新闻：英国自行车品牌帝国自行车已经与添加剂制造公司雷尼肖合作，建立了世界上第一个3D印刷金属自行车框架。

使用由ReiShanw公司开发的3D打印机来打印金属部件，帝国周期创造了比传统框架轻第三的钛合金框架，增加了设计灵活性，同时降低了生产成本。

“帝国周期的主要好处是这种建造方法所赋予的性能优势，”该品牌说，该品牌首先接近雷诺的设计。

由于不需要任何工具，因此可以很容易地进行持续的设计改进，而且由于组件成本是基于数量而不是基于复杂性，一些非常轻的部件可以以最小的成本实现。“

整个自行车车架被分成几个部分，座椅柱支架安装在一个拼板上，并一次加工完成。

根据品牌，3D打印使框架的MX-6 Evo自行车打火机，而不丧失力量，使用拓扑优化-材料被从低应力的地区移除的过程，直到设计是优化的承载。使用尽可能少的材料意味着框架处于最轻的位置。

尽管钛比帝国周期通常使用的铝合金更致密，但拓扑优化允许自行车重量减少到1400克，比以前的2100克轻33%。

帝国周期3D印刷座椅柱的开发过程

虽然一些碳纤维自行车的重量较轻，但帝国自行车表示，这种车架更结实。“碳纤维的耐用性比不上金属自行车，”帝国自行车公司的董事总经理克里斯·威廉姆斯(Chris Williams)说。

“他们是伟大的道路自行车，但当你开始放弃自己下一座山，你有风险破坏的框架。”我过度设计我的自行车，以确保没有保修要求，“他补充说。

垂直力疲劳试验图

以下是雷尼肖的新闻稿：

雷尼肖为帝国自行车制造的第一个金属3D打印自行车框架

雷尼肖是英国唯一一家印刷金属零件的金属添加剂制造机器制造商，它与一家领先的英国自行车设计和制造公司合作，创建了世界上第一个3D印刷金属自行车框架。帝国自行车设计山地车，以利用雷尼肖的添加剂制造技术，允许他们创造一个钛框架，将是强大和轻使用拓扑优化-新的框架是约33%的轻比原来。

机架采用钛合金分段加成，结合在一起。这提供了一些优点：

设计自由？快速迭代；灵活地进行设计改进直到生产？能够通过拓扑优化(见以上)生成形状？最终定制和裁剪-使一次性生产批量一样容易。

构造复杂的形状与内部加强功能？空心结构？内置的功能，如骑士的名字

性能，钛合金阀座支架，比铝合金版本轻44%？极强测试到en 14766？耐腐蚀和持久。

它有多强？

钛合金具有较高的极限拉伸强度（UTS）超过900 MPa，当使用添加剂制造和接近完美的密度达到99.7%以上时，这是优于铸造，因为任何孔隙率都是小的和球形的，它对强度几乎没有影响。

该项目的目标是生产一辆功能齐全的自行车，因此采用山地车标准EN 14766对座椅支架进行了测试；它经受住了1200 N的5万次循环，测试连续6倍于标准，没有失败。

完成的自行车框架的测试将继续进行，无论是在实验室使用英国Veritas局，还是在山坡上使用便携式传感器与斯旺西大学合作。

什么是拓扑优化？

从希腊语中的“topo”一词来看，拓扑优化软件是指用于确定材料的“逻辑位置”的程序--通常使用迭代步骤和有限元分析。材料被从低应力区域移除，直到为承载优化的设计被进化出来。结果的模型既轻(由于低体积)和强大。制造这些形状的历史挑战现在可以通过加法制造来克服，使物理三维模型得以实现。

它有多轻？

钛合金比铝合金致密，相对密度分别为4g/cm3和3g/cm3左右。因此，要使钛合金版本的零件比其铝合金版本轻，唯一的办法是大大改变设计，以除去任何对零件的整体强度没有贡献的材料。

原铝合金阀座支架为360 g，中空钛版为200 g，重量节约44%。这只是第一次迭代；通过进一步的分析和测试，它可以进一步减少。

原来的自行车车架重量在2100克。重新设计使用添加剂制造，重量下降到1400克，33%重量节省。

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