3D-gedruckte Fahrradhelme

Durch den Einsatz fortschrittlicher Vermessungstechnologien und additiver Fertigungsverfahren können Helme entstehen, die nicht nur den individuellen Kopfformen perfekt angepasst sind, sondern auch in puncto Komfort und Design neue Maßstäbe setzen.

3D-Druck für die Herstellung von Fahrradhelmen

Fahrradhelme sind ein unverzichtbarer Schutz für jeden Radfahrer, doch oft sind sie als Massenprodukte in Standardgrößen gefertigt, die nicht jedem Kopf gerecht werden – das gehört nun der Vergangenheit an. Durch die Anwendung von 3D-Scanning und additiven Fertigungsverfahren können Fahrradhelme individuell an die Kopfform jedes Radfahrers angepasst werden. Diese personalisierte Produktionsmethode verbessert nicht nur die Passform und damit die Sicherheit des Helms, sondern ermöglicht auch eine größere Flexibilität im Design. Indem man die genauen Maße des Kopfes erfasst und direkt in den Produktionsprozess integriert, entstehen Helme, die in Sachen Tragekomfort und Schutz optimiert sind.

Vorteile von 3D-Druck für Fahrradhelme

Die Vorteile des 3D-Drucks in der Herstellung von Fahrradhelmen sind vielfältig. Zunächst ermöglicht diese Technologie eine präzise Anpassung an individuelle Kopfformen, was die Sicherheit und den Komfort für den Nutzer erheblich steigert. Durch den direkten Übergang von digitalen Daten in physische Produkte entfallen herkömmliche Einschränkungen des Designs, sodass auch komplexere Strukturen realisiert werden können. Die additive Fertigung ist sehr effizient in der Materialnutzung, da nur das Material benötigt wird, was am Ende wirklich für das Bauteil nötig ist. Und auch die Geschwindigkeit des Herstellungsprozesses ist nicht zu vernachlässigen: Vom ersten Scan bis zum fertigen Produkt vergehen nur wenige Tage, wodurch auch schnelle Anpassungen möglich sind.

Individuelle Passform
Designfreiheit
Effiziente Materialnutzung
Schnelle Produktion
On-Demand-Herstellung

Die Integration von 3D-Scanning und additiven Fertigungsmethoden in den Produktionsprozess von Fahrradhelmen stellt eine maßgebliche Verbesserung des Nutzerkomforts dar. Durch den Einsatz moderner Vermessungstechniken können individuelle Kopfformen genau erfasst und in den Designprozess einbezogen werden. Dies führt zu einer optimalen Passform des Helms, die wiederum die Schutzwirkung im Falle eines Sturzes maximiert. Zudem erlaubt die Flexibilität des 3D-Drucks die Einbindung komplexer Geometrien und Belüftungssysteme in das Helm-Design, was den Tragekomfort weiter erhöht. Die schnelle Umsetzung vom individuellen Scan zum fertigen Produkt ermöglicht eine effiziente Prototypenentwicklung und maßgeschneiderte Lösungen für spezielle Anforderungen.

Use Case: SOLO

Der Anwendungsfall SOLO stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Personalisierung und Sicherheit von Fahrradhelmen dar und demonstriert eindrucksvoll die Möglichkeiten der 3D-Drucktechnologie in der modernen Produktentwicklung. SOLO, ein Projekt, das von Nils Sorger speziell für die Anforderungen individueller Nutzer konzipiert wurde, nutzt die Präzision des 3D-Scannings, um Helme zu erstellen, die nicht nur in ihrer Form, sondern auch in ihrer Funktionalität maßgeschneidert sind. Dieser Ansatz markiert einen Paradigmenwechsel in der Herstellung von Schutzausrüstung, indem er von standardisierten Größen abrückt und stattdessen eine vollständig personalisierte Lösung anbietet.

Im Zentrum des SOLO-Projekts steht die Idee, dass kein Kopf dem anderen gleicht und dass ein Helm, der genau auf die individuelle Kopfform eines Radfahrers abgestimmt ist, einen deutlich höheren Schutz und Komfort bieten kann. Diese Erkenntnis führte zur Entwicklung eines Helm-Designs, das nicht nur die Sicherheit im Falle eines Sturzes maximiert, sondern auch das allgemeine Fahrerlebnis durch verbesserte Belüftung und reduziertes Gewicht steigert.

3D-Scanning und individuelle Anpassung

Eine der Kerntechnologien hinter SOLO, der 3D-Scan, ermöglicht eine nie dagewesene Präzision bei der Anpassung von Fahrradhelmen an individuelle Kopfformen. Dieser Prozess beginnt mit einem detaillierten Scan des Kopfes, um exakte Maße und Konturen zu erfassen. Die daraus resultierenden Daten bilden die Grundlage für den Designprozess, wodurch eine perfekte Passform gewährleistet wird. Diese individuelle Anpassung verbessert nicht nur den Tragekomfort, indem Druckpunkte vermieden werden, sondern erhöht auch signifikant die Schutzwirkung des Helms, da er bei einem Aufprall optimal sitzt und die Aufprallkräfte effektiver verteilen kann.

Ein weiterer Aspekt, der durch die Nutzung von 3D-Scanning und individueller Anpassung bei SOLO hervorgehoben wird, ist die Möglichkeit, auf spezifische Bedürfnisse und Vorlieben der Nutzer einzugehen. Dies betrifft nicht nur die Passform, sondern auch Designwünsche, die durch die flexible Gestaltung des Helms möglich werden. Dadurch wird ein neues Niveau an Nutzerzufriedenheit erreicht, das in der Produktion von Fahrradhelmen bisher seines Gleichen sucht.

