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行業(yè)動(dòng)態(tài) 企業(yè)探秘 山地車
世界上第一臺(tái)鈦合金3D打印自行車如今怎么樣了?
2013年,Empire自行車公司和Renishaw為自行車領(lǐng)域的3D打印技術(shù)應(yīng)用鋪平了道路,但是接下來(lái)發(fā)生了什么?
與3D打印機(jī)制造商Renishaw合作的產(chǎn)品——Empire自行車公司的MX-6 Evo成為了世界上第一款完全由3D打印方式制成的鈦合金材質(zhì)自行車。它是在2013年制造出來(lái)的,為后來(lái)成為自行車生產(chǎn)工藝中最重要的技術(shù)之一奠定了基礎(chǔ)。在當(dāng)年,Hope HB.T場(chǎng)地車的問(wèn)世使得英國(guó)隊(duì)獲得了七枚奧運(yùn)獎(jiǎng)牌,這款突破性的場(chǎng)地車也引起了人們的關(guān)注。
Renishaw和Empire自行車公司合作,優(yōu)化了MX-6 Evo的管材設(shè)計(jì),以適應(yīng)3D增材打印技術(shù),這樣的改進(jìn)聲稱使得重量減少了33%,且沒(méi)有犧牲任何強(qiáng)度。
這并不是Empire第一次使用創(chuàng)新的制造技術(shù)——早在2007年,鋁合金材質(zhì)的AP-1速降自行車就已經(jīng)問(wèn)世,當(dāng)時(shí)焊接技術(shù)還是常態(tài),碳纖維材料尚未進(jìn)入山地速降領(lǐng)域。但MX-6 Evo讓這個(gè)品牌聲名鵲起,推動(dòng)了自行車領(lǐng)域的3D打印技術(shù)的發(fā)展。
一款超時(shí)代的3D打印奇跡
增材打印技術(shù)意味著這款自行車的部件是通過(guò)將材料層層疊加而成的,由Renishaw的AM250機(jī)器“打印”出來(lái)。最初,Renishaw和Empire自行車公司約定先3D打印自行車的座管,但在成功試驗(yàn)了這一部分后,兩家公司決定嘗試打印整個(gè)車架。
這款3D打印機(jī)的打印高度限制為300毫米,因此自行車架需要分段打印,然后再進(jìn)行粘合。車架由獨(dú)立的頭管、上管、減震器支架、下管和五通組成,這些部分使用Mouldlife膠水粘合在一起。
為了使粘合足夠結(jié)實(shí),車架的各個(gè)部分采用了榫卯設(shè)計(jì),較小的管段會(huì)“滑入”到較大開(kāi)口中插牢。
車架改版變得容易
這種生產(chǎn)技術(shù)不依賴于碳纖維中使用的昂貴模具,或鋁合金車架設(shè)計(jì)中使用的夾具和工具,因此車架設(shè)計(jì)的更改可以快速且具低成本地進(jìn)行。如果自行車的幾何結(jié)構(gòu)需要更新或按照特定騎行者的需求進(jìn)行定制,完全可以在不重新修改整個(gè)制造過(guò)程的情況下實(shí)現(xiàn)微調(diào)。這一前景非常吸引人,Atherton Bikes對(duì)此深有共鳴。
每個(gè)型號(hào)提供不少于22種標(biāo)準(zhǔn)尺寸——如果需要,還可以提供定制幾何結(jié)構(gòu)——這是3D打印自行車車架的一大優(yōu)勢(shì)。
成品輕巧且強(qiáng)韌
根據(jù)Renishaw的說(shuō)法,3D打印的鈦合金密度高于鋁合金(鈦合金4克/立方厘米,鋁合金3克/立方厘米)。乍一看,這意味著3D打印的鈦合金自行車會(huì)比鋁合金自行車重。然而,通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)過(guò)程,利用3D打印機(jī)能夠創(chuàng)造的復(fù)雜形狀,可以去除任何不影響自行車強(qiáng)度的材料,減少用料,從而在整體重量上大幅度減少,相比鋁合金車架反而減輕了重量。
在MX-6 Evo項(xiàng)目中,Empire和Renishaw通過(guò)將焊接管改為3D打印的鈦合金,使車架的整體重量從2100克減輕了驚人的700克,降至1400克。
不過(guò),車架的強(qiáng)度并沒(méi)有受到削弱。MX-6 Evo經(jīng)過(guò)測(cè)試并且通過(guò)了EN 14766標(biāo)準(zhǔn)(1200N的力經(jīng)過(guò)50,000次循環(huán)),但這兩個(gè)品牌希望更進(jìn)一步。即使在測(cè)試中達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的六倍,車架依舊沒(méi)有出現(xiàn)損壞,這表明鈦合金的900 MPa(兆帕)抗拉強(qiáng)度完全能夠勝任。
此外,3D打印的鈦合金材料密度約為99.7%,遠(yuǎn)高于之前Empire Cycles所使用的鑄造金屬。
為什么沒(méi)在市場(chǎng)上成功?
這很難說(shuō),但我們知道,Empire Cycles于2020年9月22日解散,彼時(shí)正值新冠疫情期間。盡管疫情不太可能是Empire解散的直接原因,因?yàn)樵撈放频淖詈笠粭l社交媒體動(dòng)態(tài)是在六年多前發(fā)布的。盡管品牌網(wǎng)站仍在運(yùn)營(yíng),這表明在2020年前公司的經(jīng)營(yíng)方面早已有不祥之兆。
雖然從未有機(jī)會(huì)購(gòu)買(mǎi)3D打印的Empire自行車,但該品牌對(duì)創(chuàng)新制造技術(shù)的投資為其他品牌創(chuàng)造自己的3D打印自行車鋪平了道路,首先是Robot Bikes,現(xiàn)在是Atherton Bikes,其高評(píng)價(jià)的AM.130和A.150型號(hào)。其他制造商,包括Pivot的Phoenix DH自行車原型和Specialized原型Demo,也利用3D打印技術(shù)來(lái)原型開(kāi)發(fā)新型號(hào),因此Empire與Renishaw的合作確實(shí)走在了時(shí)代的前面。
責(zé)任編輯:Ting
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