Den första 3D-utskrivna cykelramen i metall har tillverkats av Renishaw åt Empire Cycles



Relevanta dokument
SNABB mätning av maskinprestanda. NOGGRANN detektering och rapportering av vridpunktsfel. OPTIMERAD maskininställning och ökad kapacitet

SOLIDWORKS SIMULATION SUITE

FINGERSKARVSAPPLICERING SEPARAT APPLICERING GENOM KONTAKTLÖST SYSTEM. Mixon Fingerskarvning separat applicering 2400 CL Serie

30HX GLOBAL CHILLER VÄTSKEKYLARE I HARMONI MED MILJÖN

Tänk i mindre banor och förbättra byggandet, miljön och klimatet.

HAKI. Ställningssystem och väderskyddslösningar

Plastbearbetning. Designprodukter. Formsprutning. Extrudering

Styrsystemlösningar. Katalog nr PDE2523SLSE-ca

VÄRLDSLEDANDE AVFUKTARE MED UNIKA FÖRDELAR

Arcam CAD to Metal. Årsstämma 2015

Innehållsförteckning

LOGSET TH skördaraggregat

Tmax en ny familj effektbrytare med gjuten kapslingttechnology. Simone Ambruschi, Renato Dosmo

Framgång med. robotautomation

MAXIMAL VALFRIHET FÖR FLERFACKS FORDON

Presshärdade lagerkomponenter (PRELAG) Hans Bodin Hållbar Produktionsteknik

Sammanfattning. Sida 1 av 7

Varmpressning Kunskap Kvalitet Utveckling

Keep it MINI. MINI ORIGINALTILLBEHÖR till mini countryman.

Cykelhållare, takmonterad

AKETEK Auto Darkening Welding Helmet. nedbländande svetsglas

Aluminium in Architecture. För ett ljusare liv. WICSLIDE 65FS Vikdörrar

GP & GH Serien. Pneumatiska och hydrauliska manöverdon för kvartsvarvsventiler. Marknadsledare inom ventilautomatisering

KOBRA. Användarmanual. Manual 025

Mer än bara ledstänger...

STÖRST AV EN ANLEDNING

Different on the inside. Garda. FM Mattsson. kök och tvättställ. Trycksak nr 246

GYRO. Den perfekta lösningen för avgradning och slipning. För stål, rostfritt och metaller. Oscillerande slipteknik

Mekaniska skorstensdrag och värmeåtervinning

Test: Optimerad fallprovning med Dell, Intel och Altair

en og Sk skydd Slir

ENVIRONMENT EVOLUTION FOR THE FUTURE

Maskin typ beteckningar och namn på RUF Brikettpressar

LF vibratorplattor Född till stordåd - nya Dynapac LF-vibratorplattor med enastående prestanda på jord och asfalt.

Latchways PRD (Personlig självräddningsutrustning)

Cold Line Bänkar. För mat- och dryckesförvaring. Enkla att använda med låg energiförbrukning

Skapa systemarkitektur

Belysning för krävande miljöer

GLEMBRINGNYTT. Detta är information om nyheter i vår produktion Utökad data om löpande tillverkning Tips om ändringar och förbättringar

Sänk uppsättningstiderna med upp till 90 % och mät i dina maskiner

Vår kunskap blir din konkurrensfördel

Galaxy Earth-Pro Radial R-1W

ANVÄNDARMANUAL E-GREEN S SERIE

Om någon annan byggt den hade den kostat kronor mer. Och förmodligen blivit sämre.

FIRST LEGO League. Stockholm

Välkommen till Familjen PARS!

LVFS 2003:11 Bilaga 1 VÄSENTLIGA KRAV I. Allmänna krav 1. Produkterna skall konstrueras och tillverkas på ett sådant sätt att de inte äventyrar

4.2 Fastställ en referenslösning Kundvärde... 6

FM Mattsson. Kök. Trycksak nr 251/3

Raka vägen till ren vinst. AlfaPure Z rening och återanvändning av skär- och tvättvätskor

Svenska. Arbetsplattformar. Föregångaren Allt i ett Solid och stabil Member of AVANT Group

Tiomos GÅNGJÄRNSSYSTEM

Gå längre och öka kylmediernas livslängd. Alfie 500 för rening av kylmedier

Skärgårdstrafik. Stadstrafik

Företaget. Sveriges enda och närmaste tillverkare av gatugods

ThermoCon Konvektorer THERMOPANEL. ThermoCon KOMPAKTA VÄRMEPAKET

DAGS ATT VÄLJA STÄLLNING

BÖJLIGA INSATSRÖR FÖR SÄKER SKORSTENSRENOVERING

TRAMPOLINE. Monteringsanvisningar för följande studsmattor: NORTH EXPLORER 360, 460, 510. vers 1.0

