Hochfeste Thermoplaste für Fahrradkomponenten: Wie Compoundeure/Anwendungsentwickler dazu beitragen, dass der Innovationsspielraum für Konstrukteure weiter wächst.

Cycle-Chic, E-Bike-Boom, Rad-Kultur, Low-Tech, High-Tech, Fahrrad-Autobahnen – das Rad befindet sich inmitten seiner Neu-Erfindung; inmitten eines Wandels vom reinen Fortbewegungsmittel und Sportgerät zum Ausdruck eines gelassenen, nachhaltigen, individuellen Lebensgefühls. Immer mehr Menschen weltweit messen dem Fahrrad eine emotionale Bedeutung zu wie einst dem Auto. Das macht das Fahrrad zu einem der Hauptakteure im Rahmen des Megatrends Mobilität. Inmitten dieses Megatrends stehen dabei auch die Menschen, die eine der technologischen Grundlagen für Fahrradkonstrukteure und ihre innovativen Designideen für Fahrradkomponenten jeder Art schaffen: die Kunststoff-Compoundeure beziehungsweise Anwendungsentwickler, die für die Zusammensetzung und damit die Leistungsfähigkeit der benötigten Werkstoffe sorgen.

Kunststoff-Compoundeure beziehungsweise Anwendungsentwickler bringen das Wissen, die Erfahrung und den Gestaltungswillen mit, um Konstrukteuren und Herstellern von Fahrradkomponenten die Werkstoffe an die Hand zu geben, die sie brauchen, um am Ende Fahrradfahrer jeder Couleur zu begeistern. So wie zum Beispiel die Niederländerin Lot van Hooijdonk. Zitat*: „Radfahren ist wie ein Stück Magie: Es hat nur Vorteile.” Lot muss es wissen – sie ist ihres Zeichens Beigeordnete der Gemeinde Utrecht – laut Copenhagenize-Index eine der drei fahrradfreundlichsten Städte weltweit.

Ob Gewichtsreduktion, Festigkeit, Leichtbau, Aluminium-Ersatz – mittels hochfesten Thermoplasten und umfassendem Fachwissen erleichtern Compoundeure Konstrukteuren das Arbeitsleben.

Ein praxisorientierter, praxiserfahrener Anwendungsentwickler kann dabei seinem „Mitspieler” auf Herstellerseite ein wertvoller „Zuspieler” – ein fester, akzeptierter Projektmitarbeiter sein. Er kann ihm eine umfassende technische Anwendungsberatung bieten, die von der Werkstoffberatung über die Bauteilauslegung (Stichwort: Metallersatz) bis zur Werkzeugauslegung und Verarbeitungsunterstützung reicht.

Und das entlang der gesamten Prozesskette: Vom Design über den Prototypenbau bis zur Serienfertigung. Für ein einzelnes Produkt ebenso wie für eine ganze Komponentengruppe. Von der ersten Idee für ein Bauteil – dem ersten „Bleistiftstrich” – bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das fertige, erprobte Teil verwendungsfertig auf dem Tisch liegt.

Für ein Bauteil:

• dessen Werkstoffauswahl und Fertigungsverfahren stets im Wirkumfeld der gesamten Baugruppe betrachtet wurde,
• das alle notwendigen Optimierungsschleifen durchlaufen hat (so lange, bis es in einem „vernünftigen” Werkzeug auch „vernünftig” – sprich qualitätsgerecht – herstellbar, verwendbar und montierbar ist) und
• dessen Recyclingverhalten unter allen Gesichtspunkten seines CO₂-Fußabdrucks beziehungsweise Produktlebenszyklus betrachtet und optimiert wurde.

Vorteil: Rezeptierungs-Fachwissen

Ein tragendes Element im Rahmen einer umfassenden technischen Anwendungsberatung bildet dabei das Therma Bauteilauslegung beziehungsweise Metallersatz (der ja aus einer Reihe von Gründen interessant werden kann – sei es eine Gewichtsersparnis, die angestrebte Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks, Korrosion oder auch Ressourcenverknappung).

