De Madrileense Nebrija University en ArcelorMittal zijn erin geslaagd een stalen frame te 3D-printen dat niet alleen zeer licht is, maar ook de nodige stijfheid heeft.
Staal of aluminium? – Voor- en nadelen
Motorfietsfabrikanten gebruiken gewoonlijk staal of aluminium om motorfietsframes te maken. Stalen frames zijn zwaarder en goedkoper dan aluminium frames, die duurder en lichter zijn.
‘We hadden de nieuwe vorm min of meer bereikt met onze algoritmen,’ gaf werktuigbouwkundig ingenieur Sergio Corbera van Nebrija Univesity toe. ‘De mogelijkheid om holle onderdelen te maken was de grootste onbekende in het 3D-printen van metaal. We hebben het over wanddiktes tussen 0,8 en 1 millimeter.’
IMU, wat is dat nou eigenlijk?
Holle buizen, dunne wanden
Deze dunne wanddikte, die niet mogelijk zou zijn met aluminium, was uiteindelijk de sleutel tot het frame. Het resultaat is een uiterst lichte constructie die toch de nodige stijfheid bezit. Met de gegevens van de 3D-geprinte buizen werd een algoritme gecreëerd dat vervolgens automatisch de geometrische vorm voor het frame maakte.
‘De simulaties geven aan dat we een zeer uitgebalanceerd chassis hebben bereikt waarmee een motorfiets zich zeer goed op het circuit gedraagt,’ zegt Corbera. ‘We hebben een nieuwe productietechnologie (3D-printen) toegepast voor deze sector, met een materiaal dat eruit kan zien als wat eerder in deze industrie werd gebruikt en met geometrische vormen die breken met het gebruikelijke.’
Er werd geen nieuwe staallegering ontwikkeld voor het 3D-printen, maar er werd gebryuik gemaakt van een standaard staalpoeder. Dit moet het voor motorfietsfabrikanten zeer gemakkelijk maken om dit procédé zelf toe te passen zonder eerst een speciaal metaalmengsel te moeten ontwikkelen.
‘Ons stalen frame weegt ongeveer 3,8 kilo,’ merkt Paula Rodriguez, onderzoeks- en ontwikkelingsingenieur bij ArcelorMittal, op. ‘Een aluminium frame van hoge kwaliteit van een grote motorfietsfabrikanten weegt niet minder dan 5 kilo, terwijl stalen frames ongeveer 6 à 7 kilo wegen. Dat lijkt een klein verschil, maar op een onderdeel als dit, is het een enorme besparing.’
