碳纖維3D打印一體式自行車(chē)，重量?jì)H為1.3kg

Arevo 開(kāi)發(fā)了一種用連續碳纖維進(jìn)行 3D 打印的系統方法。這個(gè)生的第一個(gè)應用為例來(lái)描述 : 一輛 3D 打印碳纖維自行車(chē)。目前的自行車(chē)制造過(guò)程是高度手工化的，而且時(shí)間和成本都很高，因為它需要不同的自行車(chē)部件的各種模具。

此外，使用熱固性樹(shù)脂作為基體會(huì )使材料變脆，碰撞時(shí)會(huì )導致災難性的失效。

相比之下，Arevo 的增材制造工藝基于延展性更強的熱塑性基體材料，不需要模具，并且可以在不增加成本的情況下定制自行車(chē)。

新自行車(chē)的設計和生產(chǎn)過(guò)程將在下面詳細說(shuō)明?；谒褂玫倪B續碳纖維增強材料的高剛度，采用了懸臂式鏈條支撐，而無(wú)需像傳統自行車(chē)設計中常見(jiàn)的座椅支撐。為了使用底部支架、制動(dòng)器、齒輪等標準組件，需要采用彎曲的設計，不能平放在模板上。這就需要開(kāi)發(fā) True3D 纖維路徑，使單向碳纖維與加載路徑在三維方向上對齊。

曾兩次參加奧運會(huì )的前奧運選手和賽車(chē)紀錄世界紀錄保持者Sky Christopherson都將精力投向了這些新自行車(chē)：“我的奧運自行車(chē)輕巧，但用力推或撞到會(huì )破裂。擁有一輛像其他碳纖維自行車(chē)一樣輕便但真正堅韌的自行車(chē)，這是夢(mèng)想成真?！?br/>


Arevo 開(kāi)發(fā)的新工藝技術(shù)允許使用至少 50 vol% 的碳纖維印刷復合材料，這是高性能和大幅度降低組件重量所必需的。

此外，使用激光作為加熱系統會(huì )產(chǎn)生無(wú)與倫比的界面強度和打印速度，從而使這項技術(shù)從原型制作轉向制造。薄壁有時(shí)甚至與平面內轉向相結合，需要非常高的精度和對沉積的嚴格控制，這是通過(guò)機器人技術(shù)和在放置過(guò)程中對張力的嚴格控制來(lái)實(shí)現的。

對系統的特性進(jìn)行了詳細的研究，以確定任何給定材料和幾何特征的最佳工藝參數。一個(gè)這樣的例子是將材料的激光吸收行為表征為纖維體積含量、纖維取向（例如，襯底層）、激光波長(cháng)和入射角的函數。



AREVO的3D打印自行車(chē)

AREVO成立于2014年，首先推出了一系列用于復合材料增強的碳纖維和碳納米管材料。據報道，這些碳納米管比鋼強，可用于增強AREVO 3D系列塑料制成的物體，并被視為進(jìn)入自行車(chē)生產(chǎn)市場(chǎng)的先驅。

關(guān)于其核心技術(shù)，可參見(jiàn)南極熊之前發(fā)布的文章《連續碳纖維復合材料3D打印來(lái)了，AREVO將革新碳纖維制造》。

AREVO隨后在A(yíng)輪融資中籌集了700萬(wàn)美元，Khosla Ventures領(lǐng)投。得以擴大經(jīng)營(yíng)范圍，并開(kāi)始開(kāi)發(fā)用于生產(chǎn)應用的堅固輕巧的復合零件。Asahi Glass領(lǐng)投的B輪融資中，AREVO進(jìn)一步籌集了1250萬(wàn)美元之后，最初的3D打印自行車(chē)計劃開(kāi)始以更快的速度上市。



利用其專(zhuān)利的生成設計技術(shù)和專(zhuān)有的多軸機器人增材制造平臺，AREVO隨后開(kāi)始為加利福尼亞州的自行車(chē)制造商Franco Bicycles提供3D打印自行車(chē)車(chē)架。一體式碳纖維車(chē)架以Emery Bikes品牌銷(xiāo)售，采用AREVO的直接能量沉積（DED）3D打印技術(shù)制造，的Emery ONE eBike系列中。

因此，盡管Superstrata聲稱(chēng)與AREVO的合作是“世界上第一個(gè)”定制化的3D打印一體式自行車(chē)，但他們在將3D打印用于類(lèi)似應用程序方面已有悠久的歷史。

Superstrata的‘Ion’和‘Terra’3D打印自行車(chē)

據悉，德國自行車(chē)制造商Urwahn Bikes也已經(jīng)成功地3D打印了自行車(chē)車(chē)架，但它們通常是焊接在一起的。而Superstrata的新型電動(dòng)自行車(chē)是一體制造的，為車(chē)架提供了無(wú)縫強度和耐沖擊性。Bill Stephens總結道：“這款自行車(chē)的設計希望利用3D打印技術(shù)的所有優(yōu)勢，以兼得兩全其美：強度和輕便?！?br/>


利用AREVO的DED 3D打印工藝，還可以對自行車(chē)進(jìn)行大量定制。每個(gè)車(chē)架都可以根據18個(gè)精確的尺寸進(jìn)行單獨制作，從而確保從4'7”到7'4”的騎行者都可以定制。此外，根據Superstrata的說(shuō)法，如果您需要一系列其他可調節設置，例如騎行位置和剛度水平，則該自行車(chē)具有超過(guò)500,000種潛在組合。

兩種版本的自行車(chē)將于今年晚些時(shí)候上市，Terra零售價(jià)為2799美元（約2萬(wàn)元），Ion E-Bicycle（電動(dòng)自行車(chē)）零售價(jià)為3999美元（約2.8萬(wàn)元）。Ion的電池可以在兩個(gè)小時(shí)內充滿(mǎn)電，續航里程可達55英里，而兩輛自行車(chē)的整個(gè)車(chē)架都集成了數據線(xiàn)和電源線(xiàn)，可以進(jìn)行各種電子升級。包括自定義以適應不同的騎行風(fēng)格（賽車(chē)，街道，碎石或旅行），車(chē)輪材料（金屬或碳纖維）或配色（淺色或深色）。

AREVO首席執行官Sonny Vu在kickstarter上開(kāi)展一場(chǎng)眾籌活動(dòng)，已經(jīng)籌集了超過(guò)80萬(wàn)英鎊的資金，Superstrata現在正在接受其3D打印電動(dòng)自行車(chē)的預訂。想要預購自行車(chē)或其附件之一的客戶(hù)可以在indiegogo下單。自行車(chē)的這兩種版本目前計劃于年底發(fā)布。