3D-CAD-System ermöglicht Fahrrad-Edelstahlrahmen nach Maß

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Für ein maßgefertigtes Gravelbike verwendet die deutsche Fahrradmanufaktur Kettenreaktion Bikes einen Edelstahl­rahmen und aus einem vollen Block gefräste Komponenten. Dabei kommen moderne 5-Achs- Maschinen und das CAD/CAM-System Hypermill von Open Mind zum Einsatz.

3D-CAD-System für das perfekte Fahrrad: "Kettenreaktion-Komponenten kann man nicht in jeder beliebigen Garagenwerkstatt nachbauen“, stellt Firmeninhaber Marc Gölz klar. Er bietet seinen anspruchsvollen Kunden Fahrradunikate mit Edelstahlrahmen. „Auf dieser Basis lassen sich Rennräder oder Gravelbikes mit etwa acht bis neun Kilogramm Gesamtgewicht bauen. Außerdem bietet ein solcher Rahmen im Gegensatz zum Karbonrahmen gute Dämpfungseigenschaften“, erklärt Gölz. „Für ambitionierte, gesundheitsbewusste Freizeitfahrer ist das ein wichtiger Vorteil.“

Das Gravelbike vom Mountainbike-Profi

Gölz weiß, wovon er spricht, denn er ist ein echter Fahrradexperte. In den 2000er-Jahren fuhr er als Profi im Team T-Mobile Mountainbike. Bis heute ist er dem Radsport treu verbunden. Schon lange träumte er davon, ein eigenes Fahrrad zu entwickeln und zu bauen: „Diese Idee hatten Marc Schneider, ein Freund und Radpartner seit Kindheitstagen, und ich schon vor über zehn Jahren.“

Die Idee nahm Gestalt an – in Form eines Gravelbikes auf Basis eines Edelstahlrahmens, einer Bauweise, die zurzeit einen neuen Hype erlebt. „Da spielt ein wenig der Retro-Trend mit“, erklärt Radspezialist Gölz. „Denn um die Jahrtausendwende fuhren alle Stars bei der Tour de France Räder mit Edelstahlrahmen. Ein wichtiges Entscheidungskriterium ist heutzutage aber auch die Nachhaltigkeit – und da gibt sich der etablierte Werkstoff erstaunlich modern: Stahlteile lassen sich recht einfach modifizieren, reparieren und recyceln. Außerdem eröffnen uns moderne Fertigungsmethoden neue Freiheitsgrade bei der Gestaltung.“

Edelstahlrahmen nach Maß

„Die Edelstahlrohre beziehen wir aus einem Block geschmiedet und zweifach konifiziert: Die Wandstärke liegt an den Enden bei etwa 0,9 mm, während sie in der Mitte des Rohres nur 0,4 mm beträgt“, beschreibt Marc Gölz. „Durch die hohe Gefügeverdichtung besitzt das Material eine Zugfestigkeit von knapp 1000 N/mm2 und ist damit allen Belastungen gewachsen“, erklärt der Fachmann.

Mit einem 3D-CAD-System werden die Rohre der Edelstahlrahmen nach den Körpermaßen der des Kunden abgelängt, abhängig zum Beispiel von Bein- und Armlänge oder Sitzposition, und anschließend manuell verlötet. „Bei Spitzenrädern aus Carbon wäre das nicht möglich, da der Rahmen stets in festen Formen produziert wird“, argumentiert Gölz. „Deutlich anspruchsvoller herzustellen sind Anbauteile wie zum Beispiel der Vorbau. Diese Komponente haben wir als Alufrästeil entwickelt und konstruiert. Wir fertigen sie fünfachsig in zwei Aufspannungen auf unserem High-Performance-Line-Bearbeitungszentrum Hermle C 22. Das entsprechende NC-Programm haben wir natürlich mit Hypermill erstellt.“

