil ISO?
Okay-okay, von mir aus. Die Technologie ist so dermaßen unterlegen, da kommt's mir auf die Wahl der Waffen echt nicht an. Ob Faservolumenanteil oder Fasergewichtsanteil - jeder kann sich nun in seiner Wunscheinheit ausrechnen, wie groß der Abstand ist.

Ich kontere deine ISOs zum Schluss noch kurz mit Wikipedia. Nicht ernst nehmen. Ich wollte die rauchende Nebelkerze nur schnell wieder zurückwerfen: ;)

"Der Fasermassenanteil ist eine wichtige Kenngröße bei kurzfaserverstärkten Thermoplasten. Sie werden oft durch den entsprechenden Fasermassenanteil gekennzeichnet z. B. PA 12 GF 25 (Polyamid 12 mit 25 % Fasermassenanteil Glasfasern). Für die mechanische Auslegung ist der Faservolumenanteil von größerer Bedeutung."
 
Du beantwortest es Dir ja selber: Einzig bei der mechanischen Auslegung macht der Faservolumenanteil Sinn. Für alles andere wird das dann nach erfolgter Auslegung einmal in einen Gewichtsanteil umgerechnet und mit den in der Praxis deutlich praktischeren Massenanteilen gearbeitet.
Eben auch in den beiden Normen für Faserverbundwerkstoffe, die ich oben genannt habe.
 
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