In Modena, der Heimat von Motoren und Sportwagen, wurde Ego aus der Taufe gehoben, das erste leistungsstarke Elektro-Motorrad von Energica Motor Company S.p.A., das ausschließlich mit den Technologien der Formel 1 und den modernsten Materialien für das Lasersintern von Windform® entwickelt wurde. Energica wurde dank der CRP Group entwickelt und hergestellt. Ihre jahrzehntelange Tätigkeit (im Bereich der mechanischen Präzisionsbearbeitungen und des professionellen 3D-Drucks mit der Familie der Verbundwerkstoffe von Windform®) hat es ermöglicht, innovative und futuristische Lösungen zu schaffen, die Energica weltweit zu einem einzigartigen Musterbeispiel gemacht haben.
Energica konnte durch die Beschleunigung der Prototyping- und Produktentwicklungsphase innerhalb kurzer Zeit auf den Markt gebracht werden.
Das Projekt Energica ging im Jahr 2009 aus einer unternehmerischen Vision der Familie Cevolini, Eigentümerin der CRP Group, nach den Erfahrungen von CRP Racing und parallel zu eCRP hervor.
Die CRP Group war seit den allerersten Prototypen, die mit der Technologie des Selektiven Lasersinterns hergestellte Teile sowie aus mit Kohlefaser oder Glas verstärkte Verbundwerkstoffe von Windform® aufweisen, für die industrielle Entwicklung von Energica ausschlaggebend. Diese Verbundwerkstoffe wurden von der Forschungs- & Entwicklungsabteilung von CRP Technology, einem Unternehmen der Gruppe, das sich seit über 20 Jahren mit dem professionellen 3D-Druck beschäftigt, entwickelt.
Energica hat außerdem von den Erfahrungen profitiert, welche die CRP Group in ihrer über 45-jährigen Tätigkeit als Anbieter von innovativen und zukunftsweisenden technologischen Lösungen in Zusammenarbeit mit den wichtigsten Teams aus F1, MotoGP, Rally Raid und ALMS gesammelt hat. Die Gruppe unterstützt diese Teams seit jeher in großem Rahmen bei der gesamten Projektentwicklung, von der frühen Entwurfs- und Entwicklungsphase bis zur Umsetzung, mit der daraus folgenden Anerkennung eines innovativen Ansatzes beim Einsatz bisher unbekannter Materialien und Technologien.
Ziel der Fallstudie ist die Entwicklung eines funktionalen Prototyps der Sitzbank für die Motorräder Energica Ego.
Das Team von Energica hat dabei auf die Unterstützung und die Kompetenzen von CRP Technology gesetzt.
Dank des Einsatzes von additiven Technologien in Kombination mit den Materialien Windform® war es dem Team von Energica möglich, die für die Validierung des endgültigen Projekts erforderlichen Zeiten zu verkürzen.
Die Entscheidung für die Entwicklung von Prototypen, die eingehende Studien zur Reduzierung der Fehlermargen am Spritzgießwerkzeug ermöglichen, ist das Ergebnis eines von CPR Technology gemeinsam mit den Ingenieuren des Teams von Energica Motor Company eingeschlagenen Weges.
Die Sitzbank besteht aus einem weichen Teil und einem Rahmen, der als Grundplatte bezeichnet wird. Diese Grundplatte ist eine grundlegende Komponente: Sie muss widerstandsfähig sein (da sie den weichen Aufsatz trägt, auf den das Gewicht des Piloten wirkt), aber gleichzeitig muss sie eine angemessene Flexibilität gewährleisten, um nicht durch den Einsatz des Motorrads auf unebenen Straßen und im Sportbetrieb beschädigt zu werden.
Darüber hinaus kann die Sitzbank des Motorrads von Energica geöffnet werden, um auf die Steckdose für die Ladung zugreifen zu können: Der Öffnungs- und Schließmechanismus ist daher von größter Bedeutung.
Herstellung der Prototypen mit 3D-Druck
CRP Technology hat zwei funktionale Prototypen mit dem 3D-Druck und dem Verfahren der Pulverbettfusion von faserverstärkten Polymeren und Windform®-Verbundwerkstoffen hergestellt.
