Additive Manufacturing
KUNSTSTOFF XTRA
Entwicklung nachhaltiger Fahrzeuge
Mit 3D-Druck die Zukunft der Mobilität gestalten ETHEC city ist ein Schweizer Studentenprojekt mit dem Ziel, die Mobilität von morgen mit den Technologien von heute grundlegend zu verändern. Um für die Herausforderungen des Klimawandels und der Nachhaltigkeit gerüstet zu sein, entwickelt das Team ein Elektromotorrad mit einem ausgeklügelten Zweiradantrieb, der Energie spart und die Reichweite verbessert.
Tobias Oesch studiert Maschinenbau an der ETH Zürich und ist technischer Leiter des Projekts ETHEC city. In einem Team von neun weiteren ETH-Studierenden stellte er sich der Herausforderung, in nur einem Jahr den Prototyp eines Elektromotorrads zu entwickeln – vom Konzept über die Konstruktion, bis hin zur Montage und Testphase. Tobias war motiviert, eines der aktuellen Hauptthemen des Automobilsektors anzugehen: die Nachhaltigkeit. «Wenn wir die Probleme des Klimawandels in den Griff bekommen wollen, müssen wir vor allem unsere städtische Mobilität stark verbessern», betont er. «Motorräder sind effizienter als gewöhnliche Autos, aber wir sehen auf unseren Strassen kaum rein elektrische Motorräder – das muss sich ändern.»
Bei gewöhnlichen Motorrädern gehen rund 80 % der Energie gerade am Vorderrad verloren, was die Reichweite von elektrischen Fahrzeugen deutlich verringert. Der Ansatz des Teams zu dieser Problematik ist schlicht genial: «Wir haben uns entschieden, auch im Vorderrad einen Elektromotor zu integrieren, so dass wir ihn als Generator nutzen können, um die gesamte Bewegungsenergie wieder in das System zurückzuführen», erklärt Oesch. Durch die Rückgewinnung der Bremsenergie mit einem Zwei-Naben-Motor wird es möglich, mit einer kleineren Batterie weitere Strecken zu erreichen und somit die Effizienz des Motorrads drastisch zu verbessern. Für die Studierenden ist das Projekt aber Teil eines grösseren Ganzen: «ETHEC city ist für uns in erster Linie ein Forschungsprototyp, um diese Rekuperati10
Bilder: Sintratec
Ein innovativer Zwei-Naben-Motor
Tobias Oesch (technische Leitung ETHEC) ist überzeugt, dass Motorräder eine bedeutende Rolle in der E-Mobilität der Zukunft spielen werden.
onsmethode zu untersuchen und damit den E-Mobilitätssektor in Zukunft zu verbessern», so Oesch.
Mehr Freiheiten durch 3D-Druck Mit einem kleinen Budget und einem engen Zeitplan für den Bau des Motorrads erwiesen sich herkömmliche Fertigungsmethoden bald als ungeeignet für das Team. «Da es sich um einen Prototyp handelt, brauchten wir oft nur einzelne Werkstücke und nicht tausende – für solche Fälle sind additive Technologien ideal», betont Oesch.
Das Team entschied sich für Stereolithografie (SLA), Selektives Lasersintern (SLS) und Selektives Laserschmelzen (SLM), um mehrere Designteile des Gehäuses, aber auch strukturelle Komponenten wie die Halterung der Fussrasten 3D zu drucken. Oesch unterstreicht die gewonnenen Freiheiten durch den Einsatz dieser Technologien: «Mit dem 3D-Druck kann man komplexere Strukturen konstruieren, was die Möglichkeit bietet, mehrere Funktionen in einem Bauteil zu kombinieren.» Weniger Teile bedeuten geringere Kosten und vor allem weniger Gewicht – ein entscheidender Vorteil, insbesondere bei Fahrzeugen. 1–2/2021
