波兰自行车零部件制造商Aluear与比利时3D打印、软件和开发公司Materialise合作，取得了双方都称之为自行车传动系统技术的突破性成果：一款3D打印、CNC加工的钛合金曲柄组，比传统曲柄组轻50%以上，并且专为批量生产而设计。
对于Alugear公司而言，这项举措标志着其迈出了雄心勃勃的一步。该公司长期以来都意识到增材制造的潜力，但一直不确定如何将其应用于工业规模。“当我们看到3D打印技术能够打造出更轻、更强，且适用于多种用途的曲柄组时，我们就知道它是开启我们3D打印之旅的完美之选，”Alugear联合创始人Dawid Dyngosz说道。“我们深知3D打印能够带来我们所追求的性能优势，而Materialise正是能够帮助我们从概念走向生产的理想合作伙伴。正是他们丰富的3D打印专业知识促使我们开展了这个项目。”
一家公司在设计和生产方面的新方法
曲柄采用中空钛合金材质，在不牺牲强度的前提下显著减轻了重量（来源：Alugear）。
该曲柄组项目源于Alugear和Materialise之间的深度合作，融合了战略设计、仿真工具和严谨的制造工艺。早期阶段的重点是通过首件检验（FAI）和对Materialise位于不来梅的金属加工中心（该中心配备了增材制造和金属零件批量生产所需的设备）的审核来验证概念。
Materialise创新经理Simone Cannella认为，此次合作不仅仅是零件制造。“我们不只是打印零件，”她说，“我们对产品和生产流程都进行了工业化改造，以确保所有相关方都能从中获益。这有助于客户打造更优质的产品，并证明3D打印是完成这项工作的理想技术。”
该过程的核心是选择钛合金，因为它具有卓越的强度重量比，并且曲柄组采用薄壁空心结构，以减少不必要的重量，同时还能满足严格的ISO 4210高负荷疲劳强度测试（100,000次循环）。
模拟：一项关键工具
曲柄组由Materialise公司采用激光粉末床熔融技术打印而成（来源：Materialise）。
仿真在完善曲柄组设计和生产准备方面发挥了关键作用。坎内拉强调了这一阶段的复杂性：“我们必须在机械性能、零件性能、后处理设计的合理性、项目成本、构建方向和打印参数之间找到最佳平衡点。”
团队利用Materialise Magics的仿真模块，运行了针对特定打印参数校准的复杂仿真，以预测零件的性能和偏差。这使他们能够在迭代周期中进行调整，确保每个原型在生产前都满足性能和加工公差要求。
此次合作的成果是Stellar Ti曲柄组——一款一体式中空钛合金部件，兼具卓越的性能和制造工艺。其重量仅为345克，并通过了ISO级疲劳测试，Alugear称之为“业界首创”，实现了可大规模生产、3D打印和全CNC加工的钛合金曲柄组。
Dyngosz认为，该工艺的可重复性是其关键优势。“真正使这个部件在业内具有突破性意义的是它的可重复性。Alugear率先推出了采用3D打印技术，并经CNC全加工的钛合金曲柄组，能够以工业级规模可靠且经济高效地进行批量生产。”
该设计还省去了焊接环节，减少了潜在的故障点，并简化了自动化流程。由于生产现在能够同时生产多种长度的产品，该工艺支持批量生产，并为该技术的更广泛应用奠定了基础。
随着Stellar Ti曲柄组的问世，Alugear和Materialise已经开始考虑将3D打印技术应用于Alugear产品组合中的其他组件。“最令人兴奋的是，我们的曲柄组不再仅仅是一个原型——我们可以持续、大规模地生产，并且成本也符合市场需求，”Dyngosz表示。“既然我们已经证明这项技术行之有效，我们看到了将3D打印技术推广到我们产品组合中的巨大潜力。”
该项目强调了增材制造、仿真和传统加工如何相结合，以突破性能和生产的界限，为高端自行车零部件树立了新的标杆。
来源：南极熊
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