3D-CAD-System: Schneller ans Ziel

Produziert werden die anspruchsvollen Teile in Kooperation mit Precimo, einem kleinen, erfolgreichen Zerspanungsdienstleister im Bereich Sonderwerkzeuge, Vorrichtungen, Prototypen und Muster, der Gölz‘ Partner Marc Schneider gehört. Schneider und seine drei qualifizierten Mitarbeiter können auf modernes Equipment zurückgreifen, zum Beispiel dreiachsige und fünfachsige Fräszentren sowie Erodiermaschinen, ein modernes 3D-CAD-System und das CAM-System Hypermill von Open Mind. „Das ist in meinen Augen die beste Software für das 5-Achs-Fräsen“, lobt Schneider. „Inzwischen haben wir auch in zusätzliche 5-Achs-Module und in Hypermill Maxx Machining investiert. Dadurch konnten wir die Schruppbearbeitung enorm beschleunigen.“ Mit den Schruppstrategien des Performance-Pakets Hypermill Maxx Machining erzeugen die Precimo-Programmierer trochoidale Werkzeugbahnen, mit denen sich das Zerspanvolumen maximieren und die komplette Schneidenlänge des Werkzeugs ausnutzen lässt.

Besonders angetan haben es Schneider und seinen Mitarbeitern die Feature- und Makrotechnologie von Hypermill: „Damit können wir im CAD vorhandene Geometrie- und Farbinformationen – zum Beispiel zu Bohrungen und Flächen – für die automatisierte CAM-Programmierung nutzen und typische wiederkehrende Geometrien als Makro definieren. Hypermill errechnet dann das passende NC-Programm.“

Intuitiv zu bedienen

Neben dem Vorbau gibt es viele Komponenten, die Kettenreaktion Bikes selbst produziert, zum Beispiel das sogenannte Schaltauge, ein Aluminiumteil zwischen Rahmen und Schaltwerk, mit einer Sollbruchstelle, die bei harten Stößen oder einem Sturz die Schaltung und den Rahmen schützt. Auf dieses Teil ist Gölz besonders stolz: „Eigentlich bin ich ja gelernter Industriemechaniker, aber in meinem Beruf habe ich seit Jahren nicht mehr gearbeitet. Für unser Projekt Kettenreaktion Bikes habe ich eigens Schulungen für die Bedienung der Maschinen und für das 3D-CAD-System absolviert.“ Gölz war angenehm von der Nutzerfreundlichkeit des Systems überrascht: „Nach nur einer Woche Hypermill-Onlineschulung war ich in der Lage, das Schaltauge zu programmieren. Mit der übersichtlichen und intuitiven Bedienoberfläche ist dies keine Raketentechnologie. Auch das Fräsen auf der Hermle C 22 war kein Problem.“

Dank 3D-CAD-System gefräst und nicht gegossen

Noch eine ganze Reihe weiterer Komponenten werden von Kettenreaktion Bikes entwickelt und bei Precimo gefräst, zum Beispiel die Ausfallenden, also die am Fahrradrahmen angebrachten Aufnahmen für die Achse der Fahrradnabe, aber auch Tretlagergehäuse, Kurbeln, Sattelklemmen, Kettenblätter und Bremsscheiben. Gölz und Schneider wollen die an den meisten Gravel- und Mountainbikes sowie Renn- und Tourenrädern universell einsetzbaren Komponenten auch einzeln verkaufen. Kunden können dann damit ihre Räder aufrüsten und individuell aufwerten.

Für Schneider besonders erwähnenswert: Die von Kettenreaktion designten Komponenten werden aus dem Vollen gefräst und nicht gegossen. „Das ist ein Qualitätsmerkmal, auf das wir großen Wert legen. Deshalb haben wir bei manchen Komponenten die Oberflächen so erzeugt, dass Frässtrukturen quasi als Designelemente erkennbar bleiben.“ Das ist mit Hypermill kein Problem: Mit der Software lässt sich jede Fräsbahn individuell gestalten, was zu einem ganz speziellen Angebot geführt hat, wie Schneider erwähnt: „Auf Wunsch gravieren wir den Vorbau sogar mit der Unterschrift des Kunden.“

Der Autor Wolfgang Klingauf ist Geschäftsführer der k+k-PR GmbH.

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