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Kunststoff Fahrradrahmen aus recycelbarem Composite-Material entwickelt

Quelle: Igus 3 min Lesedauer

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Igus hat für den E-Bike-Hersteller Advanced Bikes einen Fahrradrahmen aus recycelbarem Composite-Material entwickelt, der im Spritzguss-Verfahren gefertigt wird.

Um die Transformation zur Kreislaufwirtschaft voranzutreiben, setzt der E-Bike-Hersteller Advanced Bikes für seine zukünftige Rahmenproduktion auf igus. (links: Helge von Fugler, Gründer und Geschäftsführer von Advanced; rechts: Jan Philipp Hollmann, Head of Bike Components bei igus). (Bild: Igus)
Um die Transformation zur Kreislaufwirtschaft voranzutreiben, setzt der E-Bike-Hersteller Advanced Bikes für seine zukünftige Rahmenproduktion auf igus. (links: Helge von Fugler, Gründer und Geschäftsführer von Advanced; rechts: Jan Philipp Hollmann, Head of Bike Components bei igus).
(Bild: Igus)

2023 wurden in Deutschland erstmals mehr E-Bikes als klassische Fahrräder verkauft. Dabei bestehen 90 Prozent der heutigen Fahrradrahmen aus Aluminium oder Carbon, werden in sehr energieintensiven Verfahren produziert und landen am Ende ihrer Lebensdauer auf riesigen Fahrrad-Müllhalden.

Um die Transformation zur Kreislaufwirtschaft voranzutreiben, hat sich der E-Bike-Hersteller Advanced Bikes für seine zukünftige Rahmenproduktion mit Igus zusammen getan. Gemeinsam haben die Unternehmen jetzt einen nachhaltigen Fahrradrahmen aus Composite-Material entwickelt, der im neuen Trekking-E-Bike Reco Urban zum Einsatz kommen soll. „Der Anspruch von Advanced war es, einen Rahmen aus einem Verbundmaterial mit 100 Prozent recycelbarem Kunststoff im Spritzgussverfahren zu fertigen“, erinnert sich Jan Philipp Hollmann, Head of Bike Components bei Igus. „Da wir bereits seit über 30 Jahren Komponenten wie Gleitlager, Gelenkköpfe, Zahnräder und Führungsschienen für die Fahrradindustrie entwickeln und produzieren, nahmen wir die Herausforderung sofort an, Advanced beim Design des Fahrradrahmens zu unterstützen und sowohl Entwicklung als auch Werkzeugbau und Spritzguss zu übernehmen.“

Aus einem Teil gespritzter Fahrradrahmen

Igus verwendet einen Verbundwerkstoff in Granulatform, bestehend aus Hochleistungskunststoffen und Carbon-Fasern. Dieser Mix verleiht dem Rahmen ausreichende Festigkeit, Steifigkeit und ein geringes Gewicht. Zudem fertigte Igus innerhalb weniger Wochen ein vielteiliges Spritzgusswerkzeug für die komplexe Geometrie des Fahrradrahmens.

Das Ergebnis: Ein 3,3 kg leichter, aus einem Teil gespritzter Fahrradrahmen – ohne Schweißnähte, korrosionsbeständig, langlebig und extern geprüft. Die Produktion in Deutschland ermöglicht kurze Lieferwege und eine bedarfsgerechte Just-in-time-Produktion. Ausgediente Rahmen werden über das eigene „chainge“ Recycling-Programm regranuliert, um das Material wieder dem Wertstoffkreislauf zuzuführen. „In Zukunft wollen wir auch andere, recycelbare Fahrradkomponenten wie Gepäckträger, Felgen, Speichen und Sattelstützen im Spritzgussverfahren fertigen lassen“, erklärt Helge von Fugler, Gründer und Geschäftsführer von Advanced. „Nur so kann ein komplett kreislauffähiges E-Bike Wirklichkeit werden.“

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Komponenten aus schmierfreien High-Performance-Kunststoffen

Die Fahrradrahmen werden aktuell in zwei verschiedenen Verfahren hergestellt: Im Spritzguss werden sowohl modulare als auch Rahmen in einem Stück hergestellt. Dazu kommen im Rotomolding-Verfahren gefertigte Rahmen – zum Beispiel für das eigene RCYL Bike, einem Fahrrad aus 50 Prozent recycelten Fischernetzen. Neben Fahrradrahmen will das Unternehmen auch weitere Fahrradkomponenten in diesem Verfahren fertigen: von Laufrädern über Kurbeln und Lenker bis hin zum Planetengetriebe. Große und kleinere Serienfertigungen können so kostengünstig realisiert werden. Die Komponenten aus High-Performance-Kunststoff sind leichter, schmier- und korrosionsfrei. Anwender können also problemlos zum Hochdruckreiniger greifen, denn es wird kein Schmiermittel ausgespült und es kann nichts rosten.

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135 Billionen Testzyklen und 15.000 Versuche pro Jahr

Bevor sie zum Einsatz kommen, werden alle Komponenten ausgiebig getestet. 135 Billionen Testzyklen und 15.000 Versuche finden jährlich im 4.000 Quadratmeter großen Igus Testlabor in Köln statt. 250 Quadratmeter davon sind allein für die Prüfstände, auf denen alle Fahrradkomponenten getestet werden. Das gilt auch für den neuen Reco-Rahmen. Hollmann: „Wir werden die ersten spritzgegossenen Fahrradrahmen mit Computertomografie auf mögliche Probleme wie Lufteinschlüsse im Composite-Material prüfen und alle relevanten Rahmentests in unserem Prüflabor durchführen.“

Kunden erhalten von Advanced eine Garantie von 30 Jahren. Für maximale Sicherheit setzt Igus daher auf eine Vielzahl an Prüfverfahren. „Diese sind angelehnt an Normtests, zum Beispiel des EFBE und des TÜV“, betont Hollmann. „Darüber hinaus führen wir auch eigene Testverfahren durch – zum Beispiel in unserer Klimakammer.“ Mit den dabei gewonnenen Daten können präzise Aussagen zur Lebensdauer der eingesetzten Werkstoffe unter unterschiedlichen Umweltbedingungen getroffen werden.

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