Το μειονέκτημα του τιτανίου είναι βέβαια το υψηλό κόστος.
Σε αυτό εστιάζουν δύο βρετανικές εταιρείες που συνεργάστηκαν πρόσφατα
για να εκτυπώσουν με τρισδιάστατο εκτυπωτή τον πρώτο εκτυπωμένο σκελετό
ποδηλάτου από τιτάνιο.
Συγκεκριμένα, η Renishaw, μια εταιρεία κατασκευής πρόσθετων χημικών, ένωσε τις δυνάμεις της με την Empire Cycles για να κασκευάσουν το ποδήλατο βουνού MX-6 Evo, το οποίο κυκλοφορεί ήδη με σκελετό αλουμινίου.
Ο σκελετός κατασκευάστηκε με τη χρήση μιας μηχανής τήξης λέιζερ AM250 της Renishaw. Κατά την κατασκευή χρησιμοποιήθηκε μια ακτίνα λέιζερ ινών μετάλλου υττερβίου υψηλής ισχύος για να συνενώσει σωματίδια μιας σκόνης κράματος τιτανίου.
Στρώσεις των ενωμένων σωματιδίων τοποθετήθηκαν διαδοχικά
για να κατασκευάσουν μέρη του σκελετού. Στη συνέχεια, τα μέρη ενώθηκαν
με κολλητική ουσία για να βγει το τελικό προϊόν.
Επειδή το τιτάνιο έχει μεγαλύτερη πυκνότητα
από το αλουμίνιο, χρησιμοποιήθηκε συγκριτικά λιγότερο υλικό στο μοντέλο
τιτανίου ώστε να είναι ελαφρύτερο από το αντίστοιχο αλουμινίου.
Για αυτό το λόγο χρησιμοποιήθηκε ειδικό λογισμικό
μέσω του οποίου καθορίστηκε ποια κομμάτια του σκελετού θα μπορούσαν να
αφαιρεθούν δίχως να επηρεαστεί η ευστάθεια και η ανθεκτικότητα.
Τελικά, κατασκευάστηκε ένας σκελετός τιτανίου βάρους 1,4 κιλών, 33% ελαφρύτερος από τον αλουμινίου.
Οι δοκιμές στον δακτύλιο της βάσης της σέλας με βάση το
πρότυπο EN 14766 έδειξαν ότι εκτός από ελαφρύτερος ήταν και έξι φορές
ανθεκτικότερος από τον αλουμινίου. Οι δοκιμές αντοχής στο σύνολο του
σκελετού συνεχίζονται.
Πώς αυτή η διαδικασία μπορεί να συντελέσει στην παραγωγή φθηνότερων σκελετών τιτανίου;
Καταρχάς, με τη διαδικασία τήξης με λέιζερ δεν σπαταλώνται πρώτες ύλες:
το σύνολο της σκόνης κράματος τιτανίου χρησιμοποιείται, ενώ η
“τοπολογική βελτιστοποίηση” του σκελετού εγγυάται ότι χρησιμοποιείται
λιγότερη πρώτη ύλη.
Επίσης, με την τρισδιάστατη εκτύπωση δεν απαιτείται η κατασκευή διαφορετικών καλουπιών για κάθε μοντέλο όπως γίνεται με τα χυτά μέταλλα.
Αυτό σημαίνει επίσης μεγαλύτερη ευελιξία στο σχεδιασμό και δυνατότητα πρόσθεσης-αφαίρεσης διαφόρων χαρακτηριστικών.
Πηγή
