در دنیای دوچرخهسواری که هر قطعهای، حتی کوچکترین آنها، میتواند بر کیفیت و عملکرد کلی تأثیر بگذارد، زین دوچرخه جایگاهی حیاتی دارد. این بخش از دوچرخه، نه تنها راحتی و تعادل را تعیین میکند، بلکه در تجربه کلی دوچرخهسوار نیز نقشی اساسی ایفا مینماید. از قرن نوزدهم و دوچرخههای پنیفارتینگ گرفته تا دوچرخههای مدرن امروزی، زینها نیز دستخوش تغییرات فراوانی شدهاند: از چوب و فلزات سخت گرفته تا فومهای رایج. اما اکنون، تحولی چشمگیر در راه است: تحولی به نام زین دوچرخه سه بعدی.
در عصری که فناوریهای پیشرفته در حال بازتعریف طراحی صنعتی هستند، استفاده از پرینت سهبعدی برای تولید زین، آغاز فصل تازهای در راحتی، ایمنی و عملکرد ورزشی به شمار میرود. شرکت Specialized با همکاری Carbon و OECHSLER، محصولی خلاقانه به نام S-Works Romin Evo with Mirror Technology را روانه بازار کرده است؛ زین دوچرخه با تکنولوژی سه بعدی که با بهرهگیری از یک ساختار مشبک الاستومری، محدودیتهای سنتی فوم را کنار زده و استانداردهای جدیدی در طراحی و کارایی خلق کرده است.
پشت تولید این زین دوچرخه سه بعدی خلاقانه، همکاری و همافزایی چندین تیم متخصص قرار دارد؛ درست مانند خود دوچرخه که برای حرکت روان نیازمند هماهنگی کامل میان اجزای گوناگون است. Specialized، Carbon و OECHSLER هر یک تخصص منحصربهفردی را به کار گرفتهاند تا با ترکیب طراحی هوشمند، تولید افزایشی قابل تکرار و فرآیندهای مقیاسپذیر، محصولی پیشرفته را در مدت زمانی کوتاه به بازار عرضه کنند.
در ادامه این مقاله، نگاهی دقیقتر خواهیم داشت به اینکه چگونه چاپ سهبعدی در حال متحول کردن صنعت زین دوچرخه است و چرا این نوآوری میتواند نقطه عطفی در تجربه دوچرخهسواری باشد. با سایر کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت آشنا شوید.
داستان تولید زین دوچرخه سه بعدی
شرکت آمریکایی Specialized که به طراحی و تولید تجهیزات حرفهای دوچرخهسواری مشهور است، همواره تلاش کرده تا با رویکردی مبتنی بر داده و فناوریمحور، تجربهی دوچرخهسواران را به سطحی بالاتر برساند. زمانی که روشها و مواد سنتی دیگر پاسخگوی استانداردهای مدنظر این شرکت برای تولید زین بهینه نبودند، آنها تصمیم گرفتند از چهارچوبهای رایج خارج شوند و به سراغ تولید زین دوچرخه با تکنولوژی سه بعدی بروند. Specialized در سال ۲۰۱۶ اولین پرینتر سهبعدی M1 ساخت شرکت Carbon را خریداری کرد و با استفاده از آن، فرآیند طراحی و آزمایش نمونههای اولیه زین دوچرخه سه بعدی جدید خود را آغاز کرد.
تقریباً همزمان با این اتفاق، شرکت Carbon نیز با کمپانی آلمانی OECHSLER، که در زمینهی تولید پلیمرهای صنعتی فعال است، وارد همکاری شد تا برای یکی از برندهای مطرح لوازم ورزشی جهانی، فرآیند تولید انبوه محصولات پرینتشده با فناوری Digital Light Synthesis™ (Carbon DLS™) را توسعه دهند. نتیجه این همکاری، راهاندازی یکی از بزرگترین ناوگانهای پرینت سهبعدی پلیمری در جهان بود که امروزه بیش از ۱۵۰ پرینتر فعال دارد. OECHSLER از سال ۲۰۱۹ تاکنون، سالانه بیش از یک میلیون محصول پرینتشده تولید میکند.
اما نقطه عطف این داستان در سال ۲۰۲۰ رقم خورد؛ زمانی که Specialized، Carbon و OECHSLER بهصورت رسمی وارد همکاری مشترک شدند تا زین دوچرخه سه بعدی S-Works Romin Evo with Mirror را توسعه دهند و به تولید انبوه برسانند. فرایند توسعه این زین دوچرخه سه بعدی پیشرفته، با سرعت چشمگیری پیش رفت: طراحی و ساخت نمونههای اولیه تنها چهار ماه طول کشید و ایجاد خط تولید انبوه نیز تنها دو ماه زمان برد. از آغاز همکاری OECHSLER تا عرضه نهایی محصول به بازار، کمتر از ده ماه زمان صرف شد که برای محصولی با این سطح پیچیدگی، رقم فوقالعادهای است.
به گفتهی «کِلی مککارول-گیلبرت»، مدیر توسعه کسبوکار در Carbon:
«دیدن همکاری نزدیک تیمهای OECHSLER، Specialized و Carbon در طراحی، پرینت، آزمایش و تکرار سریع فرآیندها واقعاً شگفتانگیز بود؛ آنهم برای توسعه محصولی که مزایای بینظیر ساخت افزایشی را در مقیاس صنعتی به نمایش میگذارد.»
در بخش بعدی، به بررسی جزئیات طراحی مدل سه بعدی این دوچرخه خواهیم پرداخت و خواهیم دید چگونه چاپ سهبعدی باعث ایجاد تحول واقعی در راحتی و عملکرد شده است.
زمان آن فرا رسیده که دوچرخه خود را زین کنید!
