Hausbesuch bei Radiate Engineering & Design AG: Wer hat’s erfunden!?

Wie entwickelt man Fahrräder und Komponenten von übermorgen? Welche Herausforderungen erwarten einen, wenn man die eigene Produkt-Vision plötzlich in Serie in Asien produzieren soll? Und was haben Fahrräder mit Drohnen zu tun? Antworten auf diese und noch viele weitere Fragen haben wir bei der Radiate Engineering & Design AG beim Hausbesuch in Zürich bekommen.

Video: Hausbesuch bei Radiate Engineering & Design AG

Schweizerische Ingenieurskunst im Herzen von Zürich

Zugegeben: So wirklich auf dem Schirm wird man die Radiate Engineering & Design AG, wie Radiate ganz offiziell heißt, nicht haben. Das kleine Ingenieur- und Design-Büro hat sich nämlich nicht auf die Produktion und Vermarktung angesagter Mountainbike-Komponenten spezialisiert, sondern arbeitet eher im Hintergrund. Und egal, ob der Auftraggeber aus dem Mountainbike-, dem E-Mountainbike- oder dem Road-Sektor kommt, sich auf urbane Produkte wie Cargo-Bikes oder S-Pedelecs spezialisiert hat oder ob es gar um Produkte für die zivile Luftfahrt geht, kann man sich bei Radiate sicher sein: Hier wird intensiv mit Know-How gearbeitet.

Wir sind bei Radiate mit Juan Navarro verabredet, der als Bicycle Engineer bei Radiate arbeitet. Seit seiner Kindheit ist der gebürtige Spanier Mountainbike-begeistert. Schon früh stand für ihn fest, dass er in der Mountainbike-Industrie arbeiten will. Das Thema seiner Master-Arbeit: Hinterbau-Konzepte an Mountainbikes. Nach einem abgeschlossenen Maschinenbau-Studium in Spanien hat er einen zweiten Master an der renommierten RWTH Aachen im Bereich der Produktentwicklung gemacht und ist nach einem kurzen Abstecher in den Niederlanden nun in der schönen Schweiz heimisch. Seit 2022 ist Juan als Ingenieur mit Schwerpunkt Bicycle Engineering im zwölfköpfigen Team tätig. Aber wie ist Radiate überhaupt entstanden?

Am Anfang war das (Lauf)Rad

Die Gründung von Radiate liegt einige Jahre zurück. Angefangen hat alles mit einer simplen wie revolutionären Idee. Timothy Habermacher, Co-Gründer von Radiate und einer der Geschäftsführer, wollte nämlich nicht weniger als das (Lauf)Rad neu erfinden. Denn aus seiner Begeisterung für Leichtbau entstand der Wunsch, ein einteiliges Carbon-Laufrad zu bauen, das dank spezieller Konstruktion extrem stabil und gleichzeitig rekordverdächtig leicht ist. Mit einer Idee, wie man solch ein Laufrad produzieren kann, ist Timothy auf Frederic Poppenhäger, der damals selbstständig als Unternehmensberater tätig war. Frederic war sofort von Timothys Idee begeistert und unterstützte die Umsetzung des ambitionierten Projekts.

Mit dem Prototypen eines Vollcarbon-Laufrads im Gepäck ging es auf die Eurobike 2015. Radiate wollte das eigene Laufrad nicht selbst auf den Markt bringen, sondern hat Partner gesucht, die Interesse an dem Produkt und an der Fertigungsmethode hatten. Der Plan ging auf: Nach der Eurobike war Radiate mit verschiedenen Firmen, die Interesse am Produkt und Fertigungsverfahren gezeigt haben, in Verhandlungen. Letztendlich war Scott Sports am meisten interessiert, und als Unternehmen, das auch für seine Carbon-Expertise bekannt ist, waren sie der perfekte Entwicklungspartner. Aber sie hatten einen speziellen Wunsch.

