Stalen frame fietsen? Het doet denken aan vroeger, aan filigraanpijpen en aan handgemaakte unica voor individualisten. Maar staal hoeft niet klassiek en ouderwets te zijn - Urwahn is het bewijs. De inwoners van Magdeburg gebruiken 3D-printing om het traditionele materiaal te verwerken tot een hightech product.
Ik begin dit artikel met een pleidooi! Stalen kozijnen zijn geweldig. Ik hou van de look, ik hou van de rit en ik hou van het idee van het duurzame framemateriaal... Dus meer stalen frames alsjeblieft!
De frames van Urwahn krijgen hun unieke uiterlijk en rijeigenschappen van stalen knopen die in 3D-printen ontstaan. De combinatie en het maakproces vind ik spannend. Een heel klassiek materiaal waaruit met een nieuwe techniek nieuwe vormen kunnen worden ontlokt; en de eigenschappen kunnen ook worden gewijzigd of geoptimaliseerd.
We hebben veel interessante feiten voor u voorbereid in vraag-antwoordformaat, met tal van foto's en video's:
Hoe werkt het en wWelke techniek wordt gebruikt?
De dunwandige verbindingselementen van ons innovatieve Urwahn stalen frame zijn vervaardigd met behulp van de nieuwste 3D-printtechnologie. Met behulp van het generatieve lasersmeltproces (Selective Laser Melting (SLM)) worden de verbindingselementen in lagen opgebouwd uit eerder verneveld metaalpoeder. De afzonderlijke metaallagen worden met behulp van een laser aan elkaar versmolten. Met 3D-printtechnologie kunnen we het productieproces van onze complexe bevestigingsmiddelen drastisch verkorten en hebben we geen dure gereedschappen nodig voor de productie.
Met het SLM-proces kunnen we een zeer goede oppervlaktekwaliteit bereiken en het is zeer geschikt voor complexe componenten. Bovendien kunnen componenten met een hoog volume worden vervaardigd met behulp van het SLM-proces. Ook vanuit een duurzaam perspectief biedt het SLM-proces veel voordelen. Zo is de recyclebaarheid van het poeder zeer hoog en is er een optimale materiaalbenutting.
Ze zeggen dat het je vijf jaar kostte om een wiel te maken met deze techniek. Wat waren de moeilijkheden?
Dat is juist. Als gepassioneerd productontwikkelaar en ingenieur voor sportartikelen ontwikkelde Sebastian Meinecke al in 2011 een bijzondere interesse voor puristische fietsen met groeiend milieubewustzijn. Onder de naam "Mkb-fietsen" vervaardigde hij meer dan 60 fietsen in opdracht voor gebruik in stedelijk gebied. Met toenemende ervaring en zijn universitaire specialisatie in productontwikkeling, stelde Sebastian zichzelf de taak om een innovatieve seriefiets te ontwikkelen voor gebruik in met name stedelijke gebieden - het idee voor Urwahn was geboren.
De ontwikkeling van de Urwahn Bike begon in 2015 met de masterscriptie van de ontwikkelaar van het Urwahn-frame, Sebastian Meinecke, tijdens zijn masterscriptie aan de Otto-von-Guericke Universiteit in Magdeburg. Daar wordt het fasegeoriënteerde procesmodel van Integrated Design Engineering onderwezen, dat Sebastian als theoretische basis gebruikte en nog steeds bij Urwahn wordt gebruikt voor productontwikkeling. Daarbij richten we ons specifiek op de gebruiker en analyseren we consequent zijn dagelijkse gebruiksscenario's om een frustratievrij en intuïtief productgebruik te garanderen. In dit onderzoeksproject vond de ontwikkeling en het testen van de framestructuur plaats en vervolgens de oprichting in 2017. Dankzij 3D-printen kon de Urwahn Bike worden gerealiseerd zonder in te leveren op design en functionaliteit.
In principe gaat elke ontwikkelingsstap gepaard met speciale moeilijkheden. De ontwikkeling en daaropvolgende certificering van het frame stelde Sebastian voor uitgebreide ontwerpproblemen, die werden overwonnen door middel van talloze prototypetests, simulaties of optimalisatieloops. Het vinden van een geschikt, compromisloos productieproces ging ook gepaard met grote moeilijkheden, omdat we als bedrijf op geen enkele basis konden bouwen. In die tijd werd het 3D-printproces nog niet gebruikt in de fietsenindustrie en ook vandaag de dag produceren andere fietsfabrikanten alleen prototypes of losse onderdelen in kleine series. (Uitzondering: Bastion Cycles uit Australië). Het uithoudingsvermogen en de financiële zekerheid van het project en het persoonlijke onderhoud hebben ons in de loop van het project herhaaldelijk voor uitdagingen gesteld. De deelstaat Saksen-Anhalt heeft een uitstekend financieringslandschap gecreëerd voor innovatieve bedrijven, waar helaas nog veel te weinig gebruik van wordt gemaakt. Wij hebben hier enorm van geprofiteerd.
