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Atherton自行車公司引進3D打印技術(shù)，打造世界杯冠軍自行車

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2022年7月11日，英國工程公司雷尼紹擴大了與威爾士定制自行車制造商阿瑟頓自行車（AthertonBikes）公司的合作，以幫助后者開發(fā)其內(nèi)部3D打印能力。這家自行車制造商正在尋求通過將快速成型工藝轉(zhuǎn)移到內(nèi)部來開發(fā)更耐用、能夠贏得世界杯冠軍的自行車，并縮短零件制造時間。阿瑟頓自行車公司的聯(lián)合創(chuàng)始人丹-布朗說："我們在威爾士的辦公室面積很小，這是一個挑戰(zhàn)，因為大多數(shù)機器都是按照工業(yè)單元生產(chǎn)的，所以雷尼紹的專家建議我們選擇Ren AM 500Q。該機器體積小、速度快、制造精度高，是一個完美的解決方案。"

△3D打印的鈦合金輪轂組。圖片來自Atherton Bikes。

雷尼紹的自行車 3D 打印專業(yè)知識

多年來，雷尼紹的快速成型制造技術(shù)已被一些自行車制造商用來生產(chǎn)他們的自行車和相關(guān)零部件。早在2013年，該公司就與Empire Cycles合作，創(chuàng)造了據(jù)稱是世界上第一個3D打印的鈦合金自行車架，此后，Robot Bike Co和Bastion Cycles等公司也使用其機器生產(chǎn)定制自行車架和其他定制零件。也許該公司在自行車行業(yè)中最引人注目的探索是它與蓮花工程公司和希望科技公司一起為大英自行車隊制造了一輛新的場地自行車。該自行車在2020年東京奧運會上亮相，并幫助車隊的一些自行車手登上了領(lǐng)獎臺。

△Ren AM 500Q為Atherton自行車公司3D打印自行車零件。照片來自Atherton自行車公司。

3D打印獲獎自行車零件

雷尼紹和Atherton Bikes于2019年首次開始合作，為后者的自行車框架生產(chǎn)3D打印鈦金屬吊耳。在Ren增材制造500Q上打印的吊耳被設(shè)計成既輕巧又堅固，以加強Atherton Bikes車架的管子之間的連接，從而更好地分配自行車在惡劣地形中所承受的壓力。雷尼紹快速成型制造部銷售總監(jiān)Bryan Austin說："通過投資增材制造工藝，Atherton擁有為其自行車開發(fā)最佳零件的設(shè)計自由，這是使用傳統(tǒng)鑄造方法難以實現(xiàn)的。使用模具進行鑄造并不適合生產(chǎn)Atherton的客戶所需要的定制零件。鑄造只能生產(chǎn)出更重的零件，并且它不能產(chǎn)生內(nèi)部的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)通過3D打印則會使零件變得更輕。"

現(xiàn)在，兩家公司合作，將吊耳的快速成型制造能力引入內(nèi)部，以便更好地讓AthertonBikes的客戶在威爾士的山區(qū)測試他們的新自行車，這里離其辦公室只有很短的車程。Brown說："雷尼紹在整個過程中為我們提供了支持，從我們投資購買機器前的零件制造到安裝和培訓(xùn)我們的員工。我們的一些同事是由雷尼紹在New Mills的工程師親自培訓(xùn)的，他親自制造我們的零件。他對我們生產(chǎn)過程的熟悉使我們的員工在培訓(xùn)課程結(jié)束后能夠迅速適應(yīng)內(nèi)部制造過程。"

Atherton Bikes投資了Ren增材制造 500Q，這是一個緊湊的四激光3D打印系統(tǒng)，旨在大幅提高生產(chǎn)率，同時提高打印的零部件質(zhì)量。憑借四個500W的激光器，該系統(tǒng)將制造過程加快了四倍，因此擴大了以前通過增材制造生產(chǎn)不經(jīng)濟的應(yīng)用范圍。Brown繼續(xù)說："有了這臺機器，我們就能跟上定制和高需求的制造要求，特別是在繁忙的比賽季節(jié)。我們能夠使用計算機輔助設(shè)計輕松地修改車耳設(shè)計，使我們能夠快速生產(chǎn)定制車耳，并在必要時重新生產(chǎn)。"

△阿瑟頓自行車公司現(xiàn)在可以在其位于威爾士的工廠內(nèi)部生產(chǎn)3D打印部件。圖片來自Atherton Bikes。

增材制造允許將踏板換成金屬材質(zhì)

自行車制造商正越來越多地轉(zhuǎn)向增材制造，以優(yōu)化一系列部件，因為它能夠整合多個部件，減輕部件的重量，并生產(chǎn)出以前無法實現(xiàn)的幾何形狀的部件。例如，定制自行車生產(chǎn)商Sturdy Cycles選擇了Headmade Materials公司的冷金屬融合（CMF）技術(shù)來生產(chǎn)其鈦合金自行車部件，之前還與R增材制造3D公司合作為其公路自行車打印部件。在其他地方，自行車部件制造商Fizik和Specialized已經(jīng)利用Carbon的DLS 3D打印技術(shù)來改善其自行車座墊的重量和舒適度，而DQBD則利用Stratasys的H350增材制造系統(tǒng)來創(chuàng)造完全個性化的3D打印座墊，以提高性能效率。

3D打印在小批量制造上的天然優(yōu)勢

不可否認的是，對于那些小產(chǎn)量的產(chǎn)品來說，3D打印在經(jīng)濟和時效上都有著自己不可替代的優(yōu)勢。

△圖片來源：淘寶

舉個例子：小雷想做一個固定架把AirTag固定在自己的自行車坐墊下。如果采用傳統(tǒng)加工方式，小雷需要手工制作一個木質(zhì)固定架樣品，硅膠制作粗模具，用粗模具制作細樣本，用細樣本制作鋁制細模具，再用細模具制作最終的塑料固定架。而如果中途有任何一個環(huán)節(jié)需要調(diào)整，小雷只能全部推翻重頭做起。

當(dāng)然，小雷也可以向工廠提要求，讓工廠的師傅幫我開模注塑生產(chǎn)，但這背后的成本需要一次性生產(chǎn)成百上千個才能平攤，但小雷只有一輛自行車，根本劃不來。此時3D打印的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了，小雷可以跳過模具階段，直接在電腦上做出模型切片后打印。就算效果不理想，在電腦上調(diào)成后重新打印就行。買一臺打印機確實不便宜，但和好幾天的時間成本或工廠的開模成本相比，一臺二手打印的價格就顯得“和藹可親”了。

這也是3D打印技術(shù)有望成為制造業(yè)其中一個巨大轉(zhuǎn)折點的原因?，F(xiàn)代3D打印機的出現(xiàn)，將制造的門檻大幅降低。小公司可以使用3D打印技術(shù)快速迭代產(chǎn)品原型，醫(yī)療行業(yè)可以依靠3D打印技術(shù)定制因人而異的植入方案，即使是一般用戶也能用3D打印實現(xiàn)一些以前不敢想象的“小手工”，比如打印一個100%適配自己手型的鼠標(biāo)外殼或真無線耳機。

就像打印機改變了文字傳遞方式一樣，面向消費者的3D打印機也將徹底改變未來制造業(yè)的經(jīng)營形式，家庭式的小作坊在未來也注定會被以3D打印為首的個人“打印”設(shè)備所取代。3D打印技術(shù)并不屬于工業(yè)革命，但3D打印技術(shù)一旦普及，它將重新洗牌整個制造業(yè)。