Bionic Bike

Auf der Hannover Messe 2015 wurde das Bionic Bike als herausragender Entwicklungserfolg im funktionalen 3D-Druck vorgestellt. Das Rad, dessen Rahmen von Grund auf mit dem ELiSE-Verfahren entwickelt und von der citim GmbH im Laserstrahlschmelz-Verfahren aus einer Aluminiumlegierung gefertigt wurde, demonstriert die Vorteile des ELiSE Leichtbau-Verfahrens in Kombination mit additiven Fertigungsmethoden wie z.B. die Funktionsintegration von Beleuchtung und Kabelführung oder die Fertigung komplexer Geometrien zur Versteifung von Kanten und Oberflächen. Der Verzicht von Schweißnähten führt außerdem zu einem gleichmäßigen Werkstoffgefüge.

Die Möglichkeiten des Additive Manufacturing sorgen für bis dato unerreichte Freiheiten in der Formgebung. Hohlstrukturen können punktuell an lokale Lasten angepasst werden und mit belastungsgerecht ausgelegten Gitterstrukturen versteift werden. Dafür stehen eigens dafür entwickelte Algorithmen zur Verfügung. Das Bionic Bike pro­fitiert beispielsweise im Bereich des hochbelasteten Tretlagers von der Versteifung durch adaptive Gitterstrukturen. Das Ergebnis: 60% Gewichtsersparnis und ein einzigartiges Design.

Folgende klassische Ingenieursmethoden und bionische Entwicklungswerkzeuge des ELiSE-Verfahrens wurden bei der Entwicklung des Bionic Bike kombiniert:

· Topologieoptimierung zur Ermittlung optimaler Lastpfade

· Parametrische Optimierung auf Basis von Evolutionsalgorithmen zur Auslegung der idealen Rahmengeometrie mit variablen Querschnittsformen

· CAO zur Kerbspannungsminimierung

· Strukturversteifung mittels adaptiver Balkenstrukturen an hochbelasteten Bereichen im Inneren der Struktur

·  Integration bionischer Prinzipien nach dem Vorbild von Leichtbaustrukturen der Schalen von Diatomeen