Welke onderdelen komen uit de 3D-printer? Welke niet?
Ons innovatieve frameconcept bestaat uit 3D-geprinte verbindingselementen (balhoofdbuisconnector, zitbuisconnector, monostay-bocht, riemopening, trapas en beide uitvaleinden) van 1.2709 staal en diepgetrokken CrMo-stalen buizen. Deze worden met de hand met elkaar verbonden door middel van lastechniek (Platzhirsch). Na het verbindingsproces wordt elke verbinding opnieuw gecontroleerd en nauwkeurig afgesteld met een nauwsluitende pasvorm. Hierdoor krijgen al onze stalen frames hun onmiskenbare karakter en lijken ze uit één stuk te zijn gemaakt.
Welke voordelen heeft dit ten opzichte van conventionele productiemethoden?
Zal het eindresultaat een ander wiel zijn dan bij de conventionele productiemethode?
De voordelen van 3D-printen liggen in de nieuwe mogelijkheden bij het ontwerpen en dimensioneren van zeer complexe componenten, vooral het organische frameontwerp. Het vervaardigen van zulke dunwandige en zeer complexe componenten als onze framedelen was alleen mogelijk met 3D-printen. Zonder dit fabricageproces zou er geen zachte rijgeometrie zijn met dempende rijeigenschappen en geen naadloze, organische designtaal. De kromming in het frame is niet alleen visueel aantrekkelijk, maar zorgt ook voor een geheel nieuwe en comfortabele rijervaring. Bovendien kunnen bekabeling en zadelklem discreet in het frame worden weggewerkt. Urwahn kon direct met de productie beginnen, omdat er geen dure productietools meer nodig waren. Op deze manier kunnen snelle wijzigingen in de componentgeometrieën van batch tot batch worden doorgevoerd, wat ook in de toekomst individuele en op maat gemaakte productie mogelijk kan maken. Het 3D-printproces maakte het veel gemakkelijker en sneller om ons eerste Stadtfuchs-model aan te passen aan de Platzhirsh e-bike. Bij toekomstige ontwikkelingen zullen we enorm profiteren van snellere ontwikkelingscycli.
Vanuit ecologisch oogpunt is het proces hulpbronnenbesparend in vergelijking met conventionele processen, omdat er bijna geen afval is. In feite is het proces niet goedkoop. De framekosten van een oerframe zijn vele malen hoger dan die van een standaardframe gemaakt in Taiwan of China. Ze zijn de belangrijkste kostenpost voor al onze fietsen. 3D-printen heeft zich de laatste jaren sterk ontwikkeld. In 2015 hebben we het eerste frame geprint en de machines zijn veel efficiënter geworden. We gaan ervan uit dat de productiekosten in de toekomst zullen dalen, hoewel we het niveau van de wereldwijde frameproductie niet zullen bereiken, althans niet in de nabije toekomst.
Wo vindt de productie van de fiets plaats?
In tegenstelling tot de industriestandaard wordt het stalen frame van Urwahn volledig in Duitsland geproduceerd - van buisproductie tot frameconstructie, coating en eindmontage in de eigen studio in Magdeburg. Met elk exemplaar dat in het wild wordt vrijgelaten, dragen we bij aan een symbiose van diepgaand milieubewustzijn, transparantie en eerlijke voorwaarden voor alle betrokkenen. Omdat dit ons onderscheidt van andere fabrikanten, hebben we het predikaat FAIR FRAME geïntroduceerd om de holistische productie van het Urwahn-frame in Duitsland te benadrukken.
Nadat de Urwahn-fietsen zijn geverfd, begint de montage.
Wat vind je van Urwahn Bikes? Wat vind je van het product en het idee? Hebben we mensen nodig die het in de toekomst anders gaan doen? Ik denk het wel. Regionaal produceren en producten die duurzaam en recyclebaar zijn, dat is belangrijk.
Als je meer wilt lezen over Urwahn, dan kan dat hier vind wat je zoekt:
https://www.velomotion.de/magazin/2020/02/urwahn-urban-bikes-stahl/