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3D 打印自行车车架:Bigrep ONE 成为 Canyon 的创新助力

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来自德国的自行车品牌-Canyon Bicycles GmbH,使用拓朴优化设计新的登山自行车车架,Canyon选择Bigrep ONE大型 3D打印机制作全尺寸车架,只需短短几天,工程师们便可将他们的创意化为实体验证。

Canyon:每一步创新的开始

自成立以来不断创新的Canyon,最初是以在比赛期间销售自行车零部件起家,如今Canyon不仅拥有享誉全球的自行车品牌,提供的车款类别,从通勤公路车到登山自行车一应俱全,全球员工人数规模超过1000人。Canyon时常与专业自行车手、Canyon SRAM Racing Team车队合作,为自行车创新与发展提供新的动力。

为了实现创新设计,Canyon的登山车高阶设计工程师Johannes Thumm充分应用 Bigrep大尺寸3D打印的优势。Johannes自述他的目标:「我的工作专注于制造最轻量、性能最佳的竞赛用登山自行车。也正是我自己喜欢骑的自行车」。

3D打印BIigRep 大口径三维打印 3D大尺寸批量打印

Canyon 设计自行车车架应用积层制造(AM)技术,省下的时间与成本

过去新的车架设计开发流程复杂、所费不赀,且最大的问题是耗费很多时间。以前新车架的第一件原型,得先用钢管焊接而成,才能连接其他零件并检查车架模型的几何形状与外观。若检查出问题,得再重新焊接新的模型,整个过程可能会拉长到数周甚至数个月的时间。对于碳纤维车架,制作原型的标准更高。

每次设计叠代都需要一个新的模具,让碳纤维材料在模具里成型,才能得到设计模型。这是一个耗时且昂贵的过程──单单一件模具就可能花费 10,000 到 25,000 欧元。同样的,也可能需要数周时间才能最终评估与确认车架设计。

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旧制程的痛点,正是3D打印能帮上忙的地方。Canyon自从导入Bigrep ONE 大尺寸3D打印机,工程师可以在一到两个工作天内完成3D打印车架几何形状。只需很短的时间,一个车架原型就可以入手,让设计者对产品设计有一个真实的感觉,并将它与原始设计期待进行比较,这大大地影响了设计者决定是否要进一步发展设计。登山车设计工程师 Johannes Thumm 表示:「我们可以简单地设计、3D打印、检查框架,也许做一些修改,然后再次3D打印出来」

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经过打磨、打底和喷漆等一些后处理步骤后,Bigrep ONE 3D 打印出来的原型看起来就像最终生产出来的车架外观,以此为例有助于更了解同事和潜在客户的评价。如果需要进行调整,Bigrep 3D 打印机将大大缩短叠代周期,进而加快着手下一个设计的时间。3D 打印快速原型相较于传统制程,能为制造商省下更多成本!

使用BigRep ONE开发永续概念自行车架

Canyon致力于开创新的格局,研发部门着手开发新的登山自行车车架,且须被用更高的环境永续标准检视。为达到标准,Canyon需要解决几个生产挑战。首先,车架应只由一种容易回收的材料制成。其次,车架必须尽可能坚固,足以应对艰难的职业竞赛赛况,并为雄心勃勃的业余骑手提供更好的操控性。最后一点,是不能超过车辆的最大限重。

为了实现这些目标,Canyon采用拓朴优化设计。设定相关参数后,计算机计算出最理想且崭新的车架形状。透过许多次的更改和调整进行设计叠代,让优化后的车架设计合乎成本预算,变成可以实际制造的产品。

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如果没有Bigrep大尺寸3D打印机,叠代设计的过程就不会具有成本效益。Canyon 的工程师 Johannes Thumm 说明:「3D 打印已经开辟了许多很酷的机会,可以节省时间、尝试新设计、扩展制造的所有可能性」。

3D打印在自行车产业的未来发展

除了自行车产品设计,3D打印将加速许多产业的产品开发。随着产品开发周期越来越短,顾客期待获得更个性化的产品,积层制造可以针对不断变化的市场需求做出快速反应。结合计算机辅助设计(CAD)和3D打印技术,可以制造出以前无法想象的产品。

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随着积层制造技术快速发展,相信不久后的未来能够实现3D打印直接生产自行车车架的愿景。如此不仅可以提供各种尺寸的车架,还可以根据每个人的身形提供客制化的自行车设计。对于 Johannes Thumm 来说,3D打印将在未来发挥重要作用:「产品的外观将会有全新的可能性」。

3D打印也将影响制造业的永续发展──在地生产而不必长途运输,减少碳足迹。相较于CNC铣切制程,3D打印印多少就用多少的原料,能避免在生产过程中产生大量废料。导入3D打印技术,将使自行车产业为保护环境做出更大的贡献。

关于马路科技

马路科技成立于1996年,从逆向工程与快速原型应用整合,今日为华人市场上最专业的3D列印与3D扫描专家于各种产业。

马路科技陆续引进了工业设计(ID)、工业辅助检测(CAV)、雷射加工机设备、公仔设计服务、工程服务等的关键知识与技术。

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