Indem SOLO diese innovativen Technologien nutzt, setzt es neue Standards in der Sicherheit und im Komfort von Fahrradhelmen. Die individuelle Anpassung sorgt dafür, dass jeder Helm nicht nur ein Schutzgegenstand ist, sondern auch ein persönliches Produkt, das die Identität des Radfahrers widerspiegelt und seine Fahrt sicherer macht.

Design und technische Umsetzung

Das Design und die technische Umsetzung des SOLO-Helms sind auf die optimale Integration von Sicherheit, Komfort und Ästhetik ausgerichtet. Durch die Nutzung fortschrittlicher 3D-Scan-Technologie und additiver Fertigungsprozesse ist es möglich, einen Helm zu entwickeln, der nicht nur die individuellen Kopfformen der Nutzer berücksichtigt, sondern auch spezifische Anforderungen an Belüftung, Gewicht und Design erfüllt.

Vom digitalen Modell zum physischen Produkt

Nach der Datenerstellung und -verarbeitung wird das individuelle Design jedes Helms mithilfe von CAD-Software erstellt. Dieser sigitale Entwurf ist die Grundlage für den anschließenden 3D-Druckprozess.

Designprozess

Um die optimale Struktur zu finden, die luftdurchlässig, leicht und stoßresistent ist, wurden viele verschiedene Iterationen generiert, in Falltests auf ihre Stoßdämpfung getestet und bewertet.

Im Designprozess des SOLO-Helms wird besonderer Wert auf die aerodynamische Optimierung und die effiziente Luftzirkulation gelegt. Durch computergestützte Strömungssimulationen (CFD) werden Belüftungskanäle so entworfen, dass sie eine maximale Kühlung bei minimalem Luftwiderstand bieten. Diese präzise Gestaltung gewährleistet, dass der Helm nicht nur schützt, sondern auch unter intensiven Fahrbedingungen einen hohen Tragekomfort bietet.

Innovative Aspekte

Ein innovatives Feature des SOLO-Helms ist die Anpassungsfähigkeit seiner inneren Polsterung. Durch den Einsatz von TPU-Pads, die sich an die Kopfform des Nutzers anpassen, wird ein zusätzlicher Komfortgrad erreicht. Die Pads sind so konzipiert, dass sie einfach entfernt und gereinigt werden können, was die Langlebigkeit des Helms erhöht und die Hygiene verbessert.

Insgesamt vereint der SOLO-Helm durch sein durchdachtes Design und seine fortschrittliche Umsetzung die Anforderungen moderner Radfahrerinnen und Radfahrer an einen Fahrradhelm. Er steht exemplarisch für die Möglichkeiten, die sich durch die Kombination von traditionellem Helm-Design und neuesten Technologien eröffnen.

Produktionsprozess

Durch die Verwendung des Selektiven Lasersinterns (SLS) wird das Design Schicht für Schicht aus einem Pulvermaterial aufgebaut. Diese Technik ermöglicht eine außergewöhnliche Detailgenauigkeit und ist besonders geeignet für die Herstellung komplexer Strukturen, wie sie für die Belüftungskanäle und die ergonomische Anpassung des SOLO-Helms erforderlich sind.

Technische Spezifikationen

Die Hauptkomponente des Helms besteht aus einem hochfesten, aber leichten Polymer (PA 11), das durch das SLS-Verfahren verarbeitet wird. PA 11 wird aus einem nachwachsenden Rohstoff gewonnen (Rizinusöl) und splittert nicht, was es zu einer perfekten Wahl für Sicherheitsausrüstung macht.

Das selektive Lasersintern ermöglicht es, die komplexen Strukturen und feinen Details, die im Designprozess entwickelt wurden, präzise zu realisieren. Darüber hinaus erlaubt die additive Fertigung die Integration von Funktionsmerkmalen, wie z.B. integrierten Befestigungspunkten für Zubehör, direkt in die Helmstruktur ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Montageschritte.

Post-Processing für optimale Qualität

Nach dem Druckprozess durchläuft der Helm verschiedene Nachbearbeitungsschritte. Dazu gehört zunächst das Entfernen von überschüssigem Pulver, welches im Nachgang wiederverwendet wird, um den Materialverbrauch zu minimieren.

Für eine einheitliche Farbgebung und UV-Beständigkeit wird der Helm nach dem Sandstrahlen eingefärbt. Durch die Wahl einer persönlichen Farbpräferenz werden die Nutzer:innen zum Tragen angeregt.

Fahrradhelme der Zukunft

Das SOLO-Projekt von Nils Sorger verdeutlicht eindrucksvoll das Potenzial des 3D-Drucks und des individuellen Designs in der Entwicklung von Fahrradhelmen. Indem es sich modernster Technologien bedient, bietet es eine maßgeschneiderte Lösung, die in puncto Sicherheit, Komfort und Design bisherige Grenzen überschreitet. Der Ansatz, jeden Helm an die einzigartige Kopfform seines Trägers anzupassen, stellt nicht nur eine bedeutende Innovation dar, sondern setzt auch neue Standards für die gesamte Branche.

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Bilder: Larissa Schieberl, Nils Sorger

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