世界初の積層造形による金属製自転車フレームを作成

結果：より堅牢かつ軽量な部品が誕生

軽量化こそがプロジェクトの究極の目的であり、その結果として最小重量で最大の強度を有する部品を設計することができました。「シートポストブラケットを360グラムから200グラムへと軽量化することに成功しました」と、Williams氏は述べています。

この１つの部品でこれほどまでの軽量化を実現したことを受け、Renishaw社とEmpire Cycles社のプロジェクト範囲は一気に拡大しました。

Williams氏は、標準的なフレーム素材を使用すると設計の自由度が大幅に制限されると言います。「型抜きまたは液圧成形アルミ管またはカーボンファイバーをチタンビットに接合してフレームを作成することを検討していましたが、それ以上の技術について模索し始めました。アルミベースのフレームなどを検討したところ、それだけで2100gにもなることがわかりました。そこで、強度を維持しながら、大幅に重量をそぎ落とした部品を作成できると確信したのです。こうして、主要なフレーム部品をすべて積層造形で作成するというアイディアがまとまりました」

強度面では、Inspireで設計したシートポストブラケットは英国基準の試験をすでに終了しています。この試験では、1,200Nの荷重を最高25Hzで50,000サイクル断続的に加えました。

「それならば部品が壊れるまで試験を続けて、実際にどのくらい強度があるのか確かめようと考えました。今のところ、標準の試験を６回（300,000サイクル）実行しましたが、まだ数字は伸びています。これは応力除去を施しただけの部品での試験です。さらに熱間等方圧加圧法（HIP）などの熱処理を加えることを計画しています。そうすれば、部品の強度特性はより一層向上するでしょう」

今後の計画

このように、solidThinking Inspireを積層造形と組み合わせることで明確なメリットが得られます。Inspireは、荷重を軸にして構造を探求する際に最適なツールであるだけでなく、積層造形構造における軽量化設計の計り知れない可能性への扉を開く鍵でもあります。