Eplus3D，一家金屬增材制造公司，已與德國自行車制造商M?ve合作開發(fā)M?ve Avian，這是一款采用3D打印接頭的單殼結構鈦合金框架電動自行車。使用大型EP-M650打印機，該項目在框架內(nèi)實現(xiàn)了完整的電池集成，通過增材制造（AM）解決了復雜的設計和生產(chǎn)挑戰(zhàn)，并為自行車行業(yè)樹立了新的先例。

成立于1897年的德國圖林根州的M?ve，在開發(fā)高性能且成本效益高的鈦合金框架時面臨了巨大的障礙。包括液壓成型在內(nèi)的傳統(tǒng)方法需要專門的工具，并且無法滿足M?ve的低公差規(guī)格。Eplus3D的EP-M650打印機采用金屬粉末床熔融（MPBF?）技術，在開發(fā)定制的鈦合金接頭和連接器時無需大量工具，這一點至關重要。該機器的大型格式能力使M?ve能夠消除昂貴的工具，并估計將項目時間縮短了六個月。

Eplus3D的副總經(jīng)理Enis Jost解釋了這種方法的重要性：“成本結構主要由系統(tǒng)的運行時間、使用的處理參數(shù)的成熟度以及與之相關的打印速度決定。由于僅使用幾克材料來創(chuàng)建接頭，并且Eplus3D的機器提供的系統(tǒng)生產(chǎn)力增加，因此在這種情況下原材料成本的影響較小?！?/p>

使用鈦合金進行3D打印的一個主要挑戰(zhàn)是需要支撐結構，這增加了材料成本并使后處理復雜化。Eplus3D通過微調(diào)打印參數(shù)，最小化每個部件的支撐材料，減少了生產(chǎn)后的時間和材料浪費。然后M?ve使用粘合工藝組裝鈦合金接頭，避免了焊接，同時保持結構完整性，并將M?ve Avian的框架重量保持在11.8公斤。

表面處理帶來了額外的技術挑戰(zhàn)。M?ve應用噴砂處理以實現(xiàn)均勻的啞光表面，而不改變材料的強度，這一選擇與M?ve的功能和審美設計目標一致。根據(jù)原始項目目標，金屬粉末床熔融（MPBF?）技術結合高強度Ti6Al4V鈦合金被認為是滿足設計、性能和成本要求的唯一途徑。

正如Jost所觀察到的，“當傳統(tǒng)制造商開始為流程和用戶定制設計時，增材制造在自行車行業(yè)的潛力可以得到充分探索，類似于汽車和摩托車等其他情感聯(lián)系緊密的設備?！蓖ㄟ^用增材制造取代傳統(tǒng)工具，M?ve實現(xiàn)了既耐用又環(huán)境可持續(xù)的產(chǎn)品。

自行車制造中3D打印的創(chuàng)新

Eplus3D-M?ve項目是自行車生產(chǎn)向增材制造轉(zhuǎn)變的行業(yè)趨勢的一部分。INTENSE Cycles與TRUMPF和Elementum 3D合作，最近使用內(nèi)部加肋的3D打印鋁合金重新設計了M1山地車的骨架，以改善懸掛系統(tǒng)。這種配置由A6061-RAM2鋁合金制成，允許實現(xiàn)機械加工無法實現(xiàn)的結構特征。

Lehvoss集團還與Isoco Bikes合作開發(fā)了Isoco X1電動自行車，該自行車使用100%可回收的熱塑性框架。通過集成注塑熱塑性塑料，Isoco將框架的碳足跡比鋁減少了68%，同時保持了耐用性。該材料可以回收并在新的高質(zhì)量組件中重復使用，支持可持續(xù)性。