Der individuell gestaltete 3D-gedruckte Fahrradhelm übertrifft die Sicherheitskriterien

Jabil Inc. (NYSE: JBL) hat sich mit KAV Sports zusammengetan, um maßgeschneiderte, maßgeschneiderte Fahrradhelme herzustellen, die bequemer und sicherer sind. Diese Helme werden aus maßgeschneiderten Materialien und additiver Fertigung hergestellt. Der KAV Portola-Helm, der vom Time Magazine als eine der „größten Innovationen des Jahres 2022“ bezeichnet wurde, besteht aus einem proprietären Nylon-Kohlefasermaterial, das von Jabil entwickelt wurde, um strenge Leistungs- und Ästhetikkriterien zu erfüllen.

Whitman Kwok, Gründer und CEO von KAV Sports, sagte, das Ziel des Projekts sei es, Leben zu retten. KAV Sports wollte einen besser sitzenden Helm entwerfen, den die Leute gerne tragen würden. Damit die Kunden von den Vorteilen der Individualisierung profitieren konnten, musste KAV Material- und Produktionsgrenzen überwinden. „Jabil hat mit der Entwicklung eines maßgeschneiderten Materials, das strenge Kriterien erfüllt und mithilfe des 3D-Drucks hergestellt werden kann, die Nase vorn, um etwas wirklich Einzigartiges und Besonderes für die Helmindustrie zu schaffen“, sagte Kwok.

Die ideale Passform entwickeln

Herkömmliche Fahrradhelme bestehen aus spritzgegossenem expandiertem Polystyrolschaum (EPS) und sind in ein bis drei Größen erhältlich, die nicht ausreichen, um einer Vielzahl von Kopfgrößen und -formen gerecht zu werden. Darüber hinaus mangelt es Standardhelmen an Stabilität, Haltbarkeit und Komfort.

KAV wollte ein Material, das so leicht wie EPS ist, aber es musste auch bei Temperaturen von -15 Grad Celsius bis über 60 Grad Celsius gut funktionieren. Die Ingenieure von KAV untersuchten mehr als 20 im Handel erhältliche Materialien, aber keines davon erfüllte die Anforderungen des Unternehmens, Stöße mit hoher Geschwindigkeit absorbieren zu können und bei schlechtem Wetter stabil zu bleiben.

KAV nahm Jabils Unterstützung bei der Entwicklung eines Materials in Anspruch, das steif und haltbar und dennoch flexibel genug war, um sowohl hohen als auch niedrigen Temperaturen standzuhalten. Neben einer besseren Energieabsorption benötigte das Material auch eine bessere Haftung zwischen seinen Schichten, um eine gleichbleibende Leistung und ein ansprechenderes Aussehen zu gewährleisten. In weniger als neun Monaten entwickelte eine Gruppe von Ingenieuren für additive Fertigung, Chemikern, Materialwissenschaftlern und Produktionsspezialisten im Materials Innovation Center von Jabil in Minnesota ein brandneues, maßgeschneidertes Material, das alle Anforderungen von KAV erfüllte.

Die Polymerwissenschaft an die erste Stelle setzen

Um diesen Maßstab zu erreichen, hat Jabil umfassende Fortschritte in der Materialformulierung, der Compound-Entwicklung, der Integration von Materialsystemen und der ISO 9001-Akkreditierung für sein Qualitätsmanagementsystem umgesetzt.

Matt Torosian, Leiter des Produktmanagements für additive Fertigung bei Jabil, erklärt: „Wir verfolgen bei der Entwicklung additiver Materialien einen polymerwissenschaftlichen Ansatz. Jabil entwickelt Materialien, die wiederholbar mit additiven Fertigungsverfahren zusammenarbeiten, um Kundenanforderungen zu erfüllen und Produkte von höchster Qualität herzustellen.“ "

Jabil und KAV entwickelten und testeten bis zu dreißig Iterationen maßgeschneiderter Polymerformeln und -verbindungen, bevor sie einen proprietären Nylon-Kohlefaser-Verbundwerkstoff mit allen erforderlichen Eigenschaften entwickelten. Jabils Erfahrung in der Materialverarbeitung, -prüfung und -skalierbarkeit war hilfreich bei der Herstellung des Polymers, der Zusammensetzung des endgültigen Filaments und der Erlangung der ISO 9001-Zertifizierung für das Qualitätsmanagementsystem.

Anschließend führte KAV die von der US-amerikanischen Consumer Product Safety Commission (CPSC) geforderten Tests durch, um die Zertifizierung als sicher zu erhalten. Als KAV im April 2022 den Portola-Helm mit dem neuen Material vorstellte, gab das Unternehmen an, dass das Gerät nicht nur die US-amerikanischen CPSC-Sicherheitskriterien für Schlagfestigkeit erfüllte, sondern diese sogar um mehr als 25 Prozent übertraf.

Verbesserung des Kundenerlebnisses

Das eigene Material von KAV ist in Grau, Schwarz und Weiß erhältlich, was den Kunden eine große Auswahl bietet. Dank eines einfachen Anpassungsprozesses und 3D-Druck können maßgeschneiderte Helme innerhalb von zwei bis drei Wochen geliefert werden. Diese einzigartigen, energieabsorbierenden Strukturen könnten mit herkömmlichen Techniken nicht hergestellt werden. Darüber hinaus hilft die additive Fertigung KAV Sports, Produktionskosten und Abfall zu senken.

Aufgrund der erfolgreichen Partnerschaft mit Jabil möchte KAV seine Produktpalette und Marktreichweite erweitern. Zu diesem Zweck wird das Unternehmen Jabils Know-how in der additiven Fertigung, die weltweiten Kapazitäten in der additiven Fertigung und sein breites Spektrum an Lieferkettenkapazitäten nutzen.

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Das abgebildete Bild zeigt den 3D-gedruckten Fahrradhelm von KAV Sports. Foto über Jabil.

Michael Petch ist Chefredakteur bei 3DPI und Autor mehrerer Bücher zum Thema 3D-Druck. Er ist regelmäßiger Hauptredner auf Technologiekonferenzen, wo er Vorträge wie 3D-Druck mit Graphen und Keramik und den Einsatz von Technologie zur Verbesserung der Lebensmittelsicherheit gehalten hat. Michael interessiert sich vor allem für die Wissenschaft hinter neuen Technologien und die damit verbundenen wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen.