3Dプリントチタン合金部品の年間生産量は5万個を超える。自転車メーカーのHanglun TechnologyがFarsoon High-techと提携

はじめに：人類は誕生以来、足跡と視覚、身体と心の二重の拡張を絶えず追求してきました。交通手段からプロ用自転車まで、あらゆる新しい発明は、未知の世界へ進み、世界を探検したいという私たちの願望を証明しています。

現代社会では、自転車は運動や通勤、生活空間の境界を探索するために使われます。金属3Dプリント技術の導入により、最適化された設計、迅速なプロトタイピング、小ロット生産、パーソナライズされたカスタマイズ、軽量化などの重要な利点がもたらされ、誰もが人と環境と技術の関係にさらに注意を払うことができ、行動を通じてグリーン環境保護と持続可能な開発の概念を真に伝えることができます。

チタン合金は軽量で強度が高く、靭性と耐腐食性に優れており、航空宇宙、自動車、医療、3Cなどの分野で広く使用されています。河北航倫科技有限公司は、継続的な研究と実験を通じて、チタン合金溶接技術を自転車のフレーム、ハンドルなどの部品の生産に応用することに成功しました。1992年に中国初のチタン合金自転車を独自に開発し、中国初のチタン合金自転車ブランドであるHi-Lightを設立しました。

航倫科技は現在、世界最大のチタン合金自転車メーカーです。世界の有名なチタン合金ブランドのフレームのほとんどは、航倫科技によって生産されています。チタン合金自転車フレームの年間生産能力は約2万個です。国内市場シェアは80％です。海外市場は北米、ヨーロッパ、東南アジアなどの国と地域をカバーしています。高級スポーツ自転車の生産と研究開発のリーダーです。

写真はHanglun TechnologyのHi-Lightブランド自転車店です。さまざまな機能ニーズを満たすために、Hi-Light ブランドは、マウンテンバイク、ロードバイク、ピクニックバイク、トライアスロン、BMX バイク、トレイルバイク、バランスバイクなど、約 10 のシリーズと 50 を超えるモデルと仕様に分かれています。
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3Dプリントされたチタン合金部品は年間5万個以上生産される

チタン素材の従来の加工は極めて困難です。チタン素材の特殊な構造のため、溶接は最初から最も正確で完璧な角度で一度に行う必要があります。溶接が完了すると、修正の余地はほとんどありません。塗装部分も分子接着性が低いため、着色が困難です。これらの技術的な困難は職人の経験とスキルを試すものであり、製造コストを大幅に増加させ、製品の高価格に反映されます。

2023年、Hanglun TechnologyはFarsoon High-Techの4レーザー金属3DプリントソリューションFS350Mを採用し、ハイエンドのカスタマイズと大量生産の完璧な組み合わせを実現しました。

「3Dプリントはハイエンド技術であり、業界全体の大きな発展のトレンドです。草原に火をつける火花のような勢いで、伝統的な精密鋳造と完璧に融合しています。」

現在、当社は大量生産には精密鋳造を使用し、小ロットのカスタマイズ製品には3Dプリントを使用しています。自転車製品の軽量化、複雑な構造の一体成形、ハイエンドのカスタマイズなどのニーズを考慮しながら、単品または小ロット製品の高い製造コストと環境汚染を回避できます。製品の納期を効果的に短縮し、生産をより効率的かつ便利にします。 ”

楊延鵬河北航倫科技有限公司副総経理

計画によると、航倫科技は3Dプリント技術を使って年間5万個以上のチタン合金自転車部品を生産し、複数のモデルの自転車に適用し、世界中の顧客に、より高品質、より強度が高く、より軽量で耐久性に優れたチタン合金自転車製品を提供することを目指している。

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設計の反復を加速し、生産効率を向上

消費財の場合、生産サイクルを短縮することで、ブランドの市場への対応がスピードアップします。製品の設計開発プロセスでは、3Dプリントは特に設計プロトタイプの迅速な反復に対応でき、チタン合金自転車部品に設計の自由度をもたらすだけでなく、製品の発売ペースもスピードアップします。

従来の方法では、精密鋳造、CNC加工、ワイヤーカット、溶接、校正、表面処理などの複数のプロセスが必要です。3Dプリントは、チタン合金製自転車部品の複雑な構造の一体成形を実現し、材料を節約し、コストを削減し、溶接残留応力による変形や疲労損傷、ねじ接続の不正確さなど、複雑な構造の溶接によってもたらされる潜在的なリスクを回避できます。

チタン合金製自転車用リアシートステーヨーク
印刷装置：FS350M-4

印刷時間: 24時間

印刷材料: Ti6Al4V

3Dプリントされた自転車後部座席フォークヨークは、Farsoon High-TechのFS350M-4装置を使用して製造されています。わずか24時間でプレート全体の38個を一度に印刷することができ、従来の鋳造生産よりも60％以上効率的です。フラットな空気力学チューブ設計を採用し、一体型3Dプリントで作られ、チタン合金で作られています。非常に強くて耐久性があるだけでなく、非常に軽量です。ホイールの乱気流がフレームに与える影響を軽減し、乗り心地を向上させます。

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トポロジー最適化により重量が軽減され、ワークピースの耐用年数が延長されます

チタン合金の密度は一般的に約 4.51g/cm3 で、これは鋼鉄の密度の 60% にすぎません。従来の溶接で作られたチタン合金フレームは重いですが、トポロジー最適化と3Dプリント技術を組み合わせることで、重量を1.4kgまで減らすことができます。ISO4210-6の衝撃および疲労テストに合格し、長距離運動中のライダーのスピードアップと身体の負担軽減に役立ちます。

同時に、同じチタン合金材料を使用する場合、3Dプリントチタン合金の強度と伸びは通常の鍛造品よりも高くなります。性能試験の結果、Farsoon High-TechのFS350M-4装置を使用して印刷されたチタン合金自転車部品は優れた機械的特性を備えていることがわかりました。引張強度、降伏強度、破断伸びはそれぞれ1035MPa、998MPa、13.5%に達し、ワークピースの耐用年数が向上しました。

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数々の賞を受賞し、3Dプリントが高級ブランドを強化

近年、Hanglun Technologyは自転車のスポーツ特性をターゲットにし、フレームの設計、製造、組み立ての過程で風の抵抗を最小限に抑えています。その最先端技術には、内部配線の設計や特殊形状のチューブが含まれており、ブレーキシステムやギアシフトシステムを含むすべての配線グループをフレーム内に隠して、走行効率を向上させることができます。現在、約20件の特許を保有しており、その設計および製造ソリューションは、イノベーション賞、金賞、最優秀工業デザイン賞など、数多くの賞を受賞しています。

3Dプリント技術の導入は、Hanglun TechnologyがHi-Lightブランドの古典を継承し、研究開発の革新を継続していることを反映しています。今後も、3Dプリントの「高度なカスタマイズ」製品の特長により、消費者の多様なニーズに応え、ハイエンドブランドを強化していきます。

革新的な開発、技術革新、3D プリンティングは、かつてないスピードで人々のライフスタイルに影響を与えています。ファーソンハイテクがハングルンテクノロジーのチタン合金自転車に力を与えることは、金属3Dプリント技術と自転車生産技術の衝突であるだけでなく、既存の移動手段における画期的な革新でもあります。今後、双方は引き続き深く協力し、協力してテクノロジーの「新しい軌道」を駆け抜けていきます。