Automag. Självrensande och helautomatisk magnetfilter

Sjösänkningsvikter Specialprodukter

proplate MACHINING ON THE CUTTING EDGE

Automation - nu och framåt. Thomas Lezama

Min syn på visuella verktyg i produktutvecklingsprocessen

Monteringsguide Mountainbike

DP Technology Corp lanserar sin innovativa CAM lösning ESPRIT 2015 för ökad produktivitet och automation

industriell filterteknik för en renare industrimiljö

E-Serien Lättare och starkare bankar som klarar mer

Nolato Medical. Pharma Packaging. Ett engagerande partnerskap för den perfekta förpackningen

SMARTA MONTERINGSSYSTEM

Skruvkompressorer över 30 kw. Människor. Passion. Prestanda.

Styrka som består HJULUNDERHÅLL LASERHYBRIDSVETSNING

Cykelpassager och Cykelöverfarter

Monteringsguide Trekking / City / Hybridcykel

Sandgjutet Aluminiumgjutgods

Utkast till. KOMMISSIONENS FÖRORDNING (EU) nr /.. av den [ ]

MAXIMAL VALFRIHET FÖR FLERFACKS FORDON

Sveriges mest engagerade teknik- och IT-konsulter

Vår process. Konstruktion Produktion Logistik Installation. Design. Exponera, förvara, producera

Universalrörskål. Säkert motage

Måttanpassade pooltak

Solvärmesystem. Upptäck vårt eget solsystem

Mekaniserade lösningar med plasmaskärning. Optimera kvalitet, produktivitet och driftskostnader

Häftiga hästskolampan Hanna

Bruksanvisning. Bestic software version Äthjälpmedel. Internet:

EC Declaration of Conformity. Decon Wheel AB Tel Södra Ekeryd 115 Fax Hyltebruk

Samverkande hjälpram. Beskrivning PGRT

Dela rsrapport 6 ma nader

Med fokus på effektiva packningsmaskiner

MONTERINGS- & BRUKSANVISNING VIRKESSTÄLL

Lekredskap för både stora och små barn

Neotherm varmvattenberedare

DELAD MEKANISK TÄTNING HÖGA PRESTANDA ENKEL INSTALLATION

Ta dig större friheter

Stålskåp till kontor, arkiv och lager Kvalitet - säkerhet - service

STRÄNGLÄGGARE. fella.eu. Strängläggare med en rotor. Hållbar konstruktion Enastående räfsning Enkel att hantera

Underhåll & Tillbehör

Västkust-trojka laddar för framtiden

Sammanfattning. Max vikt: 800 kg. Hytten skall vara dämpad. 360 synfält. Det skall vara möjligt att värma och kyla mat.

Kylaggregat EWAQ-E-/F- EWYQ-F- Luftkylda multi-scroll kylaggregat och värmepumpar

Transkript:

Fallstudie utförd av produktavdelningen inom additiv tillverkning Den första 3D-utskrivna cykelramen i metall har tillverkats av Renishaw åt Empire Cycles Ramen har tillverkats additivt i titanlegering i sektioner, som sedan sammanfogades. Detta ger ett antal fördelar: Konstruktionsfrihet Konstruktion Prestanda, titanlegering Snabba iterationer; möjlighet att göra konstruktionsförbättringar ända fram till produktion Förmågan att skapa former genom topologisk optimering (se ovan) Högsta möjliga kundanpassning lika enkelt att göra engångsanpassningar som modifiering av hela tillverkningsserier Komplex form med interna förstärkningsegenskaper Ihåliga strukturer Inbyggda funktioner som t.ex. cyklistens namn Sadelfästet är 44 % lättare än motsvarande version i aluminiumlegering Extremt stark testad enligt EN 14766 Resistent mot korrosion och lång hållbarhet Vad kan Renishaw göra för dina produkter?

