亨特自行车车轮在德国南部的腓特烈港风洞中测试其轮辋轮廓
随着世界越来越多地采用骑自行车上下班、探索自然、锻炼或赛车，自行车制造商跟上不断变化的趋势和技术发展至关重要。 The Rider Firm 是世界领先的直接消费车轮品牌之一 Hunt Bike Wheels 以及其他尖端性能齿轮，组件和自行车品牌（包括 Privateer Bikes，Cairn Cycles , Cairn Cycles和 Dissent 133 ）背后的公司。
由于他们的目标是生产高性能自行车和组件，不仅限于最富裕的骑手触手可及，因此他们的开发过程必须比预算更大的传统自行车品牌更智能、更高效。通过购买 Form 3L大幅面SLA 3D打印机，将3D打印引入内部，是该公司推动创新和重新定义工作流程的最新举措。
虽然自行车行业的主要制造中心是台湾，但骑手公司的产品开发过程在英国国内进行，团队严重依赖Form 3L，主要用于原型设计。Privateer Bikes的开发工程师Dan Hicks和Hunt Bike Wheels的设计工程师Patrick Brown与我们坐下来分享了对他们的工作流程的一些见解，以及Form 3L如何帮助工程团队不断创新和推出新产品。
亨特自行车车轮：用于风洞测试的 3D 打印全尺寸功能原型轮辋
Hunt Bike Wheels这个名字来自公司的使命，即坚持不懈地寻找您可以放入产品中的所有小细节。经验丰富的工程师团队孜孜不倦地工作，以创造在各种地形上提供卓越性能的轮对。通过广泛的研究、开发和测试，他们旨在通过优化车轮的空气动力学来提高速度、稳定性和效率。在职业自行车比赛中，一切都与边际收益有关——轮对之间的空气动力学阻力差异很小，在每小时 45 公里的 2% 到 5% 范围内，但这种差异可能意味着将第一名和第十名分开的那几秒钟。
帕特里克·布朗（Patrick Brown）向我们介绍了车轮开发过程;从工程师设计不同的轮辋轮廓开始，并使用计算流体动力学（CFD）对其进行测试，这本质上是一个虚拟化的风洞。CFD分析使团队能够确定性能最佳的轮辋轮廓，这些轮廓稍后将使用3D打印原型在现实生活中进行测试。
对于他们最新的 LIMITLESS轮对 ，该团队通过CFD分析测试了大约45种不同的轮辋轮廓，并确定了阻力最低和侧风操控特性最佳的轮辋轮廓。他们最终得到了四个前轮和三个后轮，他们在德国南部的Friedrichshafen Windkanal进行了3D打印和测试。
由于 Form 3L 的构建体积大 ，工程师可以根据部分中使用的辐条孔数量将自行车车轮打印成 5 或 6 个部分，并且可以一次在构建平台上安装四个轮辋部分。经过后固化和后处理后，打印部件用环氧树脂粘合在一起，并内置到功能原型中，与轮毂、辐条和轮胎组装在一起。
谈到 Grey Pro Resin 的使用，Patrick Brown说，3D打印的轮毂“有点软，但它们可以承受碳纤维轮对约65%的张力。所以你建造得很直，很真实，足以容纳风洞。
灰色专业树脂(Grey Pro)是原型制作的绝佳材料，因为它可以承受碳纤维轮对约65%的张力。
过去，Hunt Bike Wheels会求助于第三方服务提供商来3D打印不同的车轮部分，但这有很多缺点。首先，工程师必须在两到三个月后发送最终的车轮轮廓，这会减慢流程并减少灵活性。事实上，现在他们有了Form 3L，布朗承认，在他们最新的项目中，他们“在[他们]离开之前从打印机上拿到了最后的打印件”，这意味着他们可以迭代到最后一刻。外包部件也不够坚固，无法将轮胎泵送到压力下，一些部件会破裂，使它们不适合进行测试。
“我现在可以模拟更长的时间，并不断开发新的配置文件。”
Patrick Brown，Hunt Bike Wheels的设计工程师
“我们需要能够将轮胎泵送到轮胎在车轮上形成正确形状的压力。对我们来说，打印件不仅在几何上准确，而且足够坚固，因此我们可以在整个过程中获得正确的空气动力学轮廓，这一点非常重要。Grey Pro Resin满足了开发过程中的这些关键要求，它表现出出色的几何精度和令人印象深刻的 能力，可以从泵送的轮胎中承受高达三巴半的压力 。Brown还强调，葛瑞专业树脂必须提供的出色表面光洁度是空气动力学测试的关键因素。
“[在风洞中]它们在滚筒上运行 - 所以轮子以每小时 45 公里的速度旋转。”
Patrick Brown，Hunt Bike Wheels的设计工程师
灰色专业树脂出色的表面光洁度是空气动力学测试的关键。
