Case Study

Hufeisen 2.0

Goodsmith GmbH lässt neuartigen Hufbeschlag bei Protolabs produzieren

Wildpferde haben keine Hufeisen – sie laufen Barhuf. Die Abnutzung der Hufe von Pferden in Ihrer natürlichen Umgebung befindet sich im Gleichgewicht zum nachwachsenden Horn. Erst die Nutzung als Last- und Reittier machte Hufeisen erforderlich. Da die Hufe von domestizierten Pferden einer großen Belastung ausgesetzt sind, werden diese seit mehreren hundert Jahren mit Hufeisen beschlagen. Diese Tradition bringt zum Teil erhebliche Probleme mit sich. Goodsmith verbindet auf einzigartige Weise die Vorteile der Barhufbewegung mit der Notwendigkeit eines Beschlags. Gefertigt werden die Kunststoffteile von Protolabs.

Die Pferdehufe sind Teil eines komplexen Bewegungsapparates. So individuell wie die Besitzer und die Einsatzbereiche, sind auch die Formen und Probleme der Hufe. Seit jeher wird der Pferdehuf zum Schutz mit Eisen beschlagen. Es lässt sich anpassen, schützt vor Abnutzung und wird alle 6 bis 8 Wochen erneuert. Zur Befestigung werden Nägel in den Huf getrieben. In der Folge kann der Huf keinen direkten Kontakt zum Untergrund mehr aufnehmen. Die natürliche Abnutzung, Formung und Stoßdämpfung ist durch ein starres Eisen beeinträchtigt, das Horn ist von Nägeln beschädigt. Es kann zu zahlreichen Problemen kommen. Ideal wäre hier ein flexibler Beschlag, der sich unter Belastung auf hartem, abriebstarken Untergrund anziehen und auf weichem Boden entfernen ließe.

Digitale Generation trifft auf altes Problem

Was passiert, wenn sich nun völlig „unbeschlagene“ Techniker der digitalen Generation diesem Thema widmen? Die jungen Ingenieure Simon Salowsky und Bennet Klein hatten zunächst keinen Bezug zu Pferden. Vielleicht gelang es ihnen gerade deshalb, eine jahrtausendalte Verfahrensweise weiterzuentwickeln. Sie betreiben die Digitalmanufaktur Trindo bei München und sind Spezialisten für 3D-Druck, Neuentwicklung und Prototypen. Eine gemeinsame Bekannte hatte enorme Schwierigkeiten mit den Hufen ihres Pferdes. Das Horn war ausgebrochen, Eisen hielten nicht, das Pferd litt, die Besitzerin war verzweifelt. Gibt es denn keine Alternative zum Eisenbeschlag? Die Neugier war geweckt.

Kein weiterer „Überziehschuh“

Überziehbare Hufschuhe gibt es bereits. Sie sind nicht individuell genug anpassbar. Außerdem hält die Befestigungsweise den außerordentlichen Belastungen in den verschiedenen Gangarten und Untergründen oftmals nicht stand. Schlimmstenfalls verletzen sie sogar die Tiere. Die beiden Tüftler wollten daher nicht einfach einen weiteren Hufschuh entwickeln. Es ging ihnen um die Neudefinition des Beschlags ohne Nägel. Gleichzeitig sollten die Vorteile der Barhufbewegung aufgegriffen werden. Ein altes Patent aus dem Jahre 1984 spornte sie an; dort wird eine lösbare Verbindung beschrieben, die sich mit den technischen Möglichkeiten der damaligen Zeit nicht umsetzen ließ. Also: alles Ingenieurwissen zusammengerafft und ran an das 3D-CAD. Es entstand das virtuelle Modell des Hufschutzes des 21. Jahrhunderts mit allen Möglichkeiten der digitalen Gestaltung und Simulation von Materialien, Kräften und Belastungen.


„Eine schnellere und einfachere Art, um an Kunststoffteile in Serienqualität heranzukommen [als mit Protolabs], gibt es nicht“

Goodsmith virtuell

Die Konzeption des Goodsmith Hufschutz besteht aus einer Grundplatte mit drei Komponenten. Einmal dem abriebfesten Kunststoff Polyurethan, einer absorbierenden Elastomerschicht und einem Karbonkern. Diese Materialkombination im Zusammenspiel mit einer extra angelegten Spaltöffnung bringt die gewünschte Stärke und Flexibilität. Die Anbringung an die Hufe erfolgt mittels eines Klettverschlusses und einer Verschweißung. Die Befestigung des Konterparts an der Hufe erfolgt durch eine spezielle Klebung. Aktuell sind die Erfinder mit einem führenden Hersteller in Kontakt, um eine ganz besonders huffreundliche Klebstoffzusammensetzung zu generieren. Klebeverbindungen sind heute in der Industrie weit verbreitet und halten extremen Belastungen stand.

Kompromissloses Serienmaterial gefordert

Soweit die Theorie aus Berechnungen, Materialkunde und Ingenieurswissen. Die grobe Haptik erschloss sich aus einem 3D-Druck. Was aber zählt, ist die Bewährung unter echten Bedingungen und dazu benötigt man kompromisslose Teile aus Serienmaterial. Zu diesem Zeitpunkt ein kostspieliges Spritzgusswerkzeug in Auftrag zu geben, schied aus. Simon Salowsky und Bennet Klein bedienen sich in solchen Fällen dem Kleinserienspezialisten Protolabs: „Eine schnellere und einfachere Art, um an Kunststoffteile in Serienqualität heranzukommen, gibt es nicht,“ betonen die beiden.

