La produzione di telai e componenti con la Stampa 3D

Blog Accademia Nazionale di Mountain Bike

L’industria della bicicletta crescerà nei prossimi anni, al pari dell’evolvere delle tecnologie produttive e del crescere delle esigenze dei consumatori. La protezione ambientale, la necessità di rimanere in forma, la mobilità urbana e il costo dei carburanti saranno i macro trend che guideranno la crescita. La personalizzazione e la trasformazione della bicicletta ordinaria in bene di consumo avanzato definirà il mercato.

Biciclette e Accessori : Il mercato Italia

L’Italia è il più grande mercato di produzione di biciclette, parti e accessori in Europa, con una quota di produzione di biciclette del 18%, seguita da Germania e Portogallo, e una quota di produzione di parti e accessori del 28%, su una produzione totale dell’Ue di 1,75 miliardi di euro.

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I vantaggi della stampa 3D

Considerando la produzione di parti e accessori solo in Italia, si potrebbe dire che l’industria ha una grande opportunità di progettare parti di biciclette di alta gamma che potrebbero essere realizzate con l’aiuto della produzione additiva. Leggerezza, esistenza, efficienza, personalizzazione sono solo alcuni dei vantaggi della stampa 3D nella progettazione di parti di biciclette.

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La stampa 3D e i produttori di biciclette

Sempre più produttori di biciclette utilizzano la stampa 3D nella progettazione dei loro prodotti, dai pedali in carbonio altamente resistenti, agli pneumatici e alle impugnature delle biciclette che assorbono le vibrazioni, o ai pedali piatti in nylon. Il tutto realizzato con materiali più leggeri, resistenti ed efficienti che portano grandi benefici al consumatore finale.

La fibra di carbonio e il 3D

Un esempio su tutti, la fibra di carbonio e l’alluminio sono considerati i materiali migliori da utilizzare nella progettazione di una bicicletta, in quanto la loro leggerezza offre maggiore velocità e facilità di salita su strada o in montagna, o semplicemente di utilizzo della bicicletta. Il titanio è un altro materiale apprezzato per la sua resistenza e durata, che può essere utilizzato per mountain bike e bici da corsa.

Personalizzazione dei componenti

Il vantaggio più apprezzato della produzione additiva per l’industria ciclistica è la personalizzazione dei componenti, la facilità per i produttori di personalizzare i loro prodotti in base alle esigenze e alle richieste dei clienti.

Prototipia e Preserie

Sono già molte le case produttrici che utilizzano la stampa 3D nella fase di prototipia e di produzione della preserie; alcune hanno acquistato direttamente le stampanti 3D, mentre altre si affidano a dei service esterni che forniscono direttamente il pezzo finito.

Biciclette del futuro con la stampa 3D

La stampa 3D grazie alla sua flessibilità produttiva ha tutte le potenzialità per rivoluzionare la realizzazione di molti componenti delle biciclette, puntando alla produzione massiva di parti custom. Realizzati in un pezzo singolo con la stampante 3D, pneumatici antiforatura perchè privi di camera d’aria sono stati progettati dal product designer italiano Marco Mattia Cristofori. Il materiale utilizzato, chiamato Pro Flex, è un innovativo elastomero termoplastico molto resistente alle alte temperature.Le sue caratteristiche prestazionali di allungamento (470%) e di durezza (98 Shore A) lo rendono ideale per questo tipo di applicazione. Essendo priva di camera d’aria, la gomma non si può forare. I primi prototipi stampati 3D hanno trovato un buon riscontro sul mercato, anche se, per il momento, questi pneumatici sono ancora in fase di testing.

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Pedalina in carbonio

L’azienda americana Markforged ha creato una serie di stampanti 3D in grado di realizzare parti in materiali compositi, rinforzati con fibre continue di Carbonio, Vetro o Kevlar. Questa tecnologia brevettata è ideale per produrre pedaline aventi un’elevatissima resistenza meccanica, tale da poter essere montate su una bicicletta e utilizzate ogni giorno. Per le parti in rotazione soggette ad usura, come nel caso delle manovelle, sono previsti degli inserti metallici per prevenire l’usura nel tempo. La possibilità di scegliere la quantità e l’orientamento della fibra di carbonio da inserire all’interno della pedalina permette di ottimizzare il consumo di materiale, alleggerendo notevolmente la parte. È possibile stampare la pedalina in carbonio, materiale molto più leggero dell’alluminio.

Manopole per biciclette per downhill

L’azienda Niri Grips ha sfruttato i vantaggi della tecnologia SLS (sinterizzazione di polveri di Nylon) per la produzione di manopole custom da usare nel downhill, in grado di assorbire le vibrazioni e offrire un maggior grip. Fino a ora le tradizionali manopole in gomma hanno avuto la sola funzione di impedire alle mani di scivolare giù dal manubrio. Le manopole personalizzate Niri possono essere adattate in base al peso, all’esperienza e alle condizioni di guida (tipo di terreno, pendenza): è possibile scegliere una soluzione unica, su misura per ogni persona.

Naylon PA12

Molti componenti delle biciclette che fino ad ora sono stati prodotti esclusivamente in acciaio o alluminio, possono essere realizzati in Nylon PA12, un materiale molto versatile e resistente. La possibilità di evitare la costruzione delle strutture di supporto permette un’estrema libertà geometrica. I pedali, alleggeriti con particolari scanalature, possono essere stampati 3D in un pezzo unico (non più in due parti e poi incollate come con i tradizionali processi FDM) evitando un grosso punto di debolezza nella zona centrale. Per un migliore grip sui pedali, vengono inseriti dei pin appositi in titanio.

Parti custom e produttori locali

Da non sottovalutare, poi, un altro aspetto fondamentale della stampa 3D: la possibilità di creare parti custom servendosi di produttori locali. Esistono numerose librerie online (Thingiverse, GrabCAD) da cui è possibile scaricare i modelli da stampare 3D con un service di stampa 3D locale. Questo è un primo passo verso la ri-localizzazione della produzione. La realizzazione di prodotti personalizzati è un altro punto di forza delle tecnologie additive: soprattutto quando si tratta di attrezzatura sportiva, la possibilità di avere una manopola, un pedale, una ginocchiera progettata ad hoc è sicuramente più efficace rispetto ad una generica.

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