Eplus3D，一家金屬增材制造公司，已與德國(guó)自行車制造商M?ve合作開(kāi)發(fā)M?ve Avian，這是一款采用3D打印接頭的單殼結(jié)構(gòu)鈦合金框架電動(dòng)自行車。使用大型EP-M650打印機(jī)，該項(xiàng)目在框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)了完整的電池集成，通過(guò)增材制造（AM）解決了復(fù)雜的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)挑戰(zhàn)，并為自行車行業(yè)樹(shù)立了新的先例。

成立于1897年的德國(guó)圖林根州的M?ve，在開(kāi)發(fā)高性能且成本效益高的鈦合金框架時(shí)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(wú)法滿足M?ve的低公差規(guī)格。Eplus3D的EP-M650打印機(jī)采用金屬粉末床熔融（MPBF?）技術(shù)，在開(kāi)發(fā)定制的鈦合金接頭和連接器時(shí)無(wú)需大量工具，這一點(diǎn)至關(guān)重要。該機(jī)器的大型格式能力使M?ve能夠消除昂貴的工具，并估計(jì)將項(xiàng)目時(shí)間縮短了六個(gè)月。

Eplus3D的副總經(jīng)理Enis Jost解釋了這種方法的重要性：“成本結(jié)構(gòu)主要由系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間、使用的處理參數(shù)的成熟度以及與之相關(guān)的打印速度決定。由于僅使用幾克材料來(lái)創(chuàng)建接頭，并且Eplus3D的機(jī)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。”

使用鈦合金進(jìn)行3D打印的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是需要支撐結(jié)構(gòu)，這增加了材料成本并使后處理復(fù)雜化。Eplus3D通過(guò)微調(diào)打印參數(shù)，最小化每個(gè)部件的支撐材料，減少了生產(chǎn)后的時(shí)間和材料浪費(fèi)。然后M?ve使用粘合工藝組裝鈦合金接頭，避免了焊接，同時(shí)保持結(jié)構(gòu)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(lái)了額外的技術(shù)挑戰(zhàn)。M?ve應(yīng)用噴砂處理以實(shí)現(xiàn)均勻的啞光表面，而不改變材料的強(qiáng)度，這一選擇與M?ve的功能和審美設(shè)計(jì)目標(biāo)一致。根據(jù)原始項(xiàng)目目標(biāo)，金屬粉末床熔融（MPBF?）技術(shù)結(jié)合高強(qiáng)度Ti6Al4V鈦合金被認(rèn)為是滿足設(shè)計(jì)、性能和成本要求的唯一途徑。

正如Jost所觀察到的，“當(dāng)傳統(tǒng)制造商開(kāi)始為流程和用戶定制設(shè)計(jì)時(shí)，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(shè)備?！蓖ㄟ^(guò)用增材制造取代傳統(tǒng)工具，M?ve實(shí)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(xiàng)目是自行車生產(chǎn)向增材制造轉(zhuǎn)變的行業(yè)趨勢(shì)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(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)機(jī)械加工無(wú)法實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)特征。

Lehvoss集團(tuán)還與Isoco Bikes合作開(kāi)發(fā)了Isoco X1電動(dòng)自行車，該自行車使用100%可回收的熱塑性框架。通過(guò)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(shí)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(fù)使用，支持可持續(xù)性。