Echte Teile im Handumdrehen

„Wir luden unser 3D-Modell aus SolidWorks unmittelbar auf die Internet-Angebotsplattform von Protolabs. Die Karbonkerne lieferte ein Münchner Unternehmen direkt in die Protolabs Fertigung. „Wir wurden von Protolabs sehr gut beraten und erhielten noch wertvolle Tipps zur spritzgussgerechten Konstruktion. Außerdem galt es, Lufteinschlüsse beim Umspritzen zu verhindern. Letztendlich waren wir doch sehr gespannt, als 15 Tage später die ersten Testexemplare eintrafen und - sie waren sehr gut!“

Iterationszyklen drastisch verkürzt

Den Jungingenieuren schlug eine Welle der Begeisterung bei den ersten Anwendern entgegen. Das Prinzip der elastischen Entkopplung funktionierte, allerdings waren auch kleinere Anpassungen und Verbesserungen notwendig. CTO Simon Salowsky spielte jetzt seinen Trumpf aus: „Die Iterationszyklen bei Neuentwicklungen orientieren sich an den beiden Punkten technische Notwendigkeit und finanzielle Möglichkeit. Verbesserungen fließen daher aus Kostengründen oftmals nur zaghaft ein. Mit Protolabs ist das anders. Hier kann man in kurzen Zeitabständen die Erkenntnisse aus der Praxis sofort in ein qualitativ hochwertiges Serienprodukt umwandeln. Wenn es dann um ein teures Serienwerkzeug geht, kann man dieses später beruhigt in Auftrag geben, sobald entsprechende Stückzahlen erreicht sind.“

Hufschmied bleibt

Das Ergebnis ist ein Hufschutz, der der natürlichen Beschaffenheit der komplexen Huf-Ergonomie voll entgegenkommt, vom Pony bis zum Kaltblüter. Die mit den Tests betrauten Hufschmiede zeigten sich ebenfalls begeistert, weil sie endlich eine echte Alternative zum klassischen Hufeisen haben. Ihre Arbeit bleibt erhalten, nur die Tätigkeit verändert sich: anpassen, zurechtsägen, feilen, kleben – fertig! Das Pferd hat einen 100 % individuell angepassten Beschlag, der sich leicht abnehmen lässt. Der höhere Preis bei der Anschaffung relativiert sich durch den längeren Lebenszyklus von bis zu 800 Reitstunden.

Testserie ausgeweitet

Abgesehen davon ist es eine echte Hoffnung für leidgeplagte Pferde mit Hufproblemen. „Wir sind quer durch Deutschland gereist und haben gezielt Besitzer von Problempferden aufgesucht. Oftmals sind wir mit Freudentränen verabschiedet worden. Eine solche Lösung gab es bislang nicht. Aber auch viele andere Pferdefreunde, Hufschmiede und Reiter waren sofort überzeugt. Wir bestellten bei Protolabs eine weitere Charge von 150 Stück für eine umfangreiche Testserie mit 100 Hufen für 100 Tage.“

 

 

In der Höhle der Löwen

Das System ist so innovativ, dass es sogar einen TV-Auftritt in der „Höhle der Löwen“ bei VOX gab. Leider kam es zu keiner Einigung wegen der Höhe der Investitionssumme und dem Anteil der Beteiligung. Einig waren sich die Löwen dagegen über das Innovationspotenzial von „Goodsmith“, weshalb Salowsky und Klein weiterhin offen sind für Investoren. Anfang 2018 startet der offizielle Verkauf.

Investoren gesucht

Bennet Klein und Simon Salowsky sind zuversichtlich: „Die Rückmeldung unserer ersten Kunden und der Fachwelt machen uns sehr optimistisch. Protolabs gibt uns die notwendige Flexibilität. Wir bestreiten die gesamte Serie bis 20-/30-Tausend Stück mit Protolabs. Somit können wir weitere zufriedene Kunden gewinnen und parallel Investoren mit Verkaufszahlen überzeugen. Wir sind offen für eine internationale Expansion und sehen darin gewaltige Potenziale.“

Zukunft voraus

Insbesondere im Pferde-Spitzensport und in der tierorthopädischen Anwendung sehen die „Goodsmith“-Gründer weitere Ausbaustufen. Eine solche Idee ist z. B. die Kopplung des Beschlags mit moderner Sensortechnik. Auf diese Weise ließe sich zum allerersten Mal wertvolles Datenmaterial gewinnen für die Analyse des Bewegungsapparates und entsprechender Heil- oder Fördermethoden. Die unvoreingenommene Kreativität junger Köpfe hat in Verbindung mit modernster Fertigungsdienstleistung von Protolabs zu einer neuen Entwicklungsstufe beim Hufschutz geführt. Das Glück der Erde liegt vielleicht weiter auf dem Rücken der Pferde. Getragen wird es aber vom Fortschritt der digitalen Revolution.