Von der Eurobike nach Asien

Ursprünglich war das Vollcarbon-Laufrad aus dem Hause Radiate nämlich als federleichtes Carbon-Laufrad für den Straßen-Einsatz ausgelegt. Scott hingegen wollte gerne die Technologie auf den Mountainbike-Sektor übertragen. Gesagt, getan: 2018, also rund drei Jahre nach der Gründung von Radiate, wurde die 1.290 Gramm leichte Serien-Version des Syncros Silverton SL-Laufradsatzes der Weltöffentlichkeit vorgestellt. Seitdem haben die Laufräder unter anderem am Arbeitsgerät von Nino Schurter zahlreiche Erfolge im Cross Country World Cup und bei diversen Weltmeisterschaften gefeiert. Der Ruhm gebührt dabei vor allem Syncros, doch ohne die Vision und das Know-How von Radiate wären die Laufräder wohl nie entstanden.

Die größte Herausforderung für Radiate war aber nicht, die Laufräder auf den Mountainbike-Einsatz zu optimieren, sondern gemeinsam mit Scott Sports den patentierten Produktionsprozess in Asien aufzusetzen: „Ich habe die ersten Prototypen in der Schweiz mit Aerospace-Infrastruktur gebaut“, erklärt Timothy und umschreibt den gesamten Vorgang mit einem Schmunzeln als Handstand. „Technologisch waren die Möglichkeiten in Asien nicht auf dem Niveau, das wir aus der Schweiz gewohnt waren.“

Die einteiligen Carbon-Laufräder, die gemeinsam mit Scott entwickelt worden sind, sind natürlich ein absolutes Highlight in der Firmenhistorie von Radiate. Inzwischen gibt es die Technologie auch als Syncros Capital-Laufradsatz für den Straßen-Bereich. Viele weitere Projekte von urbanen Lösungen bis hin zu Mountainbikes sind hinzugekommen. Auch in der zivilen, unbemannten Luftfahrt ist Radiate tätig – dazu später mehr. „Wir haben weitere Projekte aus verschiedenen Industrien akquiriert – und heute arbeiten 12 Personen mit verschiedenen Backgrounds und Expertisen bei uns!“, zeigt sich Timothy stolz über die Entwicklung des eigenen Unternehmens.

Traumjob Bicycle Engineer

Dieses interdisziplinäre Team besteht größtenteils aus Ingenieuren, Industrie-Designern und (CAD-)Konstrukteuren, alle mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Einer davon ist Juan, der uns im rustikalen Industrie-Gebäude von Radiate bestens gelaunt begrüßt. Wenn man in den Räumlichkeiten von Radiate steht, bekommt man nur wenig davon mit, dass man sich mitten in der Züricher Innenstadt befindet. Direkt gegenüber von Radiate ist 2022 das hypermoderne Polizei- und Justizzentrum Zürich eröffnet worden. Der Kontrast zum Firmensitz von Radiate könnte kaum größer sein, zumindest auf den ersten Blick. Schaut man jedoch genauer hin, kann man schnell erahnen, an welch modernen Projekten und Produkten bei Radiate tagein, tagaus gearbeitet wird.

Als Bicycle Engineer arbeitet Juan an unterschiedlichsten Projekten, die sich alle rund um Fahrräder drehen. Das können vollgefederte Mountainbike-Rahmen sein, oder aber auch kleinste Bauteile, die Radiate im hauseigenen 3D-Drucker ertüftelt. In Serie wird bei Radiate in Zürich nichts produziert, jedenfalls nichts für den Mountainbike-Bereich. Doch zahlreiche Lösungen kann das Radiate-Team hier nicht nur in der Theorie an Computer-Bildschirmen entwickeln und designen, sondern im hauseigenen Workshop als Prototyp erschaffen.

Radiate hat sich aber nicht nur auf die Lösungen für ganz spezifische Probleme spezialisiert, sondern verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz. „Holistic Bicycle Development“ ist die Bezeichnung hierfür, die Juan immer wieder im Gespräch betont: Alle Herausforderungen der Produktentwicklung werden ganzheitlich betrachtet. Dazu setzt Radiate simulationsgetriebene Entwicklungsmethoden ein, um Funktion, Design, Material, Herstellungsverfahren und Kosten optimal zu berücksichtigen. Nur so lässt sich sicherstellen, dass die Auftraggeber Produkte erhalten, die im Alltag optimal funktionieren.