Empire Cycles Empire Cycles är ett unikt, brittiskt företag som konstruerar och tillverkar cyklar i nordvästra England. Med stor passion för att skapa produkter av högsta kvalitet med brittisk ingenjörskonst, erbjuder företaget innovativa konstruktioner till mountainbikeoch downhillcyklister över hela världen. Vad är topologisk optimering? Från det grekiska ordet "topo", som betyder plats, är topologisk optimeringsprogramvara beteckningen som givits till de program som används för att fastställa ett materials "logiska plats". Detta görs vanligtvis tillsammans med iterativa steg och finita elementanalys. Material tas bort från områden med låg belastning tills man når en konstruktion som är optimerad för belastningen. Den resulterande modellen är både lätt (på grund av den låga volymen) och stark. Den historiska utmaningen vid tillverkning av dessa former kan nu lösas med additiv tillverkning. Fysiska 3D-modeller har därför blivit verklighet. Genom att arbeta tillsammans har Renishaw och Empire Cycles optimerat cykelkonstruktionen för additiv tillverkning. Man har eliminerat de flest nedåtriktade ytorna som annars skulle ha behövt extra stödkonstruktioner. 1. CAD-modell av sadelrör för gjutning i aluminiumlegering 3. Omkonstruerad av Empire Cycles med den optimerade CADmodellen som mall 2. Topologisk optimering med programvaran solidthinking Inspire 9.5 från Altair 4. Tillverkas i titanlegering på Renishaws lasersmältsystem AM250

Hur snabbt gick det? Projektets tidsram på 20 veckor för knapp, vilket belyser möjligheterna med additiv tillverkning då inga andra verktyg eller speciella material behövde förbeställas. Vecka 1 - Empire Cycles besöker Renishaw Vecka 3 - konstruktion och topologisk optimering av sadelfästet Hur starkt är det? Titanlegeringar har en hög draghållfasthet på över 900 MPa vid bearbetning med additiv tillverkning då nära perfekta densiteter på över 99,7 % uppnås. Detta är högre än vid gjutning, och eftersom eventuell porositet både är liten och sfärisk så har den endast begränsad påverkan på styrkan. Projektets målsättning är att tillverka en fullt fungerande cykel. Sadelfästet har därför testats enligt den europeiska säkerhetsstandarden EN 14766 för terrängcyklar. Det klarade 50 000 cykler vid 1 200 N. Testet fortsatte sedan till 6 gånger standard utan problem. Testning av den färdiga cykelramen kommer att fortsätta, både i laboratorium enligt Bureau Veritas UK och ute i terrängen med bärbara sensorer, i samarbete med Swansea University. Vecka 6 - beslut tas att tillverka en hel cykelram Vecka 7 - konstruktionsarbetet med cykelramen påbörjas Vecka 8 - utställning på TCT Show, artikel om 3D-utskriven plastcykel Diagram som visar testresultat av påfrestning i vertikal kraft 1. Frigående rulle 2. Stålstång 3. Låst fjädring eller fast länk för ledade kedjestag 4. Stel ledad montering för bakaxelns fästpunkt Vecka 14 - samarbete inleds med Mouldlife och 3M Vecka 16 - genomförd konstruktion av de första ramdelarna Vecka 17 - första serien, tre av fem ramsektioner tillverkas Vecka 18 - andra serien, återstående delar tillverkas Vecka 20 - utställning på Euromold 2013

Hur lätt är det? Titanlegeringar har högre densitet än aluminiumlegeringar, och den relativa densiteten är ca. 4 g/cm 3 respektive 3 g/cm 3. Det enda sättet att göra en titanlegeringsversion av en komponent som är lättare än motsvarande del i aluminiumlegering är därför att avsevärt ändra konstruktionen. Detta för att ta bort allt material som inte bidrar till delens totala styrka. Det ursprungliga sadelfästet i aluminiumlegering väger 360 g och den ihåliga titanversionen väger 200 g, d.v.s. 44 % mindre. Det här är bara den första iterationen; ytterligare analys och testning kan leda till ytterligare reducering. Den ursprungliga cykelramen väger 2 100 g. Efter omkonstruktion med additiv tillverkning reduceras vikten till 1 400 g, vilket är 33 % i besparing. Det finns lättare kolfibercyklar på marknaden men Chris Williams, vd på Empire Cycles, har redan undersökt detta och säger: "Hållbarheten i kolfiber går inte att jämföra en metallcykel. De är bra på vägar men när du cyklar ner för ett berg riskerar ramen att skadas. Cyklarnas konstruktion är egentligen för bra, vilket gör att vi undviker framtida garantiproblem." Hur styrdes projektet? Chris visste precis vad han ville uppnå. Han hade redan tillverkat en 3D-utskriven kopia i full storlek av hans nuvarande cykel innan han kontaktade Renishaw. Komplett cykel med 3D-utskriven ram och sadelfäste i titanlegering