Hier kann ein richtig guter Compoundeur/Anwendungsentwickler immer dann seine Stärken ausspielen, wenn er in der Lage ist, auf eine Vielzahl von Hochleistungskunststoffen beziehungsweise Thermoplasten/Polymeren zurückzugreifen, die jede Entwicklungsstufe, jeden Entwicklungsschritt „mitgehen”. Einfach weil er sie stets so modifizieren kann, das sie die Leistungsstufen von Metallen erreichen beziehungsweise deren Leistungsgrenzen übertreffen.

Seien es spritzgegossene Hochleistungskunststoffe mit Glas- oder Carbonfasern, gleit- und reiboptimierte Werkstoffe, Mischfasercompounds, ultrahochfeste Carbonfaservarianten oder auch Langfaserthermoplaste: Sie alle versetzen einen Konstrukteur in die Lage, Metalle – und hier insbesondere Produkte aus Stahl und Aluminium sowie Aluminium- und Magnesiumdruckguss – zu ersetzen.

Dieser Zugriff auf einen solchen „Thermoplast-Setzkasten” – vergleichbar einem Pharmazieschrank mit unzähligen Wirkstoffen und möglichen Wirkstoffkombinationen – versetzt ihn in die Lage, dass er komplett frei ist in seiner Auswahl der Werkstoffe. Somit kann er bei Bedarf eine ganze Baugruppe aus einem Werkstoffprogramm heraus generieren.

Vorteil: Verarbeitungs-Fachwissen

Eine weitere wichtige Rolle im Rahmen einer zielführenden technischen Anwendungsberatung bildet das Fachwissen seitens des Compoundeurs rund um das Thema Verarbeitung von Thermoplasten. Ein richtig guter Compoundeur ist dabei auch hier in der Lage, sein Rezeptierungs-Know-how – und damit die gesamte Entwicklung und Herstellung der Werkstoffe zum Beispiel aus dem Bereich Polymere beziehungsweise Füll- und Verstärkungsstoffe – unmittelbar auf andere Verarbeitungstechnologien übertragen zu können. Dazu gehört neben dem Spritzguss auch der 3D-Druck (mit den Verfahren Filament- und Direktdruck sowie dem Lasersintern). Zur Erzeugung von zum Beispiel offenzelligen, weichen Gitterstrukturen („Latice-Structures”), wie sie zum Beispiel für Sättel oder auch hochfeste Anbaukomponenten – wie zum Beispiel Fixierungen – benötigt werden.

Fazit: Es ist wie im Radsport – die Teamarbeit zählt.

Die beste Baugruppe oder auch das beste Rad allein machen noch keinen Sieger im Gesamtklassement. Das gilt im übertragenden Sinne auch für hochfeste Thermoplaste: auch der vermeintlich beste Werkstoff allein ist noch kein Garant für außergewöhnliche Belastbarkeit oder innovative Gestaltungsfreiheit. Er wirkt nur dann segensreich, wenn er einem Profi in die Hände fällt, der alle Aspekte der Komponentenentwicklung im Radsport kennt.

Im Team der LEHVOSS Gruppe „fahren” solche Profis: Compoundeure beziehungsweise Anwendungsentwickler, die einem Konstrukteur als wertvolles, unterstützendes Teammitglied zur Seite stehen. Mit einer umfassenden technischen Anwendungsberatung in puncto Werkstoff, Bauteil- und Werkzeugauslegung sowie Verarbeitung. Mit einem Werkstoffportfolio, dass a) weltweit einsetzbar ist und b) in seiner Vielfalt und Leistungsfähigkeit weltweit seinesgleichen sucht. Und vor allem auch mit der notwendigen Flexibilität und dem notwendigen Tempo ausgestattet, um jeden Produktwechselzyklus, jede Produktentwicklung, jeden Innovationsdruck und jede Fahrradmesse auf der Welt erfolgreich zu meistern. Kurz: Mit der Fähigkeit, jederzeit einen Gang höher zu schalten.

Steigen Sie tiefer in die Materie ein und informieren Sie sich in unserem Ratgeber "Strukturanwendungen und Metallersatz mit thermoplastischen Materialien und Compounds":

*„If you build it, the Dutch will Pedal”/Utrecht Journal/The New York Times 2017