Bevor ein Produkt überhaupt als Prototyp oder in Kleinstserie bei Radiate produziert wird, verbringt das Team natürlich viele, viele Stunden vor dem Computer. Wenig überraschend kommen dabei modernste Ansätze und Programme wie Siemens NX für strukturiertes, parametrisches Computer-Aided Design (CAD) zum Einsatz. Dabei wird ab dem ersten Entwicklungsschritt auch die spätere Herstellbarkeit, egal ob in Groß- oder Kleinserie, von Radiate berücksichtigt.

Die Ansprüche bei der Produktentwicklung von modernen E-Bikes sind nämlich in den letzten Jahren stark gestiegen: Die heutigen E-Bikes bieten weit mehr als klassische Freizeitfahrräder. Insbesondere Gattungen wie S-Pedelecs und Cargo-Bikes lassen die Grenzen zwischen Fahrrädern und Fahrzeugen verschwimmen und werden in urbanen Umgebungen zunehmend als Alternative zum Auto genutzt. Rahmen und Komponenten müssen nicht nur das zusätzliche Gewicht tragen, sondern auch höhere dynamische Kräfte bei größeren Geschwindigkeiten sowie die erhöhten Belastungen durch den Transport von Lasten bewältigen. Die Herausforderung für die Industrie besteht hier nicht nur darin, das Design neu zu gestalten, sondern gleichzeitig sicherzustellen, dass diese Designs den Sicherheits- und Leistungsstandards entsprechen.

Ganz schön simpel, ganz schön komplex

Deutlich wird dies, als Juan uns im Detail das Cockpit des OPIUM von Revolt Zycling zeigt. Beim OPIUM handelt es sich um ein S-Pedelec, das nicht nur mit einer enormen Reichweite, sondern mit einer durchdachten Systemintegration punkten will.

So soll das Cockpit einerseits eine cleane und moderne Optik bieten, andererseits aber auch sehr nutzerfreundlich und natürlich ergonomisch durchdacht und anpassbar sein – eigentlich mehrere Widersprüche in sich. Für die Lenkzentrale hat Radiate hier gleich mehrere Lösungen entwickelt, durch die sich diese Widersprüche vereinbaren lassen.

Beispielsweise werden die Leitungen versteckt am Lenker und dann durch den Vorbau geführt – allerdings nicht in den Lenker integriert, sondern vor neugierigen Blicken geschützt durch eine schicke Abdeckung, die einerseits für eine cleane Optik sorgt, andererseits auch die Arbeit an den Leitungen nicht zu einem Ding der Unmöglichkeit macht. Radiate verwendet außerdem spezielle Spacer unter dem Vorbau, deren Höhe sich per Klick-Mechanismus innerhalb kürzester Zeit anpassen lässt, selbst wenn man zwei linke Hände hat. Außerdem lässt sich das OPIUM-Cockpit dank dreiteiliger Lenker-Konstruktion extrem leicht an die ergonomischen Bedürfnisse anpassen, ohne dass die komplette Elektronik und Verkabelung angefasst werden muss.

Ein weiteres Beispiel für die Arbeitsweise von Radiate ist das Toolbike No 01 der Zürcher Marke MONoPOLE. Bei der Eurobike 2023 wurde das kompakte Lastenrad mit dem prestigeträchtigen Start Up-Award ausgezeichnet. Als Radiate bei der Entwicklung ins Spiel kam, waren bereits 3D-CAD-Daten und ein funktionaler Prototyp vorhanden. Die Herausforderung lag darin, die Geometrie strukturell zu verbessern, da die Prototypen unter Belastung nicht wie erwartet abgeschnitten hatten. Eine nicht optimale Eigenfrequenz von 17,6 Hz wurde bei einem vibrierenden Prototyp gemessen. Durch optimierte Rohrwandstärken wurde die Eigenfrequenz um 20 % erhöht, was den Rahmen stabiler gemacht hat. Insgesamt haben die Verbesserungen zu einem robusteren und angenehmeren Fahrgefühl des E-Cargo-Bikes geführt.

Simulationen sind der Schlüssel zum Erfolg

Generell setzt Radiate sehr stark auf Simulationen. Laut Juan ist ein simulationsbasierter Ansatz die absolute Grundlage bei der Entwicklung neuer Produkte. „Wir sind fest davon überzeugt, dass diese Techniken absolut essenziell sind, um Fahrräder und Komponenten zu entwickeln, die haltbar sind und gleichzeitig eine hervorragende Performance bieten“, erklärt Juan.

