Carbon-Fahrrad als Technologie-Träger Carbon-Fahrrad als Technologie-Träger Carbon-Fahrrad als Technologie-Träger

Fahrbericht: Braid Trekking

Carbon-Fahrrad als Technologie-Träger

  • Jochen Donner

Carbon ist begehrter Universal-Werkstoff der Zukunft. Doch die Verarbeitung des Fasermaterials ist aufwändig und teuer. Am Beispiel Fahrrad zeigen die Macher des Braid, wie eine effiziente Carbon-Produktion für die Techno­logie-Branchen von morgen aussehen könnte.

Wir leben an der Schwelle eines neuen Zeitalters. So wie wir heute die Steinzeit, wird man unsere Epoche einmal als Übergangsphase ins Zeitalter der Komposit-Werkstoffe betrachten können. Überall tauchen sie auf: leichte Verbundwerkstoffe mit völlig neuen, bis dahin unvereinbaren Eigenschaften, die die industrielle Produktion von Massengütern von Grund auf verändern. Als Radfahrer und -liebhaber haben wir das schon ein wenig früher erfahren als die breite Masse: Carbonfaserstoffe eignen sich ganz hervorragend für das Leichtbau-Objekt Fahrrad. Superleicht und supersteif, intelligente Konstruktion vorausgesetzt, ist Carbon als universeller Werkstoff im Fahrradbau nicht zu übertreffen. Ein weiteres Mal, dass umwälzende Ideen vom Fahrrad her die Welt verändern? Der leichte Stahlrohr-Rahmen, Luftreifen, die Lichtmaschine, Speichenräder – bei all diesen Konstruktionselementen haben findige Flugzeug- und Automobil-Entwickler seinerzeit auf bereits existente Fahrradtechnik zurückgegriffen. Heute laufen technische Entwicklungen pa­rallel in vielen Branchen. Carbon spielt eine wachsende Rolle in Schlüsselindustrien wie Flugzeug-, Raumfahrt- und Fahrzeugbau. Ein Beispiel: Die komplette Fahrgastzelle des neuen, elek­trischen BMW i3 besteht aus einer leichten Kohlefaser-Struktur. Sie wiegt nur 140 Kilo. Das spart gut zwei Drittel Gewicht gegenüber einer Stahlkonstruktion.

Braid Carbon-Trekkingrad

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Das begehrte Komposit-Material ist jedoch schwierig, aufwändig und damit teuer zu verarbeiten. Große Anstrengungen werden unternommen, um eine industrielle Fertigung kostengünstiger und mit reproduzierbarer Qualität möglich zu machen. Bisher müssen Carbon-Matten einzeln von Hand in Formen geschichtet werden, um zu Bauteilen verbacken zu werden. Diese Handarbeit bedeutet hohe Fertigungskosten und Inkonsistenz bei der Fertigung: Die Matten werden nie exakt gleich ausgerichtet oder in derselben Dichte verlegt, wie es der hohe Qualitätsanspruch der Abnehmer erfordert.
Hier kommt das Braid-Bike ins Spiel: Dessen Hersteller ist die junge Firma Munich Composites, die, als Ausgründung aus dem Lehrstuhl für Carbon Composites der TU München, einen Weg gefunden hat, die Carbonverarbeitung zu automatisieren. Die Innovation steckt dabei eigentlich in zwei Elementen: Eines ist ein Monstrum von automatischer Flechtmaschine. Die flicht aus Carbonfäden von unzähligen Spindeln ein beliebig geformtes Werkstück, solange dies ein Hohlprofil ist (s. Kasten links). „Damit können wir Bauteile mit ununterbrochenem Faserverlauf exakt belas­tungsgerecht bauen“, beschreibt Olaf Rüger, CEO von Munich Composites, die Potenziale der neuen Technik. Deren zweites Kernstück ist ein aufblasbarer, frei formbarer, aber völlig unnachgiebiger Elastomer-Flechtkern. Dieser wiederverwendbare Kern definiert die Innenform jedes Werkstücks; er wird unter millimetergenauer, automat­ischer Führung von Industrie-Robotern beliebig oft durch die Flechtmaschine geführt. Ist das Teil fertig, entfernt man den Kern und injiziert unter Druck und Temperatur das Bindemittel Harz. So sind Kapazitäten von bis zu 2000 Stück in kurzer Zeit und von völlig identischer Qualität möglich. Die Faserbelegung, deren Dichte und Winkel sind, ganz nach den erwünschten Materialeigenschaften, frei definierbar und jederzeit reproduzierbar. „Der Maschine ist es egal, ob sie in Taiwan oder in Deutschland steht“, meint Olaf Rüger zu seiner Entwicklung. Das könnte die Carbonfertigung völlig umwälzen: Aus Kostengründen wird heute meist in Fernost gefertigt, mit all den Nachteilen langer Kommunikations- und Transportwege. Unter der Marke Braid flicht Munich Composites den von ihnen als Technologieträger konzipierten Fahrradrahmen, der in drei Varianten ausgestattet als Braid-Bike zu Preisen zwischen 2500 und 12.900 Euro zur Eurobike auf den Markt kommen soll. Die Räder werden nur auf Bestellung gebaut. Doch auch einen MTB-Lenker oder Sattelschalen für die Ergonomie-Spezialisten von SQ-Lab, KFZ-Antriebswellen oder das Gestänge für eine Swimmingpool-Abdeckung spuckt die Flechtmaschine aus.

Unter dem Titel „Harter Stoff“ läuft noch bis 10. Januar 2015 eine Sonderausstellung zum Thema Carbon im Deutschen Museum, München. Dort ist auch das Braid Bike ausgestellt.
www.deutsches-museum.de

Den Artikel aus Ausgabe 5/2014 in voller Länge erhalten Sie als PDF-Download.

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