An diesen Prototypen hat das Team von Energica die Entwicklung der Komponenten (Ergonomiestudien) sowie die Verifizierung der Konstruktionslösungen (Montagetests) vorgenommen, wobei spezifische Prüfpläne (Straßentests) eingesetzt wurden, um sowohl die vollständige Einhaltung der Funktionsanforderungen als auch die Einhaltung der geforderten Qualitäts- und Zuverlässigkeitsziele zu überprüfen.
Beachtenswert ist, dass diese Sitzbänke bei allen Typgenehmigungsprüfungen für Motorräder von Energica eingesetzt wurden, einschließlich der von Bosch durchgeführten ABS-Validierung.
Der erste Prototyp
Die Sitzbank muss ästhetisch ansprechend, komfortabel, widerstandsfähig (gegen Stöße, Schläge, Witterungseinflüsse und Verschleiß) und zuverlässig sein.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, hat CRP Technology für den ersten Prototyp das Material Windform® RL für den weichen Teil der Sitzbank und Windform® GT für den Rahmen (Grundplatte) verwendet.
Windform® RL ist ein Elastomer aus der Familie der Hochleistungs-Verbundwerkstoffe von Windform®. Hierbei handelt es sich um ein langlebiges thermoplastisches Material dessen Funktionalität und Flexibilität jenen des Gummis ähnlich sind und das sich für Anwendungen eignet, die komplexe Geometrien aufweisen und eine hohe Elastizität erfordern.
Der Rahmen (Grundplatte) wurde aus Windform® GT gefertigt, einem mit Glasfasern verstärkten Verbundwerkstoff auf Polyamidbasis. In der Palette der Materialien von Windform® für die additive Fertigung zeichnet sich Windform® GT durch seine besondere Flexibilität aus, und zwar nicht nur in ästhetischer Hinsicht, sondern auch im Hinblick auf die Leistung: In der Tat kombiniert Windform® GT hervorragende Merkmale im Hinblick auf Elastizität mit einer hohen Schlagfestigkeit, weshalb dieses Material in verschiedenen Anwendungen, die Vibrationen oder Stößen unterschiedlichster Art ausgesetzt sind, geschätzt wird.
Im nächsten Schritt wurden die beiden Teile verklebt und der Überzug des Bauteils mit Metallklammern befestigt.
In dieser Phase sind keine Schwierigkeiten oder Probleme aufgetreten: Die Materialien von Windform® können mit jedem beliebigen Material überzogen werden und ermöglichen eine gute Haftung des Überzugs auf dem Bauteil, wodurch eine sichere und dauerhafte Verankerung gewährleistet wird.
Der Prototyp aus Windform® RL und Windform® GT wurde anschließend erneut an Energica übergeben, wo er direkt am Motorrad montiert und auf der Straße getestet wurde.
Der zweite Prototyp
Bei den am ersten Prototyp durchgeführten Tests hat das Team von Energica eine leichte Durchbiegung der Sitzbank, die über die ursprüngliche Zielsetzung hinausging, festgestellt.
Das Problem wurde mit Unterstützung der Techniker von CRP Technology gelöst: Im Inneren der Sitzbank-Grundplatte wurde eine gerippte Struktur zur Versteifung des Bauteils hinzugefügt.
Das abgeänderte Teil (Grundplatte) wurde mit Hilfe der selektiven Lasersintertechnik aus Windform® GT hergestellt. Das weiche Teil (bei Prototyp 1 aus Windform® RL) wurde hingegen durch die endgültige Polsterung ersetzt.
Im nächsten Schritt wurden die beiden Teile verklebt, anschließend überzogen und mit Klammern fixiert. Die Mitarbeiter von CPR hatten bei der Durchführung dieser Vorgänge keinerlei Schwierigkeiten.
Der zweite Prototyp wurde für die Funktionstests an Energica übergeben, die mit einem mehr als zufriedenstellenden Ergebnis endeten: Das Problem der übermäßigen Durchbiegung war hervorragend gelöst worden.
Die Datei wurde an die Formenbauer übergeben, die auf dieser Grundlage die Form für die industrielle Produktion entwickelt haben.
Herstellung des Endprodukts mit herkömmlicher Technologie
Dank der professionellen 3D-Drucktechnologie sowie der Materialien von Windform® konnte das Team von Energica die Zeiten für die Produktentwicklung verkürzen und es war möglich, das Bauteil/den Prototyp während der Wartezeit auf das fertige Kunststoffspritzteil weiterhin direkt am Motorrad testen.
