Ποδήλατο με πλαίσιο τιτανίου από 3D εκτυπωτή

Εκτυπωτής τιτανίου που μπορεί να φέρει επανάσταση στη βιομηχανία.
Όταν το ζητούμενο στην κατασκευή πλαισίων είναι η υψηλή αντοχή αλλά με το κατά το δυνατόν χαμηλότερο βάρος, το υλικό που προκρίνεται είναι σαφώς το τιτάνιο.

Όμως μαζί με αυτά τα κορυφαία χαρακτηριστικά έρχεται κι ο ανάλογος λογαριασμός που κάνει τελικά τη χρήση τιτανίου σχεδόν απαγορευτική. Είναι το υψηλό κόστος της πρώτης ύλης, η χρονοβόρα επεξεργασία αλλά και το κόστος της φύρας του υλικού που ανεβάζουν το κόστος.

Για το κόστος του υλικού αυτού καθ’ εαυτού δεν μπορούν να γίνουν και πολλά πράγματα, όμως για τα άλλα δύο βρέθηκε λύση. Δύο αγγλικές εταιρείες ένωσαν τις δυνάμεις τους και έφτιαξαν τον πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωτή τιτανίου!

Όπως το ακούτε. Η Renishaw, μία εταιρεία παραγωγής πρόσθετων υλών και η Empire Cycles που σχεδιάζει και κατασκευάζει πλαίσια ποδηλάτων, συνεργάστηκαν και κατασκεύασαν τον πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωτή για πλαίσια ποδηλάτων.

Το πρώτο εγχείρημα ήταν η κατασκευή του MX-6 Evo, ενός mountain bike κατασκευασμένου εξ ολοκλήρου από τιτάνιο. Η Empire διαθέτει ήδη στην αγορά το μοντέλο ΜΧ-6, κατασκευασμένο όμως από αλουμίνιο.

Το πλαίσιο κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας μια AM250, μια μηχανή τήξεως και συγκόλλησης με λέιζερ, κατασκευασμένη από την Renishaw. Κατά τη διαδικασία κατασκευής, ένα υψηλής ισχύος λέιζερ ίνας υττερβίου χρησιμοποιήθηκε για να ενώνονται επιλεκτικά σωματίδια σκόνης κράματος τιτανίου.

Στρώματα αυτών των σωματιδίων - συντηγμένα μαζί χτίζονταν το ένα πάνω στο άλλο, για να σχηματίσουν τα τελικά τμήματα του πλαισίου. Αυτές τα τμήματα κατόπιν συγκολλούνται μεταξύ τους με τη χρήση ισχυρού συγκολλητικού υλικού (κόλλας).

Επειδή το τιτάνιο έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το αλουμίνιο, εάν η Empire ήθελε ένα ποδήλατο που τελικά να ήταν ελαφρύτερο από το απλό μοντέλο (αλουμινίου) έπρεπε να χρησιμοποιηθεί λιγότερο υλικό.

Για να γίνει εφικτό αυτό, πραγματοποίησε μια τοπολογική βελτιστοποίηση του λογισμικού. Αυτό σημαίνει ότι εκτιμήθηκε δομικά κάθε σημείο του πλαισίου και οι περιοχές εκείνες απ’ όπου θα μπορούσε να μειωθεί η εναπόθεση υλικού χωρίς να επηρεαστεί η αντοχή του.

Το αποτέλεσμα είναι το πλαίσιο του Evo να ζυγίζει μόλις 1.400 γραμμάρια και να είναι κατά 33% ελαφρύτερο από το ομόλογό του από αλουμίνιο. Ενδεικτικά, σε δοκιμές αντοχής, η περιοχή όπου στηρίζεται η σέλα, ξεπέρασε κατά 6 φορές τα πρότυπο αντοχής ΕΝ 14766 για τα mountain bikes. Η αντοχή του πλαισίου ως σύνολο είναι ακόμη υπό δοκιμή.

Πώς θα μπορούσε λοιπόν αυτό το έργο να οδηγήσει σε οικονομικότερα πλαίσια τιτανίου; Για δύο απλούς αλλά σημαντικούς λόγους. Ο ένας είναι ότι κατά τη διεργασία τήξης με λέιζερ, δεν υπάρχει απώλεια υλικού. Όλη η σκόνη του κράματος τιτανίου σκόνης που δεν καταλήγει στο πλαίσιο, συλλέγεται και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο επόμενο.

Επίσης η τοπολογική διαδικασία βελτιστοποίησης της χρήσης του υλικού εξασφαλίζει ότι εξ αρχής θα χρησιμοποιηθεί το λιγότερο δυνατόν. Επιπλέον αυτών, δεν χρειάζεται κάποια ειδική κατεργασία υλικών, σχεδιασμός και κουρμπάρισμα σωλήνων ή συγκόλληση τμημάτων, καθώς τα σημεία αυτά βγαίνουν έτοιμα από τον τρισδιάστατο εκτυπωτή. Διαδικασίες που είναι όλες απαραίτητες στην συμβατική κατασκευή των πλαισίων.

Με τη νέα μέθοδο γίνεται πιο απλό να τοποθετούνται – «εκτυπώνονται» πιο σωστά – όλες εκείνες οι επιπλέον βάσεις στήριξης για τα διάφορα περιφερειακά στοιχεία του ποδηλάτου. Που σε ένα συμβατικό τρόπο κατασκευής απαιτούν συγκόλληση ένα προς ένα.

Τέλος δεν θα υπάρχει πλέον περιορισμός για τον σχεδιασμό και κατασκευή πιο περίπλοκων σχημάτων και υλικών, τόσο για τα πλαίσια όσο και για τα περιφερειακά. Βλέποντας δε λίγο πιο μακριά στο μέλλον, η επαναστατική αυτή μέθοδος θα μπορούσε εύκολα να περάσει και στις μοτοσυκλέτες όπου το χαμηλό βάρος είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας.

Ως σήμερα πάντως η Ευρωπαϊκή Εταιρεία Αεροναυπηγικής Άμυνας και Διαστήματος (EADS ) ήταν η μόνη που είχε δημιουργήσει κάτι ανάλογο. Ένα «εκτυπωμένο» ποδήλατο από εκτυπωτή 3D, μόνο που το δικό της ήταν κατασκευασμένο από …νάιλον.

Τελικά οι δύο βρετανικές εταιρείες άνοιξαν με το ΜΧ-6 Evo έναν νέο δρόμο που μπορεί να φέρει επανάσταση στην εξέλιξη και το μέλλον όχι μόνο των ποδηλάτων και μοτοσυκλετών αλλά πλήθους άλλων προϊόντων της παγκόσμιας βιομηχανίας…

Πηγή: http://www.newsbeast.gr