钛合金3D打印自行车曲柄组减重50%，Magics协作与仿真助力Alugear 3D

南极熊导读：钛合金3D打印在高端自行车上的应用已经层出不穷。下面是 Materialise玛瑞斯在国外的一个应用案例。

自行车钛合金曲柄重仅345克！Alugear 携手 Materialise 突破传统瓶颈，通过增材制造（3D打印）与全 CNC 工艺的创新结合，不仅通过了10万次疲劳测试，更开启了高性能单车零件批量化生产的新路径。

行业

自行车

关键解决方案

✓ 金属 3D 打印

✓ CNC 加工

✓ 钛合金

✓ Materialise玛瑞斯 Magics

成果影响

✓ 重量减轻

✓ 耐用性提升

✓ 独特设计与外观

与许多寻求突破的制造商一样，Alugear 敏锐地察觉到了 3D 打印（增材制造） 的潜力，但如何将这项技术真正转化为可落地的商业优势？他们选择了与全球领先的 3D 打印解决方案专家 Materialise 玛瑞斯 深度合作。

这不仅是一场关于“打印零件”的协作，更是一次关于设计专长、生产扩展性与商业可行性的全方位进化。

“我们不仅在制造零件” Materialise玛瑞斯的 创新经理 Simone Cannella 表示，“我们是在推动产品和生产过程的工业化，确保 3D 打印能够真正赋能客户，创造更具竞争力的产品。这正是我们在行业中的核心优势。”

由此，一个激动人心的项目开始了：将 3D 打印引入 Alugear 的传统生产工作流程。

精心设计的打印流程确保了零件层的一致性。

01

寻找突破口：为什么是曲柄组？

Alugear 联合创始人 Dawid Dyngosz 坦言：“我们需要一款更轻、更强、能胜任多种骑行场景的曲柄。3D 打印能提供卓越的性能，而 Materialise 的专业知识则是我们将概念转化为现实的关键。”

传统制造工艺往往难以兼顾“轻量化”与“高强度”。为了满足国际通用的 ISO 4210 抗疲劳要求，双方团队选择了钛合金作为核心材料，通过中空设计去除冗余质量，同时确保壁厚达到优良平衡。

02

协同设计：打造轻量化性能标杆

在整个项目过程中，Alugear 和 Materialise 玛瑞斯紧密配合，重新定义了曲柄组的设计边界。

合作始于一个严谨的验证流程：包括基于初始设计的第一批次检验订单，以及对 Materialise玛瑞斯 不来梅金属能力中心进行的生产审核。凭借深厚的 3D 打印行业积淀、ISO 认证流程及先进设施，Materialise玛瑞斯 迅速证明了其在强度、抗疲劳性和生产可扩展性方面的实力。

每一次迭代，都围绕核心特性展开

● 优化减重： 团队不断挑战极限，对零件进行中空处理，去除冗余质量。

● 材料优选： 选择钛合金作为核心材料，在确保壁厚尽可能薄的同时，保持结构刚性。

● 严苛标准： 所有的努力都指向一个硬性指标——确保零件符合 ISO 4210 高负载测试中 10 万次疲劳循环的要求。

薄壁钛合金与中空中心设计，实现了重量与强度的优化。©Alugear

03

仿真模拟：解决“不可见”的挑战

有了优秀的设计，如何确保生产落地？这是流程中极其复杂的一环。

“我们必须在机械性能、零件表现、后处理成本及打印参数之间找到‘理想的平衡方案’。” Materialise 创新经理 Simone Cannella 回忆道。

为了确保每一个零件在 CNC 加工后都能保持精确的公差，团队引入了 Materialise Magics 仿真模块，特别使用到其中的机械测试和仿真功能：

● 预测偏差： 在打印前通过复杂仿真估算热变形，确保零件符合规格。

● 迭代校准： 经过多次“仿真-修正”循环，先交付高质量的后处理毛坯件，再到最终成品。

● 优化产能： 最终创建了定制的嵌套加工平台，实现四种长度曲柄的同步一致生产，为批量化铺平道路。

“仿真让我们在问题发生前就发现它们，” Dawid 评价道，“这不仅提升了成功率，更显著降低了生产成本。”

从仿真到定制的嵌套加工平台。

04

性能飞跃：Stellar Ti 钛合金曲柄诞生

最终成果：一款符合 ISO 4210 标准的一体式中空钛合金曲柄组正式面世。

● 轻量化突破： 重量低至 345 克，较原始设计减重超过 50%。

● 高可靠性：成功承受 10 万次疲劳循环，且一体式打印无需焊接，减少了故障隐患。

● 批量化潜能： 自支撑设计有助于提升自动化水平，减少手动工序，使其在商业应用上更具可持续性。

从实验室走向赛道，Alugear 与 Materialise 的合作证明了：当先进软件专长遇见前瞻性制造思维，3D 打印将为自行车行业带来更具想象力的未来。

美观、轻量且耐用。©Alugear

Stellar Ti 提供四种长度，最小规格重量仅为 345 克。©Alugear

3D 打印与 CNC 加工的结合。©Aluge

行业创新应用。©Alugear

适配高端越野自行车。©Alugear

能够承受超过 10 万次疲劳循环——以及 Dawid 本人的亲身验证。©Alugear

Dawid 表示：“这款零件的价值在于它的可重复性，实现了规模化生产。”

此前，市场上不乏 3D 打印的原型，但大多停留在展示阶段。而 Alugear 创新性地实现了钛合金曲柄组的工业级量产——它不仅通过了严苛的测试，更在成本和效率上达到了市场化的要求。

“我们的产品背后，是无数次的经验积累和原型验证，这是质量与性能的坚实依据。我们的曲柄组不再是‘实验室产物’，而是可以持续、规模化生产的商品。这让我们看到了将 3D 打印扩展到全线产品的巨大潜力。”Dawid 道。

这种成熟的工艺控制，已成为 Alugear 产品线的基石。基于这套流程，团队可以快速开发衍生版本。除了首发的 6 个版本，更多适配不同骑行场景的产品系列也即将面世。

对于 3D 打印的长期应用，Alugear 已积累了宝贵经验。未来，只要有合适的部件，他们随时准备复制这一成功模式——而 Materialise 玛瑞斯 也将全程鼎力相助。

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