鈦合金重量輕、強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕，被廣泛運(yùn)用于航空航天、汽車、醫(yī)療、3C等領(lǐng)域。河北航輪科技有限公司通過不斷研究、試驗(yàn)，成功將鈦合金焊接技術(shù)運(yùn)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(guó)內(nèi)第一臺(tái)鈦合金自行車，并創(chuàng)辦國(guó)內(nèi)首個(gè)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)80％，海外市場(chǎng)覆蓋北美、歐洲、東南亞等國(guó)家地區(qū)，屬高端運(yùn)動(dòng)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(xiàng)、小輪車、小徑車、滑步車等近10個(gè)系列、50多種型號(hào)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(jié)構(gòu)特殊，在焊接時(shí)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?yàn)槠浞肿痈街缘停斐缮仙灰住＿@些工藝難點(diǎn)，都非常考驗(yàn)工藝師傅的經(jīng)驗(yàn)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(jià)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(shí)現(xiàn)了高端定制與批量生產(chǎn)的完美結(jié)合。

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

　　目前，我們?cè)诖笈可a(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(fù)雜結(jié)構(gòu)一體成形、高端定制等需求，同時(shí)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(shù)生產(chǎn)的鈦合金自行車零部件年產(chǎn)將超50000件，并將應(yīng)用于多款型號(hào)自行車上，旨在為全球客戶提供質(zhì)量更好、強(qiáng)度更高、更輕便耐用的鈦合金自行車產(chǎn)品。

　　02、加快設(shè)計(jì)迭代，生產(chǎn)效率提升

　　對(duì)于消費(fèi)品而言，縮短生產(chǎn)周期將會(huì)加快品牌對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)環(huán)節(jié)中，3D打印尤其能滿足設(shè)計(jì)原型的快速迭代，不僅為鈦合金自行車零部件帶來了設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)鈦合金自行車部件復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體成形，節(jié)省材料，降低成本，并避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)，如焊接殘余應(yīng)力導(dǎo)致的變形、疲勞破壞，螺紋連接的不準(zhǔn)確性等。

　　鈦合金自行車后上叉yoke

　　打印設(shè)備：FS350M-4

　　打印時(shí)間：24小時(shí)

　　打印材料：Ti6Al4V

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

　　03、拓?fù)鋬?yōu)化減重，工件使用壽命長(zhǎng)

　　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?fù)鋬?yōu)化與3D打印技術(shù)相結(jié)合，其重量可減至1.4kg，并成功通過ISO4210-6沖擊及疲勞測(cè)試，助力騎行者提高速度，在長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)時(shí)減少體力消耗。

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

　　04、榮獲多項(xiàng)大獎(jiǎng)，3D打印為高端品牌賦能

　　近年來，航輪科技針對(duì)自行車的運(yùn)動(dòng)特性，在車架的設(shè)計(jì)、制造和組裝等工藝過程中，盡可能減小風(fēng)阻，其尖端技術(shù)包括內(nèi)走線和異形管的設(shè)計(jì)，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(nèi)部，提高騎行效率，目前已經(jīng)擁有近20項(xiàng)專利，設(shè)計(jì)制造方案榮獲創(chuàng)新獎(jiǎng)、金獎(jiǎng)、最佳工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)等多項(xiàng)大獎(jiǎng)。

　　3D打印技術(shù)的引進(jìn)，體現(xiàn)了航輪科技對(duì)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(diǎn)滿足消費(fèi)者多元化需求，為高端品牌賦能。

　　創(chuàng)新發(fā)展，技術(shù)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(shù)和自行車生產(chǎn)技術(shù)的一次碰撞，也是對(duì)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”。