Pinarello Bolide F HR 3D

Ganna holt Stundenrekord mit Rad aus dem 3D-Drucker

09.10.2022  |  (rsn) - Gestern abend holte sich Doppel-Zeitfahr-Weltmeister Filippo Ganna auf der Bahn in Grenchen in der Schweiz mit 56,792 Kilometern den Stundenweltrekord - auf einem Pinarello Bolide F HR 3D, ein Renner, der zu großen Teilen im 3D-Drucker hergestellt wurde. Laut Pinarello eine Weltneuheit, die es ermöglicht habe, "neue Formen und Eigenschaften einzuführen, die mit bisherigen Carbonfaser-Konstruktionstechniken unmöglich zu replizieren sind".

Das Bolide F HR 3D ist das erste 3D-gedruckte UCI-konforme Aero-Bike
der Welt, entwickelt und gebaut in Zusammenarbeit mit den britischen 3D-Druck-Spezialisten Metron Advanced Equipment. Markant und neu sind von Buckelwalen inspirierte aerodynamische Formen an Sattelrohr und -stütze. Der Rahmen wird in fünf Teilen hergestellt, aus einer Aluminium-Magnesium-Scandium-Legierung und Titan; verklebt wird er mit Epoxidharz "in Raumfahrt-Qualität", so Pinarello.

Wie das kürzlich von Metron vorgestellte 3D-gedruckte Cockpit Mythos Elix sind Rahmen und die Sattelstütze des Pinarello Bolide F HR 3D aus Scalmalloy gefertigt, eine Legierung aus den Metallen Scandium, Aluminium und Magnesium, ein Material aus der Luft- und Raumfahrt, das von Airbus für den 3D-Druck entwickelt wurde. Auch der Titan-Lenker ist 3D-gedruckt, im "Bullhorn"-Stil und mit geknickten Aero-Verlängerungen. Der Gabelkopf ist ebenfalls aus 3D-gedrucktem Titan gefertigt.

Optisch auffällig am Bolide F HR 3D sind
das buckelige Sattelrohr und die Sattelstütze - laut Pinarello inspiriert von den Höckern an den Flossen von Buckelwalen. Ein Konzept, das die Universität Adelaide (Australien) aufgrund ihrer Forschungen entwickelt hat, und zu dem 2016 ein Patent-Antrag eingereicht wurde. Auch der Laufrad-Hersteller Zipp nutzt eine ähnliches Design für sein "Sawtooth"-Felgen-Profil.

Pinarello sagt, dass Sitzrohr und Sattelstütze 39 Prozent des gesamten Luftwiderstands eines Fahrrads ausmachen, und aufgrund der Turbulenzen, die durch die sich bewegenden Beine des Fahrers entstehen, sei es besonders schwierig, die Luftströmung in diesem Bereich zu steuern. Durch richtig dimensionierte Rippen an der Vorderkante von Sattelrohr und -stütze könne man diesen Trenn-Effekt jedoch minimieren und den Luftwiderstand so reduzieren.

Die Verringerung des Luftwiderstands wird
dadurch erreicht, dass "in den Mulden zwischen den Erhebungen Wirbel in Strömungsrichtung erzeugt werden, die bewirken, dass die Strömung hinter den Erhebungen haften bleibt", so Pinarello. Man testete verschiedene Designs von Sitzrohren und Sattelstützen mit diesen Unebenheiten: "Die richtige Größe der Unebenheiten ist entscheidend für die Verbesserung der Leistung", so die Italiener.

Weiter hat Pinarello auf "herkömmliche" Weise aerodynamische Vorteile erzielt, indem es die Rohr-Profile über die Beschränkungen der kürzlich von der UCI abgeschafften 3:1-Regel hinaus verlängert hat. Diese Bestimmung schrieb vor, dass Rahmenrohre und Gabeln höchstens dreimal so lang wie breit sein durften.

Pinarello gibt keine genauen Verhältnisse
für die einzelnen Rohre an, sagt aber, dass "es sehr wohl bekannt ist, dass Flügel-Profile mit einem Streckungsverhältnis von 6:1 oder sogar 8:1 eine deutlich bessere Leistung erbringen als das alte 3:1-Verhältnis." Auch Naben und Tretlager wurden deutlich schmaler gestaltet, um die Aerodynamik weiter zu verbessern: Die Vorderradnabe ist 69 mm breit, die Hinterradnabe 89 mm; bisher üblich sind 100 mm bzw 120 mm. Das Tretlager ist 54 mm breit, anstatt 70 mm.

Bei Gabel und Sitzstreben hat sich Pinarello für das traditionelle, schmale Design entschieden. Laut Pinarello können breite Gabeln - wie etwa am Zeitfahrrad Hope HB.T - die Leistung verbessern, wenn sie den Gesamtwiderstand des Systems Fahrer und Rad so weit reduzieren, dass sie die Nachteile des Designs aufwiegen. Ihre Tests hätten jedoch gezeigt, dass die solche Konstruktionen "zu instabil" seien und dass die "potenziellen Vorteile nicht konsistent genug sind."

Interessanterweise wird dieses Konzept jedoch
bei den 3D-gedruckten Aero-Verlängerungen übernommen; die geknickten Rohre sollen den Luftwiderstand mit Fahrer auf dem Rad verringern. Pinarello sagt dazu, dass das geknickte Design den Luftwiderstand für sich genommen erhöht, aber zu einer Netto-Verringerung des Luftwiderstands mit Fahrer führt.

Ein Exemplar des Rahmen-Sets wurde vom renommierten deutschen Fahrrad-Test-Labor EFBE nach ISO-4210-Standard getestet, auf Ermüdungs-, Stoß- und Torsions-Festigkeit. Laut Pinarello ist das Bolide F HR 3D das erste 3D-gedruckte, UCI-konforme aerodynamische Fahrrad, das diese Tests bestanden hat.

Alle Konstruktions-Merkmale wurden laut Pinarello
zudem durch CFD-, Windkanal- und Praxis-Tests validiert. Letzter Test für das Bolide F HR 3D war der neue Stundenweltrekord von Dan Bigham am 19. August, bei dem er einen ungebrandeten Prototypen gefahren ist.

Wie Bigham wird Ganna voraussichtlich maßgefertigte Princeton CarbonWorks Scheibenräder mit schlauchlosen Continental GP5000 TT Reifen, eine WattShop Cratus Aero Kurbel, ein Kettenblatt aus Kohlefaser und eine optimierte Bahnkette von Muc-Off verwenden.

Nach den UCI-Regeln muss das Pinarello Bolide F HR 3D bei offiziellen Händlern erhältlich sein; aufgrund der speziellen 3D-gedruckten Konstruktion wird es jedoch nur auf Anfrage gebaut. Pinarello nennt auch keinen Preis.

Die technischen Daten
Rahmensatz: Pinarello Bolide F HR 3D; 3D-gedrucktes Scalmalloy
Lenker: Pinarello; 3D-gedrucktes Titan
Laufräder: Princeton CarbonWorks Track Special
Bereifung: Continental GP5000 TT
Kurbel: WattShop Cratus Aero
Kettenblatt: WattShop Cratus, Kohlefaser
Kette: Muc-Off, optimierte Izumi Kai Bahnkette
Sattel: Fizik Ares TT