3D打印ORBITREC自行车的开发

日本利用DMLS(Direct Metal Leaser Sintering)技术开发了3D打印钛制ORBITREC自行车。该产品是用大功率激光直接辐照Ti-6Al-4V合金粉末而成形的，其物理性能和力学性能(密度4.41 g/cm3，拉伸强度1 140 MPa，杨氏模量111 GPa)均优于标准ASTM B348中的Gr.5钛合金。与常规工艺相比，该方法流程显著缩短，而且可以保证成形件的质量，整个过程中无需压模、铸模等，因此管理成本可忽略不计。制造中如若发现结构件有问题，急需修正时，也可进行技术变更调整。

2015年日本曾用当时的3D打印技术开发了命名为“DFM01”的试制自行车，但由于自行车制造厂商方面的技术限制以及所使用材料(当时使用的材料为纯钛粉末)的限制，后续工艺十分繁重。经总结经验，现成功开发出ORBITREC自行车。开发过程中，与自行车制造厂商进行了密切合作、沟通，确保各个部件的公差以及质量的稳定性，并且更加注重产品的商业化。此外，还特别采用了计算机辅助设计和有限元解析等方法，使求得的拓扑结构最优化，实现了通过最少的物理模型得到理想的模型并确立了其性能、品质等基础要素。

自行车与一般家电不同，是需要用户直接骑坐操作的产品，以降低成本为第一要义的开发出发点可能会导致对各种可能出现的情况应对不充分，如若发生问题，则可能危及用户自身安全，因此今后还必须对各要素进行考量研究。此外，还需对所有制造工艺进行定量的分析，必须考虑经验等人为性的要素，这样才能真正使3D打印制造技术发挥出强大的优势。

吴全兴译自《チタン》