雷尼绍 3D 打印技术助力英国自行车队夺得奥运冠军 – 3D打印行业资讯网

全球工程公司 Renishaw 的金属 3D 打印技术助力英国自行车队在 2024 年巴黎奥运会上赢得八枚场地自行车奖牌。该公司与英国自行车队合作，使用其 RenAM 500Q 四激光金属 3D 打印机为 32 辆奥运场地自行车 3D 打印了 1,000 多个零件。这些零件包括空气动力学曲柄、后下叉、座桥和座管。据报道，后者是同类产品中第一个 3D 打印部件，具有新颖的设计，可提供出色的空气动力学性能。

英国队最初打算主要采用传统方法制造自行车。然而，由于 2020 年奥运会 (COVID-19) 推迟到 2021 年，时间限制迫使他们使用快速成型技术来缩短交货时间。雷尼绍还使用其 RenAM 500M 3D 打印机帮助英国自行车队为 2020 年东京奥运会生产场地自行车。

英国自行车队首席项目工程师 Oliver Caddy 博士解释说：“使用传统加工方法为东京自行车生产的碳纤维部件满足了我们的所有要求，但巴黎自行车的时间限制意味着这种方法对于某些定制部件不再可行。在看到3D打印的优势以及它在东京自行车上帮助我们实现的结果后，我们知道这是一种值得进一步探索的制造方法。”

2024 年英国奥运会自行车队

英国团队采用3D打印技术

英国在 2024 年巴黎奥运会上共获得 65 枚奖牌，包括自行车赛奖牌 11 枚，其中 8 枚来自场地赛。凯蒂·马钱特、索菲·凯普韦尔和艾玛·菲努凯恩在女子团体短跑比赛中获得金牌并创下新世界纪录，成为本届奥运会的一大亮点。英国自行车队的装备和服装开发团队负责为英国队开发和生产新自行车，并为运动员提供取得成功的最佳工具。在奥运会上，该组织的自行车必须达到最高速度、平衡性和空气动力学性能。设计和制造能力（包括金属 3D 打印）对于实现这一目标至关重要。

由于新冠疫情，2020 年奥运会推迟到 2021 年，英国自行车队面临着巨大的压力，需要及时交付优化的自行车。碳纤维曲柄和座管等核心部件最初是使用注塑和机械加工等传统方法开发的。这要求制造商首先开发模具来制造最终组件，这是一个耗时的过程。

Caddy 解释道：“曲柄和座管等部件都是为骑手量身定制的，因此我们需要找到一种方法来快速开发不同尺寸的部件，同时还要使用一种方法来实现应用所需的性能提升。为了实现这一点，该团队采用了雷尼绍的金属 3D 打印技术，该技术已经为该团队在东京奥运会上的成功提供了支持。

3D打印座椅支柱

3D打印助力奥运会自行车比赛

Renishaw 首先用 3D 打印技术打印出碳纤维部件的塑料原型。Renishaw 3D打印应用首席工程师 Ben Collins 表示：“我们知道我们必须与英国自行车队一起试验，以找到这些部件的最佳几何形状和内部结构。经过几轮原型设计和测试后，他们就座管、曲柄和座桥和后下叉等较小部件的外部设计达成了一致。接下来，这些部件用钛金属 3D 打印出来。

3D打印可以创建复杂的几何形状，从而消除不必要的重量。例如，在开发空气动力学座管时，工程师开发了自由形状的几何形状，以尽可能多地挖空组件。中空的中心和向后的倾斜使空气能够流过自行车的中部，从而优化其空气动力学性能。每个钛合金座杆都是根据每个骑手的精确尺寸 3D 打印的。柯林斯说，使用传统制造方法无法做到这一点。

柯林斯还强调了 3D 打印晶格结构的价值，这使得团队能够实现与原始碳纤维部件相同的刚度，但重量却减轻了。

通常，整个部件的网格厚度是一致的。然而，对于自行车曲柄来说，应力点是由施加在不同位置的强度和力引起的。这可能会导致部件失效。为了解决这个问题，雷尼绍使用拓扑优化软件创建了一种独特的内部网格，在高应力点处使用较厚的部分。在应力较低的区域使用较薄的网格以减轻重量。

钛合金曲柄经过了 ISO 测试，以确保它们能够承受奥运会比赛的巨大压力。标准自行车通常测试 1000 牛顿，而奥运自行车必须承受 3000 牛顿。Caddy 补充道：“与雷尼绍的合作让我们学到了很多东西，不仅让我们了解了为巴黎 2024 年生产的特定部件，还让我们了解了3D打印在不同应用中最有价值的地方，以及设计如何影响最终部件的性能。”

3D打印曲柄部件

3D打印自行车

除了英国自行车队，许多公司也发现了3D打印在自行车生产中的价值。今年早些时候，3D打印材料开发商Elementum 3D与德国机床制造商TRUMPF合作改进了INTENSE Cycles的M1速降赛车。

INTENSE 采用 TRUMPF 的金属 3D 打印技术制造自行车车架的关键部件，这是提高悬架性能的关键因素。该项目使用了 Elementum 3D 的 A6061-RAM2 合金。这种 3D 打印材料与 INTENSE 的铝合金车架中使用的合金类似。

据报道，该材料的可焊性和稳定的可加工性简化了 3D 打印参数的开发。这最大限度地减少了达到所需相对密度值所需的迭代次数。

此外，威尔士定制自行车制造商 Atherton Bikes 与 Renishaw 合作，利用 3D 打印技术制造其赢得世界杯冠军的自行车。双方首先合作生产自行车车架的 3D 打印钛合金凸耳。这些凸耳是在 RenAM 500Q 上 3D 打印的，设计轻巧坚固。Atherton 随后将这些 3D 打印功能带入公司内部。这样，客户就可以在公司附近的威尔士山区测试他们的新自行车。