3D-gedruckter Fahrradsattel für ergonomisches Radfahren

Gedruckter sattel: hype oder zukunft?

3D-gedruckte Sättel sprießen gerade wie Pilze aus dem Boden. Warum das so ist, was hinter der Technologie steckt und was wir darüber denken, sagen wir Dir in diesem Beitrag.

3D-gedruckte Gitterstruktur einer Fahrradsattelpolsterung

Nicht der ganze sattel ist 3d-gedruckt

Nahezu jeder Sattelhersteller, der etwas auf sich hält, hat mit dem Modelljahr 2023 3D-gedruckte Sättel auf dem Markt. Dazu kommen noch einige Nischenhersteller und sogar Eigenmarken von Fahrradherstellern.

Aber warum?

Schlicht, weil es recht einfach möglich ist. Dazu musst Du wissen, dass bei 3D-gedruckten Sätteln nicht der gesamte Sattel aus dem Drucker kommt, sondern „nur“ die Sattelpolsterung. So ersetzen 3D-gedruckte Gitterstrukturen herkömmliche Sattelpolsterungen, die gemeinhin aus Schaumstoffen und einem Mikrofaserüberzug bestehen. Einfach ist das, weil im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren keinerlei Formen oder ähnliches benötigt werden, um die Polsterung herzustellen. Diese kann „schnell“ ausgedruckt und anschließend auf einen bestehen Sattel geklebt werden. Damit ist der Traum für jede Marketingabteilung fertig: Der nach eigenen Vorstellungen 3D-gedruckte Sattel.

Dass dabei im Eifer des Gefechts teils „irgendetwas“ herauskommt, muss klar sein. Aber es geht auch anders. Die Vorreiter in der Branche, was das Thema 3D-gedruckte Sattelpolsterungen angeht, können mittlerweile so einiges. Dazu mehr im nächsten Abschnitt.

Welche anbieter gibt es und ist das verfahren stabil?

Vorreiter bei 3D-gedruckten Polsterungen für Fahrradsättel ist Specialized aus den USA. Mit dem Modelljahr 2023 präsentiert Specialized schon die vierte Generation von Sätteln. Ebenso ein Vorreiter bei der Nutzung der 3D-Technologie ist Fizik, eine Marke von Selle Royal aus Italien. Während die erste Generation von Sätteln durchaus noch Kinderkrankheiten hatten, ist der erzielte Fortschritt mittlerweile beachtlich.

Die ersten Generationen von Sätteln hatten unter anderem noch Haltbarkeitsprobleme (die Gitterstrukturen kollabierten), waren wenig UV resistent und ob ihrer aggressiven Oberfläche teils echte „Hosenfresser“. Diese Probleme sind bei den etablierten Herstellern durch verbesserte Materialrezepturen und angepasste Designs nun nahezu ausgemerzt. Vor allem bei Specialized, die das Potenzial der 3D-Technologie mittlerweile sehr gut ausnutzen und in einer sehr agilen Arbeitsweise Verbesserungsschleifen am laufenden Band fahren. Wohl auch, so wird in der Branche gemunkelt, da Specialized und Carbon (der Anbieter der zurzeit vielversprechendsten 3D-Drucker und Software für Sattelpolsterungen) beide aus Kalifornien kommen, eng zusammenarbeiten und Specialized gewisse Designfeatures exklusiv nutzen darf. Wenn Du die am Markt verfügbaren Sättel der verschiedenen Hersteller vergleichst und genau hinsiehst, wird Dir das vielleicht auffallen.

3D-gedruckte Fahrradsattelpolster von Specialized und Fizik

Digital Light Synthesis (DLS) 3D-Druckprozess für Fahrradsattelpolster

So funktioniert der druck

Um Gitterstrukturen für die Polsterung herzustellen, gibt es verschiedene Verfahren. Das am häufigsten eingesetzte ist das sogenannte DLS (Digital Light Synthesis) Verfahren der bereits vorhin erwähnten Firma Carbon aus den USA. Die Produktion läuft in folgenden Schritten ab:

Modellvorbereitung: Zunächst wird das 3D-Modell der Polsterung digital erstellt. Dieses Modell enthält sämtliche Parameter für die Gitterstruktur, die für den Druckprozess notwendig sind.
Harz und Druckbett: Der Druckprozess beginnt mit einem flüssigen Harz, das photopolymere Eigenschaften (härtet unter Lichteinfluss aus) hat. Das Harz wird in einem Behälter bereitgestellt, der als Druckbett fungiert.
Lichtprojektion: Unterhalb des Druckbetts befindet sich eine lichtempfindliche Projektionsfläche. Mithilfe eines digitalen Projektors wird ein spezielles Muster aus UV-Licht auf die Projektionsfläche projiziert. Das Muster entspricht der Querschnittsform der ersten Schicht der Sattelpolsterung.
Harzhärtung: Das projizierte UV-Licht bewirkt eine selektive Aushärtung des Harzes auf der Projektionsfläche. Die belichteten Bereiche des Harzes polymerisieren und werden fest, während die nicht belichteten Bereiche flüssig bleiben.
Fortlaufender Prozess: Das Druckbett wird schrittweise abgesenkt, um Platz für die nächste Schicht zu schaffen. Der Druckkopf liefert kontinuierlich frisches Harz auf die oberste Schicht, und der Belichtungsprozess wird für jede Schicht wiederholt. Dieser Vorgang wiederholt sich Schicht für Schicht, bis die vollständige Sattelpolsterung gedruckt ist.
Nachhärtung: Nach dem Druckprozess wird die Sattelpolsterung einer zusätzlichen Nachhärtung in einem Ofen unterzogen, um die endgültige Festigkeit und Stabilität des Materials zu gewährleisten.