Renishaw samtyckte ursprungligen endast till att optimera och tillverka sadelfästet. Resultatet blev dock så bra att man beslutade sig för att hela ramen var en praktiskt möjlig målsättning. Chris uppdaterade konstruktionen med hjälp av Renishaws applikationsingenjörer. Ramen sektionerades så att den kunde utnyttja hela AM250:s höjd på 300 mm. Den största fördelen för Empire Cycles är den förbättrade prestandan som den här konstruktionsmetoden ger. Konstruktionen innehar alla fördelar med en monocoquekonstruktion i pressat stål, som också används i bilar och motorcyklar. Man slipper dock de verktygsinvesteringar som inte vore ekonomiskt försvarbara för en liten tillverkare. Den potentiella prestandan har ännu inte helt utforskats, men vi hoppas kunna fortsätta att utveckla projektet. Då inga verktyg krävs är det enkelt att kontinuerligt förbättra konstruktionen. Eftersom komponentkostnaderna baseras på volym och inte komplexitet leder endast ett fåtal väldigt lätta delar till minimala kostnader. Efter utredning av olika metoder av fästen valdes Mouldlife som leverantör av fästmedlet, och teknikspecialisten 3M anlitades för testanläggningen. Vi kommer att vidareutveckla det här partnerskapet för att söka vidare efter iterativa fästmetodsförbättringar som t.ex. en specifik ytfinish. Hela cykelramen ordnades i sektioner med sadelfästet på en platta som sedan monterades i ett steg Hjulen, drivningen och komponenter som behövs för att färdigställa cykeln levererades av Hope Technology Ltd. Detta projekt har bevisat att utomordentliga resultat kan uppnås genom nära arbete tillsammans med kunden. Kontakta det lokala Renishawkontoret för ytterligare information om du har en komponent som kan ha nytta av additiv tillverkning.

Renishaw AB Biskop Henriks väg 2 SE-176 76 Järfälla Sverige T +46 8 584 908 80 F +46 8 584 908 99 E sweden@renishaw.com www.renishaw.se Om Renishaw Renishaw är ett väletablerat och världsledande konstruktionsföretag, med en bakgrund av innovativ produktutveckling och -tillverkning. Sedan företaget bildades 1973 har vi tillverkat spetsprodukter som höjer bearbetningsproduktiviteten och produktkvaliteten samt tillhandahåller kostnadseffektiva automatiserade lösningar. Ett världsomfattande nätverk av dotterbolag och distributörer ger enastående service och stöd till våra kunder. Exempel på produkter: Additiv tillverkning, vakuumformgjutning och teknologier för formsprutning inom design, prototyper och produktionsapplikationer Avancerade materialteknologier med en mängd olika applikationer inom åtskilliga områden CAD/CAM scannings- och fräsningssystem samt tillbehör för dental tillverkning Pulsgivarsystem för precis, linjär, vinkel- och rotationsmässig positionsåterkoppling Fixturer för CMM (koordinatmätmaskiner) och mätsystem Mätsystem för jämförande mätning av maskinbearbetade detaljer Lasermätning i hög hastighet och övervakningssystem för krävande miljöer Laser- och ballbarsystem för prestandamätning och maskinkalibrering Medicinska anordningar för neurokirurgiska tillämpningar Probsystem och -program för uppsättning, inställning och kontroll av CNC-verktygsmaskiner Raman-spektroskopisystem för icke-förstörande materialanalys Sensorsystem och -program för mätning på CMM-maskiner Mätspetsar för CMM och maskinprobtillämpningar Global kontaktinformation hittar du på vår webbsida www.renishaw.se/kontakt RENISHAW VILL I MÖJLIGASTE MÅN SÄKERSTÄLLA ATT INNEHÅLLET I DETTA DOKUMENT ÄR KORREKT PER PUBLICERINGSDAGEN MEN LÄMNAR INGA GARANTIER ELLER UTFÄSTELSER MED AVSEENDE PÅ INNEHÅLLET. RENISHAW FRÅNSÄGER SIG ALLT ANSVAR, HUR DET ÄN HAR UPPKOMMIT, FÖR EVENTUELLA FELAKTIGHETER I DETTA DOKUMENT. 2014 Renishaw plc. Med ensamrätt. Renishaw förbehåller sig rätten att ändra specifikationerna utan föregående meddelande. RENISHAW och probsymbolen är inregistrerade varumärken som tillhör Renishaw plc i Storbritannien och andra länder. apply innovation och andra namn och benämningar av andra Renishaw produkter och teknologier är varumärken tillhörande Renishaw plc eller tillhörande respektive dotterbolag. Alla märkes- och produktnamn som används i detta dokument är varunamn, varumärken eller registrerade varumärken som tillhör respektive ägare. Utgåva 0414