3D打印鈦合金零件年產(chǎn)將超五萬件，自行車制造商航輪科技攜手華曙高科

導讀：自誕生以來，人類就在不斷追尋腳步和視野、身體與思想的雙重延伸。從代步工具到專業(yè)騎行車，一個個新發(fā)明背后，無不是我們渴望走向未知、探索世界的見證。

現(xiàn)代社會里，自行車可以用來運動，可以用來通勤，也可以用來騎行探索生活空間的邊界。而金屬3D打印技術的加入，使其具備了優(yōu)化設計、快速成形、小批量生產(chǎn)、個性化定制和減重等重要優(yōu)勢，讓大家更關注人與環(huán)境、與科技之間的關系，真正用行動去傳遞綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的理念。

鈦合金重量輕、強度高、韌性好、耐腐蝕，被廣泛運用于航空航天、汽車、醫(yī)療、3C等領域。河北航輪科技有限公司通過不斷研究、試驗，成功將鈦合金焊接技術運用于自行車架、車把等零部件的生產(chǎn)，在1992年自主研發(fā)出國內第一臺鈦合金自行車，并創(chuàng)辦國內首個鈦合金自行車品牌Hi-Light。

航輪科技是目前全球最大鈦合金自行車制造商，世界上大部分知名鈦合金品牌車架均為航輪科技生產(chǎn)，每年鈦合金自行車架產(chǎn)能近20000件，國內市場占有率達80％，海外市場覆蓋北美、歐洲、東南亞等國家地區(qū)，屬高端運動自行車生產(chǎn)研發(fā)排頭兵。

圖為航輪科技Hi-Light品牌自行車專賣店。為滿足不同功能需求，Hi-Light品牌分為山地、公路、郊游、鐵人三項、小輪車、小徑車、滑步車等近10個系列、50多種型號規(guī)格。

01
3D打印鈦合金零件年產(chǎn)將超五萬件

鈦材料的傳統(tǒng)加工過程極其不易。由于鈦材料組成結構特殊，在焊接時必須一次到位，一開始就要焊在最精確、最完美的角度，一旦焊接完成，就幾乎沒有校正空間；而涂裝部分，也因為其分子附著性低，造成上色不易。這些工藝難點，都非常考驗工藝師傅的經(jīng)驗與手藝，因此大幅提高了制造成本，并反映在產(chǎn)品高昂的價格上。

2023年，航輪科技采用華曙高科4激光金屬3D打印解決方案FS350M，實現(xiàn)了高端定制與批量生產(chǎn)的完美結合。

“3D打印是高端技術，而且是整個行業(yè)發(fā)展的大趨勢，它正以星星之火燎原的勢頭，與傳統(tǒng)精鑄完美結合。

目前，我們在大批量生產(chǎn)上采用精鑄，小批量定制產(chǎn)品采用3D打印，它能兼顧自行車產(chǎn)品減重、復雜結構一體成形、高端定制等需求，同時避免了單件或小批量產(chǎn)品制造成本高、環(huán)境污染等問題，有效縮短了產(chǎn)品交期，讓生產(chǎn)更加高效便捷。”

楊彥鵬

河北航輪科技有限公司，副總經(jīng)理

按規(guī)劃，航輪科技采用3D打印技術生產(chǎn)的鈦合金自行車零部件年產(chǎn)將超50000件，并將應用于多款型號自行車上，旨在為全球客戶提供質量更好、強度更高、更輕便耐用的鈦合金自行車產(chǎn)品。

02
加快設計迭代，生產(chǎn)效率提升

對于消費品而言，縮短生產(chǎn)周期將會加快品牌對市場的響應速度，在產(chǎn)品設計與開發(fā)環(huán)節(jié)中，3D打印尤其能滿足設計原型的快速迭代，不僅為鈦合金自行車零部件帶來了設計自由，還能加快產(chǎn)品上市的步伐。

傳統(tǒng)方式需經(jīng)精密鑄造、CNC加工、線切割、焊接、校正到表面處理等多道工序，3D打印可實現(xiàn)鈦合金自行車部件復雜結構一體成形，節(jié)省材料，降低成本，并避免復雜結構焊接帶來的潛在風險，如焊接殘余應力導致的變形、疲勞破壞，螺紋連接的不準確性等。

鈦合金自行車后上叉yoke

打印設備：FS350M-4

打印時間：24小時

打印材料：Ti6Al4V

3D打印自行車后上叉yoke采用華曙高科FS350M-4設備生產(chǎn)，整版一次性打印38個，僅需24小時，比傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)效率提升超60%。其采用扁平氣動管形設計，3D打印一體成形，采用鈦合金材質，不僅非常堅固耐用，而且非常輕便，可以減少輪組的擾流對車架的影響，提高騎行舒適性。

03
拓撲優(yōu)化減重，工件使用壽命長

鈦合金的密度一般在4.51g/㎝3左右，僅為鋼的60%。采用傳統(tǒng)焊接方式制作的鈦合金車架較重一些，經(jīng)拓撲優(yōu)化與3D打印技術相結合，其重量可減至1.4kg，并成功通過ISO4210-6沖擊及疲勞測試，助力騎行者提高速度，在長距離運動時減少體力消耗。

與此同時，在采用相同鈦合金材料的情況下，3D打印鈦合金的強度和延伸性都要高于普通鍛造件。經(jīng)性能測試，采用華曙高科FS350M-4設備打印的鈦合金自行車零部件，具有卓越的機械性能，其拉伸強度、屈服強度及斷裂伸長率分別達到1035MPa、998MPa、13.5%，工件使用壽命提升。

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榮獲多項大獎，3D打印為高端品牌賦能

近年來，航輪科技針對自行車的運動特性，在車架的設計、制造和組裝等工藝過程中，盡可能減小風阻，其尖端技術包括內走線和異形管的設計，可以將所有線組包括剎車系統(tǒng)變速系統(tǒng)等隱藏在車架內部，提高騎行效率，目前已經(jīng)擁有近20項專利，設計制造方案榮獲創(chuàng)新獎、金獎、最佳工業(yè)設計獎等多項大獎。

3D打印技術的引進，體現(xiàn)了航輪科技對于Hi-Light品牌經(jīng)典的傳承，和不斷的研發(fā)創(chuàng)新，未來將持續(xù)以3D打印“高定制化”的產(chǎn)品亮點滿足消費者多元化需求，為高端品牌賦能。

創(chuàng)新發(fā)展，技術革新，3D打印正在以前所未有的速度影響著人們的生活方式。華曙高科為航輪科技鈦合金自行車賦能，既是金屬3D打印技術和自行車生產(chǎn)技術的一次碰撞，也是對現(xiàn)有出行方式的突破創(chuàng)新，未來，雙方將繼續(xù)深度合作，攜手馳騁科技“新賽道”。