波兰高性能自行车部件制造商Alugear（阿鲁吉尔）传统上依赖CNC加工技术制造产品。近期该公司与Materialise（玛瑞斯）合作，利用增材制造技术为越野自行车开发曲柄组系统。在玛瑞斯的技术支持下，阿鲁吉尔成功将CNC加工与增材制造相结合，制造出比传统减材制造工艺轻50%的钛合金曲柄组。

这家波兰自行车零件制造商最初联系玛瑞斯时，希望探索增材制造技术的应用方向但尚未明确具体路径。通过合作分析流程，双方确定金属增材制造能在关键性能部件——曲柄组（所有踏板驱动自行车的核心动力传输组件）领域产生重大突破。

"当我们发现有机会制造出更轻、更强且适用于多类车型的曲柄组时，立即意识到这是开启3D打印征程的理想起点。"阿鲁吉尔联合创始人达维德·丁戈什解释道，"3D打印技术能实现我们追求的性能提升，而玛瑞斯正是将概念转化为生产的理想合作伙伴。他们的专业经验指引我们推进了这个项目。"

性能升级的曲柄组研发目标

新型增材制造曲柄组的研发目标是：相较于传统制造部件实现更轻量化与更高强度，能适配多种自行车类型，同时满足职业车手所需的高性能标准。为此合作双方重新进行设计优化，在确保通过ISO 4210标准10万次疲劳循环测试的前提下减轻部件重量。最终通过中空结构设计成功减重，并选用具有优异强度重量比的钛合金作为最优材料。关键在于钛合金的强度足以实现极致薄壁设计，同时保持性能与耐久性。

模拟仿真的关键作用

模拟仿真在该案例中发挥了核心作用。玛瑞斯Magics软件的仿真模块帮助合作双方确保增材制造与后加工环节不会影响部件公差一致性。"这是流程中特别复杂的环节，"玛瑞斯创新经理西蒙尼·坎内拉表示，"我们需要在机械性能、部件表现、后处理适配设计、项目成本、打印方向和打印参数之间找到最佳平衡点。这些因素通常相互制约，因此找到全局最优解是实现目标的关键。"

迭代优化实现量产突破

经过多轮迭代，玛瑞斯与阿鲁吉尔最终确定了适合后处理的理想原始部件及后处理方案。玛瑞斯据此创建了专门优化的嵌套构建平台，可同时打印四种不同长度的钛合金曲柄组。"我们的目标不是追求最快打印速度，而是要在保持轻量化、卓越强度和优秀设计的同时整合多项关键制造工艺，"丁戈什补充道，"模拟仿真让我们提前发现问题，随后在阿鲁吉尔对迭代原型进行实际疲劳测试。唯有通过这种方式，我们才能找到最优方案，进而优化生产成本。"

量产化的重要成果

最终经3D打印与机加工制成的曲柄组符合ISO 4210标准，重量仅345克，比原始机加工部件轻50%。值得注意的是，增材制造技术使自行车结构得以整合为单一部件，最大限度减少了焊接需求和装配故障风险。此外，曲柄组的自支撑设计减少了后生产步骤，为规模化生产创造条件。

丁戈什强调："该部件真正的突破性在于可重复生产性。阿鲁吉尔率先推出可实现工业化可靠量产、兼具成本效益的3D打印全CNC加工钛合金曲柄组。市场上虽存在个别展示单元和原型产品，但都未经过如此严苛测试或精细化流程开发。我们的产品凭借丰富经验和多轮原型测试阶段，能够保障质量、耐用性与性能。"

目前亮相的3D打印钛合金曲柄组专为越野自行车设计，但阿鲁吉尔已具备为其他车型进行可控设计调整的能力。该公司还将继续探索金属增材制造技术的应用，寻找其他可通过该技术获益的自行车零部件。