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Ziel der Fallstudie ist die Entwicklung eines funktionalen Prototyps des Sattels für die Motorräder Energica Ego.
Das Team von Energica hat dabei auf die Unterstützung und die Kompetenzen von CRP Technology gesetzt.
Dank des Einsatzes von additiven Technologien in Kombination mit Materialien von Windform® war es dem Team von Energica möglich, die für die Validierung des endgültigen Projekts erforderlichen Zeiten zu verkürzen.
Die Entscheidung für die Entwicklung von Prototypen, die eingehende Studien zur Reduzierung
der Fehlermargen am Spritzgießwerkzeug ermöglichen, ist das Ergebnis eines von CRP Technology gemeinsam mit den Ingenieuren des Teams von Energica Motor Company eingeschlagenen Weges.
Der Sattel besteht aus einem weichen Teil und einem Rahmen, der als Grundplatte bezeichnet wird.
Diese Grundplatte ist eine grundlegende Komponente: Sie muss widerstandsfähig sein (da sie den weichen Aufsatz trägt, auf den das Gewicht des Piloten wirkt), aber gleichzeitig muss sie eine angemessene Flexibilität gewährleisten, um nicht durch den Einsatz des Motorrads auf unebenen Straßen und im Sportbetrieb beschädigt zu werden.
Darüber hinaus kann der Sattel des Motorrads von Energica geöffnet werden, um auf die Steckdose
für die Ladung zugreifen zu können: Der Öffnungs- und Schließmechanismus ist daher von größter Bedeutung.
Herstellung der Prototypen mit 3D-Druck
CRP Technology hat mit Hilfe der selektiven Lasersintertechnologie und der Verbundwerkstoffen von Windform® zwei funktionale Prototypen hergestellt.
An diesen Prototypen hat das Team von Energica die Entwicklung der Komponenten (Ergonomiestudien) sowie die Verifizierung der Konstruktionslösungen (Montagetests) vorgenommen, wobei spezifische Prüfpläne (Straßentests) eingesetzt wurden, um sowohl die vollständige Einhaltung der Funktionsanforderungen
als auch die Einhaltung der geforderten Qualitäts- und Zuverlässigkeitsziele zu überprüfen.
Beachtenswert ist, dass diese Sättel bei allen Typgenehmigungsprüfungen für Motorräder von Energica eingesetzt wurden, einschließlich der von Bosch durchgeführten ABS-Validierung.
Der erste Prototyp
Der Sattel muss ästhetisch ansprechend, komfortabel, widerstandsfähig (gegen Stöße, Schläge, Witterungseinflüsse und Verschleiß) und zuverlässig sein.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, hat CRP Technology für den ersten Prototyp das Material Windform® RL für den weichen Teil des Sattels und Windform® GT für den Rahmen (Grundplatte) verwendet.
Windform® RL ist ein Elastomer aus der Familie der Hochleistungs-Verbundwerkstoffe von Windform®.
Hierbei handelt es sich um ein langlebiges thermoplastisches Material dessen Funktionalität und Flexibilität jenen des Gummis ähnlich sind und das sich für Anwendungen eignet, die komplexe Geometrien aufweisen und eine hohe Elastizität erfordern.
Der Rahmen (Grundplatte) wurde aus Windform® GT gefertigt, einem mit Glasfasern verstärkten Verbundwerkstoff auf Polyamidbasis. In der Palette der Materialien von Windform® für die additive Fertigung zeichnet sich Windform® GT durch seine besondere Flexibilität aus, und zwar nicht nur in ästhetischer Hinsicht, sondern auch im Hinblick auf die Leistung: In der Tat kombiniert Windform® GT hervorragende Merkmale
im Hinblick auf Elastizität mit einer hohen Schlagfestigkeit, weshalb dieses Material in verschiedenen Anwendungen, die Vibrationen oder Stößen unterschiedlichster Art ausgesetzt sind, geschätzt wird.
Im nächsten Schritt wurden die beiden Teile verklebt und der Überzug des Bauteils mit Metallklammern befestigt.
In dieser Phase sind keine Schwierigkeiten oder Probleme aufgetreten: Die Materialien von Windform® können mit jedem beliebigen Material überzogen werden und ermöglichen eine gute Haftung des Überzugs auf dem Bauteil, wodurch eine sichere und dauerhafte Verankerung gewährleistet wird.
Der Prototyp aus Windform® RL und Windform® GT wurde anschließend erneut an Energica übergeben, wo er direkt am Motorrad montiert und auf der Straße getestet wurde.
Der zweite Prototyp
Bei den am ersten Prototyp durchgeführten Tests hat das Team von Energica eine leichte Durchbiegung
des Sattels, die über die ursprüngliche Zielsetzung hinausging, festgestellt.
Das Problem wurde mit Unterstützung der Techniker von CRP Technology gelöst: Im Inneren der Sattel-Grundplatte wurde eine gerippte Struktur zur Versteifung des Bauteils hinzugefügt.
Das abgeänderte Teil (Grundplatte) wurde mit Hilfe der selektiven Lasersintertechnik aus Windform® GT hergestellt. Das weiche Teil (bei Prototyp 1 aus Windform® RL) wurde hingegen durch die endgültige Polsterung ersetzt.
Im nächsten Schritt wurden die beiden Teile verklebt, anschließend überzogen und mit Klammern fixiert.
Die Mitarbeiter von CRP hatten bei der Durchführung dieser Vorgänge keinerlei Schwierigkeiten.
Der zweite Prototyp wurde für die Funktionstests an Energica übergeben, die mit einem mehr als zufriedenstellenden Ergebnis endeten: Das Problem der übermäßigen Durchbiegung war hervorragend
gelöst worden.
Die Datei wurde an die Formenbauer übergeben, die auf dieser Grundlage die Form für die industrielle Produktion entwickelt haben.
Herstellung des Endprodukts mit herkömmlicher Technologie
Dank der professionellen 3D-Drucktechnologie sowie der Materialien von Windform® konnte das Team
von Energica die Zeiten für die Produktentwicklung verkürzen und es war möglich, das Bauteil/den Prototyp während der Wartezeit auf das fertige Kunststoffspritzteil weiterhin direkt am Motorrad testen.
„Für uns“, so das Team von Energica, „war es wichtig, bei der Herstellung der funktionalen Prototypen eine ganze Reihe an Verbundwerkstoffen, die Windform®, zur Verfügung zu haben: Mit Unterstützung der Techniker von CRP haben wir das Material ausgewählt, das dem Endergebnis am nächsten kam.
Der professionelle 3D-Druck von CRP Technology hat es uns in Kombination mit den Materialien von Windform® ermöglicht, rund um die Uhr an den Prototypen zu arbeiten und alle statischen und dynamischen Tests, sogar auf der Straße, durchzuführen.
Nach Abschluss der Tests konnten wir dem Formenbauer die Form für die Herstellung der Kunststoffteile unverzüglich bestätigen: Wir wussten, dass wir daran keine Änderungen mehr vornehmen mussten. Auf diese Weise haben wir Zeit und Geld gespart“.
