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零部件

探索3D打印技術(shù) 打造一支超輕鈦合金把立

也許你還記得世界上最輕的2.7kg自行車(chē),整車(chē)裝備了金屬曲柄,據(jù)說(shuō)是由鈦合金3D打印制作。(詳情:《可能是世上最輕的自行車(chē)(并不違反廣告法)》)本文作者認(rèn)為,設(shè)計(jì)端與工業(yè)端的了解與協(xié)同合作是優(yōu)秀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,要設(shè)計(jì)最好的產(chǎn)品,第一步就是了解最好的材料是如何制造的。


▲鈦合金3D打印制作而成的金屬曲柄

長(zhǎng)期以來(lái),我都依賴(lài)金屬3D打印機(jī)來(lái)制作原型零件,但有一個(gè)問(wèn)題一直困擾著我:金屬3D打印價(jià)格還不夠低,F(xiàn)在我以一根僅重83g的鈦合金3D打印94mm把立來(lái)分享自己與3D打印領(lǐng)域協(xié)同的結(jié)果:使用AI技術(shù)來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程,從而有效降低成本。

▲ISO4210-5-2014 限重130kg

為什么市面上的鈦合金把立做不到這個(gè)重量?因?yàn)門(mén)C4鈦合金是一種難以處理的材料,沒(méi)有辦法低成本制作管材,也沒(méi)有辦法低成本CNC加工整根把立。幾乎所有鈦合金把立都是使用強(qiáng)度更低的TA18鈦合金焊接而成,所以重量上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。

正因?yàn)?D金屬打印機(jī)可以將TC4粉末激光燒結(jié)熔融成型,能夠以相比單件CNC更低的價(jià)格生產(chǎn)高強(qiáng)度的TC4鈦合金零件。這支把立的力學(xué)性能十分優(yōu)秀,最終測(cè)試結(jié)果和力學(xué)仿真十分接近,通俗講,相比超輕的鋁合金和碳纖維把立,鈦合金打印的把立在使用中幾乎不會(huì)感覺(jué)到彈性。

簡(jiǎn)單來(lái)講,金屬3D打印的價(jià)格主要由耗費(fèi)的金屬材料、后期的人工處理、產(chǎn)品的尺寸以及打印時(shí)間來(lái)決定。

其中可以調(diào)整的是耗費(fèi)的金屬材料、打印時(shí)間和人工處理。以我使用的BLT-300A打印機(jī)為例,零件打印中需要使用相同的金屬材料來(lái)支撐零件保證外形,這部分支撐也會(huì)算入總價(jià)格中,而調(diào)整零件打印角度,改變零件細(xì)節(jié)和進(jìn)行熱仿真可以影響支撐材料的密度和長(zhǎng)度。

▲如此密度的支撐,價(jià)格早已超過(guò)產(chǎn)品本身

打印時(shí)間由零件的擺放高度以及激光掃過(guò)的速度決定,下圖的情況中有非常多點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)在分層為打印數(shù)據(jù)后會(huì)使得激光沒(méi)有辦法快速連續(xù)地進(jìn)行掃掠。擺放高度由零件尺寸決定,一根把立豎起來(lái)顯然比平放更節(jié)省空間,但需要更多的支撐材料。

(如需轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明出處并保留圖片水印。)

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  • 熱門(mén)評(píng)論
  • 癲狂喵 2020-12-04 13:34

    這么說(shuō),未來(lái)鈦合金車(chē)架的價(jià)格可以降到一個(gè)很低的程度了

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    • Clair de 2020-12-04 14:40

      需要一種超高強(qiáng)度的軋制鈦合金無(wú)縫管材制作完美的鈦合金車(chē)架

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  • uixotic 2021-02-11 19:38

    請(qǐng)問(wèn)圖一的鈦合金曲柄是什么型號(hào)

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  • Kreate 按需制造 2021-01-05 12:21

    看到是未來(lái)工場(chǎng)的報(bào)價(jià)平臺(tái),有需要也可以聯(lián)系我們哦!

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  • 大俠饒命 2020-12-09 12:53

    什么時(shí)候

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  • 青春愛(ài)騎車(chē) 2020-12-03 02:29

    一頭霧水的走了  ……

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  • 全部
  • 風(fēng)南天 2020-12-03 00:33

    厲害了,我35mm UNO把立還110多克那

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  • 源發(fā)單車(chē) 2020-12-02 00:13

    不明覺(jué)厲

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  • tacx 2020-12-01 21:40

    自有最高檔的把立是3T 鋁 ARX II Team,還是2手。

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  • allenkou 2020-12-01 18:36

    真·不明覺(jué)厲

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  • 斯茶 2020-12-01 18:16

    覺(jué)厲……

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  • 小檬要革命 2020-12-01 17:24

    明,但覺(jué)厲

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  • ADHDmania 2020-12-01 16:10

    不明覺(jué)厲

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  • kingfar 2020-12-01 15:06

    真就不明覺(jué)厲……

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  • 白日能否見(jiàn)星光 2020-12-01 14:29

    下期先進(jìn)制造技術(shù)期刊沒(méi)你我可不看

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  • :)(*︶*) 2020-12-01 12:32

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