Je nach Anforderung des Sattelherstellers wird die Sattelpolsterung mittels chemisch/ thermischer Verfahren noch einer Oberflächenveredelung unterzogen.

Die vor- und nachteile erklärt

Das Drucken von Sattelpolsterung mit einem 3D-Verfahren, wie zum Beispiel DLS, hat Vor- und Nachteile gegenüber herkömmlichen Verfahren.

Einige Vorteile sind:

Die Polsterung kann exakt an die Bedürfnisse des Sitzens angepasst werden. Das heißt, es können problemlos verschiedene Zonen ausgeprägt werden, die in ihren Polstereigenschaften (Härte allg, Härtegradienten im Querschnitt, Dämpfung, Rebound,etc…) aber auch im Materialeinsatz stark optimiert sind. Das ist mit üblichen Schaumpolsterungen nicht möglich. Theoretisch ist eine vollständige Anpassung an den Fahrer möglich, dazu aber im nächsten Abschnitt ein wenig mehr
Durch die Gitterstruktur kann Luft zirkulieren, so kann, in verhältnismäßig überschaubarem Rahmen, die Temperatur im Sitzbereich gesenkt werden
Die Kosten sind speziell bei kleineren Losgrößen durchaus wettbewerbsfähig, da es keinerlei Vorrichtungen oder Formen bedarf, um die Polsterung herzustellen
Die Verfahren sind nachhaltig. Gedruckt wird nur was gebraucht wird, so entsteht fast kein Abfall und es gibt im DLS-Verfahren bereits Harze, die zu 40% aus nachwachsenden Komponenten gewonnen werden.
Die Druckverfahren und -komponenten entwickeln sich rapide weiter. Das wird dazu führen, dass die Kosten geringer und die Leistungsfähigkeit der Polsterungen immer besser werden. Althergebrachte Verfahren stagnieren dagegen.

Als nachteilig sehen wir unter anderem:

Verglichen mit herkömmlicher Massenproduktion ist 3D-Druck sehr teuer. Bei kleineren Serien, wie oben erwähnt, sind sie aber schon nahezu konkurrenzfähig
Die Herstellung von Oberflächen mit Eigenschaften, wie wir sie von Mikrofaserbezügen von Sätteln kennen ist eine Herausforderung, aber durchaus möglich. Polsterungen, die nicht entsprechend entwickelt wurden, verhindern das gewollte leichte Rutschen auf dem Sattel, fahren sich dadurch nicht maximal komfortabel und „fressen“ Hosen
Sind die Designs der Polsterungen zu offen bzw. ohne ausreichend große „Abläufe“ ausgeführt, kann sich allerhand „Material“ von Straße und Gelände zusammen mit Wasser in der Polsterung ansammeln. Das führt zu überproportionaler Abnutzung der Gitterstruktur und punktuellem Versagen
Obwohl Specialized bereits die vierte Generation von Polsterungen am Markt hat, sind noch keine Langzeiterfahrungswerte vorhanden. Wobei, und das ist vielen nicht bekannt, auch herkömmliche Sättel und deren Polsterung, eine beschränkte Lebensdauer haben, nach der sie getauscht werden sollten

Vor- und Nachteile von 3D-gedruckten Sattelpolstern für Fahrräder

Zukunft von 3D-gedruckten Fahrradsattelpolstern mit individueller Anpassung

Wie sieht das in zukunft aus – unsere meinung

Für uns ist die Sache klar. Im sportlichen Bereich, wo Kunden auch bereit sind den einen oder anderen Euro ins Equipment zu investieren, um dafür herausragende Leistung zu bekommen, wird sich der 3D-Druck durchsetzen. Die Möglichkeiten, die Polsterung zu strukturieren und passgenau auszurichten sind schlicht sensationell und mit keinem anderen Verfahren zu realisieren. Bisher kratzen die meisten Hersteller hier nur an der Spitze des Eisbergs…

Mit sich weiter entwickelnden Druckkomponenten wird das Thema Nachhaltigkeit sehr gut bedient werden und Schnittstellen aus Druckmesssystemen direkt in die digitalen CAD-Modelle werden eine vollständige Anpassung auf den einzelnen Kunden ermöglichen.

Klingt nach Zukunftsmusik? Ja, aber weit weg ist sie nicht, diese Zukunft…wir besprechen das Ganze in 3 Jahren noch einmal!

News – Veröffentlicht am 05.07.2023

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