内部3D打印还使工程团队能够进行更多迭代，即使同时降低成本。在外包的日子里，Hunt Bike Wheels将在单个轮辋原型上花费大约2000英镑。由于Form 3L，这些成本现在已经降低了90%，达到200英镑左右。
“这意味着当我们进入风洞时，我们可以采用更多数量的轮子，以便我们可以验证更广泛的CFD研究。这意味着我们跳过三到四个产品迭代周期来获得优质产品。现在，每次我们做一个产品时，我们知道我们第一次发布它时它就处于一个非常好的地方，“希克斯说。
“我现在可以模拟更长时间，并不断开发新的配置文件。在内部拥有这种灵活性对我们来说是一大好处。
Patrick Brown，Hunt Bike Wheels的设计工程师
Form 3L现在代表了商业模式的重要组成部分，因为它使骑手公司能够在竞争中保持领先地位。事实上，希克斯说：“通过巧妙地设计原型，通过精益我们的业务运营，我们为您提供了一个具有与大公司相同的空气动力学性能的车轮，价格只有一半。
私人自行车：通过完整的自行车车架和快速原型设计突破界限
在Privateer Bikes，工程团队将Form 3L用于一系列原型设计应用，包括整个自行车车架的原型制作以及车架保护器。
Privateer Bikes的工程团队致力于开发一系列新的自行车，以不同的尺寸打印整个自行车车架和车架的一些更复杂的部分。这使他们能够在其上安装组件，例如将轴承和悬挂叉压入框架，以确保可制造性并仔细检查不同框架尺寸的间隙。“我们可以检查间隙，它是如何组装的，组件是否合适，或者悬架移动时是否有东西会爆炸。
此外，打印整个车架使内部平面设计师能够喷漆，以尝试艺术品的概念，并为新自行车设计贴花。这些框架在Grey Pro Resin中以多个较小的打印件进行3D打印，然后组装并粘合在一起。一旦自行车组装好并将零件粘合在一起，自行车就可以承受相当大的压力，“你可以相当粗暴地处理它们”。
“拥有3D打印非常有用，只是为了能够玩一些东西，”希克斯说。他补充说：“对于营销团队来说，拥有一些有形的东西对他们来说是件好事，因为当我们谈论设计时，你可以通过拥有道具和向人们展示来更好地传达它。
Hicks指出，Form 3L对于为自行车定制车架保护器的原型特别有益。在山地自行车上，链条经常撞到后叉，这可能会变得非常嘈杂并可能损坏车架。这就是为什么该团队开发了这些由橡胶制成的定制框架保护器，这些橡胶粘在后叉上。
通常，团队不可能对这些类型的零件进行原型设计，因此他们只需将设计发送给台湾供应商，后者将制作生产工具并向他们发送最终零件的样品。整个过程通常需要三到四个月的时间，费用约为 3,000 美元或 4,000 美元。这将使调整、迭代和优化零件变得困难，因为任何设计更改都需要制作新的工具，这意味着他们必须再次付费。
打印框架保护器原型的绝佳工具 Form 3L 是用柔性 80A 树脂 。
通过3D打印，Privateer Bikes的工程师可以非常快速地打印三到四个设计和原型。“改变设计不需要我们任何成本，这意味着当我们将生产文件发送给制造商时，我们可以立即投入生产，”Hicks 说。他补充说，这为他们节省了大约六个月的项目，以及大约 4,000 美元或 5,000 美元的生产工具。
“当我们将生产文件发送给制造商时，我们可以立即承诺生产。Dan Hicks，Privateer Bikes开发工程师
这种特殊应用的首选材料是柔性 80A 树脂，它“大约是正确的硬度” ，使其成为直接卡在自行车上进行测试的功能原型的理想选择。几个月来，他们一直在自行车上测试这些保护器，检查链条仍然撞击的地方，仍然发出噪音的地方，并根据这些结果进行迭代。
“我们可以做很多制造设计，因为当你在物理上看到它时，考虑工具中的分割线以及它将如何工作要容易得多。Dan Hicks，Privateer Bikes开发工程师
通过 3D 打印快速响应不断变化的趋势
“每个人骑自行车的方式都不同，我们不知道两年后人们会做什么。但我们现在处于一个非常好的位置，可以快速响应不断变化的趋势，跳上新事物。Dan Hicks，Privateer Bikes开发工程师
在不久的将来，骑手公司正在寻求开发更多的电动自行车及其组件。这些自行车涉及更复杂的设计，正如希克斯指出的那样，“你必须安装的组件越多，就越困难”，3D打印将使他们能够对所有这些设置进行原型设计。
“每个人骑自行车的方式都不同”，所以骑手公司的团队很好奇人们会做什么。凭借 Form 3L 提供的30+种丰富树脂库，该公司现在处于有利地位，可以在他们继续努力创新的同时快速应对不断变化的趋势。
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