Canyon genopfinder mountainbiken ved at kombinere effektivitet og bæredygtighed. Nye rammegeometrier er designet ved hjælp af topologioptimering. Takket være 3D-printere i stor skala kan ingeniørerne nu holde deres kreationer i hænderne inden for et par dage.
Canyon: Kreativitet helt fra begyndelsen
Lige siden det blev grundlagt, har Canyon Bicycles GmbH været en innovativ virksomhed. Canyon startede som en forhandler af cykelreservedele, der hovedsageligt solgte dele under løb, og var blandt de første virksomheder, der startede en postordreforretning, før de hurtigt udviklede deres egne cykler. Nu tilbyder Canyon cykler i alle kategorier, fra citybikes til mountainbikes, og beskæftiger mere end 1000 mennesker. Samarbejdet med professionelle cykelryttere som Jan Frodeno, Alejandro Valverde og Mathieu van der Poel samt teams som Canyon SRAM Racing Team giver nye impulser til innovation og udvikling. For at realisere deres ideer gør ingeniører som Johannes Thumm, Senior Design Engineer MTB hos Canyon, brug af, hvad 3D-printning i stor skala kan tilbyde. Hans opgave: "Mit arbejde er fokuseret på at lave de letteste og mest effektive mountainbikes til racerløb. Præcis de cykler, jeg selv kan lide at køre på."
Additive Manufacturing sparer tid og penge ved design af cykelstel
Indtil nu har udviklingen af et nyt stelkoncept været kompliceret, dyrt og mest af alt tidskrævende. Til den første prototype af et nyt stel svejsede man en mock-up af stålrør. Den kunne så bruges til at fastgøre dele og kontrollere stellets geometri og udseende. Hvis der opstod problemer, skulle der laves en ny mock-up, hvilket kunne tage uger eller endda måneder.
For kulfiberrammer var det endnu mere krævende at lave en prototype. Hver iteration af designet krævede en ny fræset form, hvor kulfiber kunne formes til designprototypen. . Det er en tidskrævende og derfor dyr proces - alene støbeformen kan koste mellem 10.000 € og 25.000 € - og igen kan der gå uger, før et rammedesign endelig kan evalueres, så man kan beslutte, om der er behov for ændringer eller ej.
Det er her, 3d-print kommer ind i billedet. Ved hjælp af deres BigRep ONE kan ingeniørerne printe de stelgeometrier, der er blevet designet på computeren, i løbet af en eller to dage. På kort tid er det muligt at have et stel i hånden, at få en reel fornemmelse af produktet og at sammenligne det med ens forventninger. Disse design-iterationer har stor indflydelse på beslutningen om at opgive et design eller udvikle det yderligere. Johannes Thumm: "Vi kan simpelthen designe, printe, tjekke rammen, måske lave nogle ændringer og printe den igen."
Efter nogle få efterbehandlingstrin som slibning, grunding og maling ser prototypen ud som det endelige cykelstel og er nyttig til at indsamle æstetiske meninger fra kolleger og potentielle kunder. Hvis der er behov for tilpasninger, forkorter 3D-printeren iterationscyklusserne drastisk og dermed den tid, det tager, før den næste rammeversion er tilgængelig. Omkostningerne til 3D-printede prototyper er kun en brøkdel af dem, der fremstilles med konventionelle metoder.
Udvikling af bæredygtige stelkoncepter med BigRep ONE
Til et kommende projekt blev Canyon tvunget til at gå nye veje. R&D-afdelingen fik til opgave at udvikle en ramme, der skulle sætte en højere standard for bæredygtighed, men det krævede, at man løste flere udfordringer. For det første skulle rammen kun være lavet af ét let genanvendeligt materiale. For det andet skulle rammen være så rigid som muligt til hårde professionelle løbssituationer samt forbedret håndtering for ambitiøse amatørryttere. Endelig måtte en maksimal vægt ikke overskrides.
For at nå alle disse mål brugte Canyon computerstyret topologioptimering. Efter at de relevante grænser var blevet sat, beregnede computeren den mest ideelle form til det nye cykelstel. En række ændringer og tilpasninger gennem mange iterationscyklusser resulterede i et optimeret rammedesign, der rent faktisk kunne produceres og var økonomisk gennemførligt.
Uden 3D-printeren ville den iterative designproces ikke have været omkostningseffektiv eller måske umulig. Johannes Thumm siger: "3D-print har allerede åbnet op for så mange fede muligheder for at spare tid, prøve nye designs og udvide alle mulighederne for fremstilling."
Fremtidig udvikling af 3D-print i cykelindustrien
Bortset fra cykeldesign vil 3D-print fremskynde produktudviklingen i mange andre brancher. I takt med at produktcyklusserne bliver kortere, og kunderne efterspørger mere individualiserede produkter, gør additiv fremstilling det muligt at reagere hurtigt på ændrede markedsforhold. Ved at kombinere computerassisterede designprocesser og moderne produktionsteknologier kan man fremstille produkter, som tidligere var utænkelige.
Brugbare cykelstel fra 3D-printeren er stadig en fremtidsvision. Men i betragtning af den hurtige udvikling inden for additiv fremstilling er det kun et spørgsmål om tid, før det bliver en realitet. Ikke alene vil cykelstel i alle størrelser blive tilgængelige, det vil også være muligt at levere skræddersyede cykelgeometrier baseret på individuelle kropsdimensioner. For Johannes Thumm kommer 3D-print til at spille en vigtig rolle i fremtiden: "Der er helt nye muligheder, også for hvordan et produkt kan se ud."
3D-print vil også have en enorm indflydelse på bæredygtigheden i produktionen. Lokal produktion i stedet for langdistance godstransport og undgåelse af store mængder affaldsmateriale under produktionen vil føre til, at cykler yder et endnu større bidrag til at beskytte miljøet."