Hier spielt das Testlabor in den Räumlichkeiten von Radiate eine wichtige Rolle. Der Ansatz von Radiate unterscheidet sich nämlich von dem zahlreicher anderer Firmen und Bike-Hersteller. Die Prüfstände für Rahmen und Laufräder werden hier nämlich weniger eingesetzt, um Produkte final zu validieren, sondern vielmehr, um bereits im Vorfeld so viele Daten wie möglich zu sammeln, die dann wiederum in die Simulationen einfließen können.

Bereits in der frühen Konzeptphase eines Projekts wird eine digitale Darstellung und ein flexibles 3D- und Simulationsmodell erstellt, in dem alle Designkonzepte direkt auf ihre strukturelle Auswirkung und Machbarkeit geprüft werden können. Während der Konstruktion (bspw. eines Fahrradrahmens oder einer Komponente) werden gleichzeitig, also parallel zur Design-Entwicklung, Struktur-Analysen durchgeführt. Die Erkenntnisse und Ergebnisse fließen kontinuierlich in den Entwicklungs- und Optimierungsprozess ein. Der Vorteil: schnellere Iterationen und Reduktion der Anzahl der physischen Prototypen auf das absolute Minimum.

Für die Aufbereitung der Simulationsumgebung werden Daten benötigt, damit die Ergebnisse der Analyse möglichst nah an reale Werte heranreichen. Aber woher kommen diese? Auch hier geht Radiate einen Schritt weiter, denn es reicht nicht, Daten einfach aus bestehenden Normen wie ISO 15194 und DIN 79010 abzuleiten.

Hier spielt das Testlabor in den Räumlichkeiten von Radiate eine wichtige Rolle. Der Ansatz von Radiate unterscheidet sich nämlich von dem zahlreicher anderer Firmen und Bike-Hersteller. Die Prüfstände für Rahmen und Laufräder werden hier nämlich weniger eingesetzt, um Produkte final zu validieren, sondern vielmehr, um bereits im Vorfeld so viele Daten wie möglich zu sammeln, die dann wiederum in die Simulationen einfließen können.

Durch diesen Ansatz ist es möglich, digitale Prototypen und digitale „Twins“ anzufertigen und gegeneinander zu testen, ohne zwangsläufig physische Prototypen bauen und testen zu müssen. „Dank unseres Know-Hows, das wir durch die physischen Tests sammeln und deren Daten wir aufzeichnen, liefern unsere Simulationen sehr reliable Ergebnisse. Das bedeutet für unsere Auftraggeber, dass es keine bösen Überraschungen gibt, wenn das Design für die Produktion freigegeben wird – und gleichzeitig sorgt dieser Ansatz für eine optimierte Kosten-Effizienz“, erklärt Juan.

Vor allem im Performance-Bereich, beispielsweise an Rennrädern, ist das Thema Aerodynamik sehr relevant. Auch hier verfügt das Team von Radiate über umfangreiches Know-How aus vergangenen Projekten und Bereichen wie etwa der Formel 1 oder der Luft- und Raumfahrt. Mit aufwendigen Strömungssimulationen kann Radiate hier den Luftfluss in der Praxis simulieren und das Design der Produkte hinsichtlich Aerodynamik optimieren. Zudem werden in Zusammenarbeit mit externen Partnern Windkanal-Versuche durchgeführt, um die vielversprechendsten Geometrien zu analysieren. Das zeigt sich beispielsweise an den Syncros Capital-Laufrädern, die gemeinsam mit Scott Sports entwickelt worden sind. Dabei handelt es sich um einen einteiligen Rennrad-Laufradsatz aus Carbon, der auf dieselbe Art und Weise gefertigt wird wie der eingangs thematisierte Silverton SL-Laufradsatz. Die Felgen der Capital SL Aero-Laufräder sollen hinsichtlich Aerodynamik Maßstäbe setzen.

