瑪瑞斯助力 Pinarello使用3D打印對(duì)新自行車減重

來源： Materialise 瑪瑞斯


導(dǎo)讀：對(duì)于賽車愛好者來說，騎行運(yùn)動(dòng)意味著要攀登陡峭的山坡,，長距離沖刺，并與無休止的風(fēng)進(jìn)行抗?fàn)�,。自行車的重量決定了一切,。Pinarello的新款賽車Dogma F是自行車手夢(mèng)寐以求的輕量化車型。

為了打造這款獨(dú)一無二的自行車,，Pinarello需要?jiǎng)?chuàng)新性合作伙伴和最新技術(shù)的幫助,。Materialise瑪瑞斯的全套金屬3D打印服務(wù)和量身定制的工作流程幾乎將關(guān)鍵座椅組件的重量減半,，是這款自行車能成功問世的主要因素。

挑戰(zhàn)
在騎行運(yùn)動(dòng)行業(yè),，每一克的重量都很重要,。Pinarello希望能打造一款重量遠(yuǎn)低于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的賽車。但是,，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)不僅僅意味著減輕車輛的重量,，還需要團(tuán)隊(duì)能在成本、質(zhì)量,、生產(chǎn)速度和制造單位數(shù)量之間取得平衡,。

“Pinarello研發(fā)部門面臨的挑戰(zhàn)實(shí)際上是減輕重量的問題，” Pinarello運(yùn)營主管Maurizio Bellin解釋道,�,！爱�(dāng)騎自行車的人想要逆風(fēng)攀爬和沖刺數(shù)公里時(shí)，自行車越輕,，就能跑得越快,。這就是為什么我們的目標(biāo)是盡可能減少重量�,！�

▲  Pinarello 對(duì)這款新自行車的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是減輕重量

Pinarello通過與各種技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富的供應(yīng)商合作,，開始推進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目，這些供應(yīng)商保證了自行車的高性能但采用傳統(tǒng)制造方法設(shè)計(jì)座椅組件,，無法做到輕量化,。為了實(shí)現(xiàn)減輕重量的目標(biāo)，Pinarello選擇了Materialise瑪瑞斯和3D打印,。

解決方案
Materialise瑪瑞斯團(tuán)隊(duì)知道,，金屬3D打印能夠很容易就制造出更輕的座夾。該案例的挑戰(zhàn)在于在短短幾周內(nèi)大規(guī)模制造零件,。Materialise的內(nèi)部設(shè)計(jì)師和工程師,、軟件和制造團(tuán)隊(duì)需要齊心協(xié)力完成這一生產(chǎn)目標(biāo),。

Materialise的技術(shù)項(xiàng)目經(jīng)理Philip Buchholz解釋說：“我們位于德國不來梅的金屬技術(shù)中心擁有需要的專業(yè)環(huán)節(jié),，結(jié)合了我們的內(nèi)部設(shè)計(jì)技術(shù)、研發(fā)部門的廣博學(xué)識(shí)以及工業(yè)化生產(chǎn)流程,�,！�

▲  在我們的金屬能力中心，我們可以結(jié)合軟件,、設(shè)計(jì)和工程專家的知識(shí),，將金屬3DP提升到一個(gè)新的水平

“設(shè)計(jì)和工程是與Pinarello密切合作完成的，”Materialise瑪瑞斯的設(shè)計(jì)工程師Tim Hermanski說,�,！霸诿看卧O(shè)計(jì)迭代中,，我們都先行完成了虛擬仿真測(cè)試。座夾需要做到輕量化,，但也需要足夠的強(qiáng)度來支撐騎車人的重量,。這些內(nèi)部測(cè)試節(jié)省了大量時(shí)間，也能確保最終部件的可打印性和可靠性,�,！� 測(cè)試完成后，團(tuán)隊(duì)與Pinarello共享了3D打印設(shè)計(jì),，便于進(jìn)行他們自己的一組物理測(cè)試,，例如在測(cè)試臺(tái)和道路上進(jìn)行疲勞測(cè)試。

3D打印的一個(gè)主要好處是完成設(shè)計(jì)的速度快,。傳統(tǒng)制造在每次設(shè)計(jì)更新期間都需要新模具和復(fù)雜的CNC編程,，但3D打印并非如此。這些設(shè)計(jì)是完全數(shù)字化的,，因此可以快速完成調(diào)整,。

