Stereolithographie Maßgefertigte Fahrradgriffe dank 3D-gedruckter Gussformen

Handbeschwerden bei längerem Fahrradfahren kennt jeder. Das Start-up Personomic will dies mit personalisierten Fahrradgriffen aus Silikon ändern. Hergestellt werden die dafür benötigten individuellen Gussformen mithilfe der Stereolithographie.

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Normale Fahrradgriffe werden oft nur für die Durchschnittshand entwickelt, was durch erhöhte Druckbelastung auf Nervenbahnen zu Handbeschwerden führen kann. Wie die Personomic GbR mitteilt, werden ihre Griffe auf die individuelle Nutzerhand angepasst. Sie sollen so das natürliche Handgewölbe für ein beschwerdefreies Fahren stützen.

Das Start-up Personomic ist eine Ausgründung der Universität Stuttgart mit dem Ziel, personalisierte Produkte für die Hand herzustellen. Die maßgefertigten Fahrradgriffe sind dessen erste Entwicklung. Seit Oktober 2021 werden sie am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) produziert.

Individuell und langlebig designt

Laut Personomic wurde der Griff von Beginn an zusammen mit Fahrradfahrern entwickelt und in mehreren Iterationsschleifen optimiert. So stand neben der perfekten Passform auch die Materialauswahl im Vordergrund. Während die meisten Fahrradgriffe aus Gummimischungen gefertigt werden, verwendet Personomic hier hochwertiges Silikon. Der Grund: Die in Gummimischungen enthaltenen Weichmacher lösen sich mit der Zeit durch Umwelteinflüsse aus dem Material, welches dadurch klebrig wird. Silikon dagegen ist wesentlich abriebfester und resistent gegen Verkleben. Darüber hinaus biete Silikon neben der hohen Langlebigkeit auch optimale Dämpfungseigenschaften. Diese sind für den Bereich der Handballenauflage wichtig, heißt es.

Additive Fertigung der Gussform

Um die personalisierten Silikongriffe fertigen zu können, kommt der 3D-Druck ins Spiel. Die für den Vakuumguss benötigten Gussformen stellt Personomic mithilfe der Stereolithographie additiv her. Dafür ging das Start-up eine Kooperation mit Rapid Shape, einem Hersteller automatisierter hochauflösender DLP-Produktionsanlagen ein. Die 3D-gedruckten Gussformen sind das Abbild der auf die Nutzerhand personalisierten Griffe. Ihre Oberfläche, und damit die des späteren Griffes, kann individuell konfiguriert werden. Es gibt insgesamt 350 mögliche Designkombinationen. Der Kunde wählt dabei aus verschiedenen Texturen und versieht den Griff auf Wunsch mit einer Gravur. Außerdem können Silikon und Klemmring in verschiedenen Farben nach Belieben kombiniert werden.

Tests bestätigen reduzierten Druck auf die Hand

Am Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) der Universität Stuttgart wurden unabhängige Untersuchungen zur Druckbelastung der Personomic-Griffe im Vergleich zu herkömmlichen ergonomischen Griffen durchgeführt. Nach eigenen Angaben zeigten motorische Kraftmessungen, dass die Griffe von Personomic sowohl die Kraftspitzen auf die Handfläche als auch die Flächenpressung am besten reduzieren. Auch alle Prototypentester berichteten von einer Linderung bis hin zum kompletten Verschwinden ihrer Handbeschwerden durch die Nutzung der Griffe, so Personomic.

Wie der personalisierte Griff automatisiert entsteht

Das Start-up hat zur Produktion der Fahrradgriffe eine zum Patent angemeldete Prozesskette entwickelt, mit der automatisiert gefertigt werden kann. Sie besteht aus vier Schritten:

• 1. Handscan: Um die Griffe möglichst einfach einer breiten Masse zugänglich zu machen, setzt Personomic auf ein einziges Foto zum Vermessen der Hand. In einem geführten Prozess wird über den Smartphone-Browser ein Foto der Hand auf einem DIN-A4-Blatt aufgenommen. Dieses dient als millimetergenaues Referenzobjekt.

• 2. Digitaler Zwilling: Die relevanten Handmaße werden mithilfe einer Machine-Learning-Pipeline bestimmt. Tiefeninformationen werden dabei statistisch interpoliert. Mit diesen Daten wird ein digitaler Zwilling der Nutzerhand generiert.

• 3. Virtueller Abdruck: Die Software von Personomic simuliert die ideale Griffposition des digitalen Zwillings. Dabei wird die Form der Hand auf einen Griffrohling übertragen. Dieser entspricht somit der Negativform der Hand. In einem mehrstufigen Finishing-Prozess wird der Griff geglättet und optisch aufgewertet.

• 4. Fertigung: Die Fertigung erfolgt im Vakkumguss. Die Herstellung der dafür benötigten Gussform erfolgt in industriellen 3D-Druckern. Die Gussform wird im Anschluss unter Vakuum mit Silikon befüllt.

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