Im Workshop geht’s hoch hinaus

Direkt neben dem Testlabor, wo fleißig Daten gesammelt werden, und dem lichtdurchfluteten Büro, in dem das Entwicklungs-Team von Radiate arbeitet, befindet sich der Workshop. Hier geht es sehr praktisch zur Sache, denn unter anderem werden hier Produkte für die unbemannte zivile Luftfahrt in Kleinserie hergestellt.

Aber Moment mal … Drohnen? Ging es bei Radiate nicht eigentlich um Mountainbikes, Laufräder und Lenker? Neben der Bike Division gibt es bei Radiate noch eine UAV Division, die sich auf die unbemannte zivile Luftfahrt spezialisiert hat. Radiate verfügt über alle notwendigen Kompetenzen und Ressourcen, um kommerzielle Drohnen zu entwickeln, Prototypen zu bauen und Kleinserien herzustellen. Im Interview erklärt Timothy: „Der Einsatz von zivilen Drohnen ist eine Schlüsseltechnologie der Zukunft. Sie wird die Wirtschaft und Gesellschaft in den kommenden Jahren tiefgreifend verändern.“

Doch was haben Drohnen und Mountainbikes gemeinsam? Auf einer Material-Ebene liegen die Ursprünge von Radiate im Verbundwerkstoff-Bereich – also alles, was mit Leichtbau zu tun hat, beispielsweise Carbon- und Glasfasern. Und ähnlich wie moderne Mountainbikes müssen auch Drohnen möglichst leicht sein, sodass man diese Werkstoffe auch in der zivilen unbemannten Luftfahrt optimal anwenden kann. „Das Material, die Technologie – das ist das, für was mein Herz schlägt. Aus dieser Faszination heraus ist auch damals mein Vollcarbon-Laufrad entstanden. Das Tüfteln mit Materialien, mit Leichtbau und mit extrem starken Werkstoffen hat mich schon immer fasziniert“, blickt Timothy auf die Ursprünge von Radiate zurück.

Für die Kleinserien-Herstellung der Drohnen wendet Radiate sowohl Standard-Herstellungsprozesse als auch eigens entwickelte Prozesse mit speziellem Material zur effizienten Herstellung von Flügeln und anderen strukturellen Bauteilen an. Die meisten Bauteile bestehen aus Prepreg und verschiedenen Kern-Werkstoffen. Gleichzeitig spielen auch bei Drohnen Aspekte wie eine wirtschaftliche Produktion oder eine Aerodynamik-Optimierung eine wichtige Rolle. Auch das sind Aspekte, die man bereits aus der Bike Division kennt.

Drohnen und Bikes: Was bietet die Zukunft?

Die In House-Produktion von Drohnen bei Radiate bietet nicht nur den Kunden, sondern auch Radiate selbst zahlreiche Vorteile, die über den Wissenserwerb und -austausch im Bereich der Faserverbund-Werkstoffe hinausgehen. Durch die hauseigene Produktion kann das Team von Radiate nämlich auch dann Lösungen für Probleme finden, wenn sie in einer Fabrik in Asien stehen und die Serienproduktion von Fahrrad-Komponenten begleiten.

Wo liegt also die Zukunft von Radiate?  In verschiedenen Industrien gleichzeitig zu arbeiten, hält Timothy für extrem sinnvoll: „Die Erfahrungen, die man als UAV-Entwickler macht, einfließen zu lassen in die Entwicklung in der Bike-Industrie, ist etwas sehr Bereicherndes. Auch deshalb haben wir ein sehr multidisziplinäres Team hier bei Radiate und davon profitieren beide Division selbstverständlich sehr. Deshalb sehe ich die Zukunft von Radiate weiterhin sehr breit aufgestellt!“

---

Interessant? Hier findest du weitere Hausbesuche und Blicke hinter die Kulissen bei zahlreichen Unternehmen der Bikebranche. Die fünf letzten Hausbesuche:

• Hausbesuch bei Radiate Engineering & Design AG: Wer hat’s erfunden!?
• Hausbesuch TQ-Drives: Wo Mensch und Maschine Motoren bauen
• Hausbesuch bei Ergon: Ergonomie, Design und Funktion auf allen Ebenen
• Hausbesuch bei Galfer: Vom Fiat 124 zu Downhill Disc-Bremsen
• Hausbesuch bei Tektro: Von Highend-Schaltungen und 30.000 Scheibenbremsen pro Tag