除了零件的實(shí)際設(shè)計(jì)之外，團(tuán)隊(duì)還需要應(yīng)對(duì)在如此短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)大量零件的挑戰(zhàn),。該項(xiàng)目要求在不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)打印2,000個(gè)零件,。這再次驗(yàn)證了Materialise的打印服務(wù)能力。團(tuán)隊(duì)齊心協(xié)力創(chuàng)建了一個(gè)提供全方位服務(wù)的定制生產(chǎn)工作流程,，包括了標(biāo)簽和質(zhì)量的檢查,，成功地實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)。

▲  定制的生產(chǎn)工作流使團(tuán)隊(duì)能在不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)打印2,000個(gè)零件

“我們必須在我們的生產(chǎn)鏈中引入工業(yè)化流程,，”Philip說,。“通過設(shè)計(jì)不需要支撐結(jié)構(gòu)或能通過手動(dòng)處理后續(xù)步驟的零件和工藝來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),。減少這些步驟為我們?cè)谥圃爝^程中節(jié)省了大量時(shí)間,。我們還創(chuàng)建了一個(gè)自定義打印參數(shù)集，便于加快打印時(shí)間,，滿足所需的材料屬性,，并通過優(yōu)化成本使項(xiàng)目更具可行性。

“我們通過Materialise Process Tuner實(shí)現(xiàn)了所有的目標(biāo),，Materialise Process Tuner是我們今年末將推向市場(chǎng)的一個(gè)解決方案,，可以廣泛地‘調(diào)整’工藝開發(fā)。該軟件不僅加快了參數(shù)的設(shè)置,，而且自動(dòng)化的運(yùn)行而減少了人工的操作錯(cuò)誤,，并能查看所有存儲(chǔ)在中央數(shù)據(jù)庫中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以供未來操作使用,。我們?cè)诙潭處字芏�不是幾個(gè)月內(nèi)開發(fā)了經(jīng)過優(yōu)化的打印參數(shù),。如果沒有Metal Competence Center的軟件和D&E團(tuán)隊(duì)的綜合專業(yè)知識(shí),，我們就無法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)�,！�

結(jié)果
通過與Pinarello的密切合作以及內(nèi)部團(tuán)隊(duì)不懈的努力,，Materialise瑪瑞斯為Pinarello實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)提供了所需的零件

3DP專家利用AM的設(shè)計(jì)自由度設(shè)計(jì)了座椅組件，并選擇了適合的材料以實(shí)現(xiàn)顯著的輕量化效果,。最后,，通過選擇性激光熔化打印的鈦部件比通過傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的原始鋁設(shè)計(jì)輕了42.5%。

3D打印的可及性使得這項(xiàng)技術(shù)不僅能提供給參加環(huán)法自行車賽的頂級(jí)自行車手,，還可以提供給世界各地的每個(gè)人,。

— Maurizio Bellin，Pinarello運(yùn)營主管

Materialise生產(chǎn)如此大規(guī)模的3D打印零件的速度也令人印象深刻,。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和簡化生產(chǎn)流程,，該團(tuán)隊(duì)在三周內(nèi)完成了從下訂單到交付2,000個(gè)零件的過程，共計(jì)多達(dá)20,000個(gè)零件,。與傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)速度進(jìn)行比較能很好地體現(xiàn)3DP的速度優(yōu)勢(shì),，傳統(tǒng)制造業(yè)需要提前6到12個(gè)月下達(dá)這種規(guī)模的訂單，尤其是在供應(yīng)鏈?zhǔn)艿饺�球原材料和產(chǎn)能短缺影響的時(shí)候,。在這種情況下,，Materialise的制造中心位于歐洲也是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。Materialise能提供更快的交貨時(shí)間和更具可持續(xù)性的交付,，而不是從全球制造商那里訂購,。

▲  3DP生產(chǎn)的速度和準(zhǔn)確性加上輕質(zhì)的最終零件成功造就了尖端的Dogma F自行車

“由于Materialise和我們對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注，我們?cè)谛⌒妥�管夾上就節(jié)省了35克的重量,，”Maurizio 說,。“從這個(gè)角度來看,，這比座桿本身的最終重量減輕了8克,。細(xì)節(jié)決定成敗。多虧了3D打印,，我們才能真正證明這一點(diǎn),。

“但這不僅僅是關(guān)于減輕重量。3D打印的可及性使得這項(xiàng)技術(shù)不僅能提供給參加環(huán)法自行車賽的頂級(jí)自行車手,，還可以提供給世界各地的每個(gè)人,。”