瑪瑞斯助力 Pinarello使用3D打印對(duì)新自行車(chē)減重

來(lái)源： Materialise 瑪瑞斯


導(dǎo)讀：對(duì)于賽車(chē)愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，騎行運(yùn)動(dòng)意味著要攀登陡峭的山坡，長(zhǎng)距離沖刺，并與無(wú)休止的風(fēng)進(jìn)行抗?fàn)�。自行�?chē)的重量決定了一切。Pinarello的新款賽車(chē)Dogma F是自行車(chē)手夢(mèng)寐以求的輕量化車(chē)型。

為了打造這款獨(dú)一無(wú)二的自行車(chē)，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(chē)能成功問(wèn)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(chē)。但是，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)不僅僅意味著減輕車(chē)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(mén)面臨的挑戰(zhàn)實(shí)際上是減輕重量的問(wèn)題，” Pinarello運(yùn)營(yíng)主管Maurizio Bellin解釋道。“當(dāng)騎自行車(chē)的人想要逆風(fēng)攀爬和沖刺數(shù)公里時(shí)，自行車(chē)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(chē)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是減輕重量

Pinarello通過(guò)與各種技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富的供應(yīng)商合作，開(kāi)始推進(jìn)這個(gè)項(xiàng)目，這些供應(yīng)商保證了自行車(chē)的高性能但采用傳統(tǒng)制造方法設(shè)計(jì)座椅組件，無(wú)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(shuō)：“我們位于德國(guó)不來(lái)梅的金屬技術(shù)中心擁有需要的專(zhuān)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(mén)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(zhuān)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(shuō)�！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(lái)支撐騎車(chē)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，”P(pán)hilip說(shuō)�！巴ㄟ^(guò)設(shè)計(jì)不需要支撐結(jié)構(gòu)或能通過(guò)手動(dòng)處理后續(xù)步驟的零件和工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。減少這些步驟為我們?cè)谥圃爝^(guò)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(guò)優(yōu)化成本使項(xiàng)目更具可行性。

“我們通過(guò)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(kāi)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(kù)中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以供未來(lái)操作使用。我們?cè)诙潭處字芏�不是幾個(gè)月內(nèi)開(kāi)發(fā)了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的打印參數(shù)。如果沒(méi)有Metal Competence Center的軟件和D&E團(tuán)隊(duì)的綜合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，我們就無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)�！�

結(jié)果
通過(guò)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(zhuān)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(guò)選擇性激光熔化打印的鈦部件比通過(guò)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(chē)賽的頂級(jí)自行車(chē)手，還可以提供給世界各地的每個(gè)人。

— Maurizio Bellin，Pinarello運(yùn)營(yíng)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(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)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(guò)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(gòu)。

▲  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(chē)

“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(shuō)�！皬倪@個(gè)角度來(lái)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(chē)賽的頂級(jí)自行車(chē)手，還可以提供給世界各地的每個(gè)人�！