هدف از طراحی زین دوچرخه سه بعدی مدل S-Works Romin Evo با قابلیت فناوری Mirror، دوچرخه سواری نمایشی بود. در دوچرخه سواری نمایشی، زین باید از نظر آیرودینامیکی و همینطور ارگونومیکی مناسب باشد. و البته تنها راحتی اهمیت ندارد: یک زین خوب سبب میشود لگن در حالت تعادل قرار بگیرد و سلامت بافت نرم بدن تامین شود؛ اینگونه خطر آسیب پذیری دوچرخهسوار نیز کاهش مییابد.
زین دوچرخه سه بعدی مدل S-Works Romin Evo با قابلیت Mirror، با این هدف طراحی شده است که تجربه فوق العادهای در اختیار دوچرخهسواران قرار دهد و به لطف ساختار شبکهای سه بعدی منحصر به فرد، این امر امکان پذیر شد. بیست و دو هزار نوار شبکه با ضخامتها و سلولهایی با اندازه متغیر درون این زین دوچرخه سه بعدی وجود دارد. به علاوه ویژگیهای قابل تنظیم ضربهگیر و ویژگی برگشت پذیری از جمله مشخصات برجسته این محصول است. این زین دوچرخه سه بعدی در مقایسه با مثلا یک زین اسفنجی، 18% فشار کمتری به هنگام نشستن وارد میکند (فشار کل، 26% است). 26 سانتی متر طول، و بین 14.3 تا 15.5 سانتی متر عرض یک زین با جرم 190 گرم است.
نوع طراحی و ساختار زینهایی که با فناوری پرینت سه بعدی ساخته شدهاند، از عوامل بسیاری تاثیر گرفته است. برای نمونه بازخورد آزمونگرهای دوچرخه سواری، دادههای آزمایش فشار و تجربه چندین ساله شرکت Specialized در ساخت زین، از جمله مواردی بود که بر طراحی این زین دوچرخه با تکنولوژی سه بعدی اثرگذار بوده است.
نسخه نهایی محصول در تاریخ سپتامبر سال 2021 رونمایی شد، که خود آن نیز، در نتیجه نمونههای اولیه مختلفی حاصل شد. پیش از آن که محصول نهایی معرفی شود، شرکتها 14 طراحی متفاوت از این زین دوچرخه سه بعدی را نمونهسازی و تست کردند. بررسی هر کدام از این 14 نسخه، مراحل چاپ سه بعدی، آزمایش، جمع آوری داده و تجزیه و تحلیل را شامل میشد که به طور میانگین برای هر یک از مدلها 21 روز زمان برد.
بعد از آنکه طراحی نهایی شبکه ساختاری این زین دوچرخه سه بعدی انتخاب شد، شرکت OECHSLER در راستای بهینه سازی محصول و تولید سریالی، اصلاحاتی را در زمینه ارتقای سرعت تولید و بهبود عملکرد زین به انجام رساند و همچنین، اثرات زیست محیطی ناشی از تولید آن را تا جای ممکن کاهش بخشید. هسته مرکزی روند تولید سریالی شرکت OECHSLER را، فناوری DLS شرکت Carbon تشکیل میدهد. در این فناوری با استفاده از پرتاب دیجیتال نور (digital light projection یا همان پرینت سه بعدی dlp) و مواد رزینی (در این محصول، از مواد الاستومر استفاده شده است)، امکان تولید قطعاتی که هندسه پیچیده دارند، به وجود میآید.
جالب است بدانید که شرکت OECHSLER، روشی از پردازش پس از تولید را نیز توسعه بخشیده است تا با این کار، محصول نهایی از ظاهر و بافت مات مطلوبی برخوردارد شود. توسعه روند پسا پردازش در مدت زمان کوتاهی حاصل شد: از زمان اولین آزمایش تا تولید سریالی محصول، آماده ساختن این فرآیند برای OESCHLER، تنها چهار ماه زمان برد.
مارکوس بیشوف، رئیس معاونت بخش فروش کالاهای ورزشی و تولیدات ساخت افزایشی شرکت OECHSLER میگوید: «در OECHSLER، همه تمرکز ما بر این است که چگونه ساخت افزایشی را در مقیاس صنعتی وارد کنیم و فرآیندهای تولید سریالی توانمند بسازیم.»
ایده زین دوچرخه سه بعدی Works Romin-Evo، برای اولین در ذهن بلندپروازانه افراد تیم توسعه Specialized نقش بست؛ به لطف فناوری DLS شرکت Carbon به واقعیت پیوست و با کمک تخصص OECHSLER، به مرحله تولید سریالی رسید. زینهای S-Works Romin-Evo با قابلیت Mirror، اتفاقات امید بخش و متفاوتی را از بهبود راحتی و عملکرد در آینده دوچرخه سواری نوید میدهند. به جز این، تولید این زین دوچرخه با تکنولوژی سه بعدی سبب شد که روش جدیدی در توسعه، آزمایش و تولید شکل بگیرد که بسیار کارآمدتر و سریعتر است.
در همین راستا پیشنهاد می کنیم با فرآیند پرینت سه بعدی کفی کفش نیز آشنا شوید.
کلام آخر
نگاهی به تجربه تولید زین دوچرخه با چاپ سه بعدی نشان میدهد که این فناوری نه صرفاً برای ساخت نمونه اولیه، بلکه بهعنوان یک گزینه جدی در تولید نهایی نیز قابل استفاده است؛ البته بهشرطی که طراحی، انتخاب ماده، و فرآیند ساخت بهدرستی مدیریت شوند. شرکتهایی مثل Specialized و Carbon بهخوبی نشان دادهاند که میتوان با کمک طراحی الگوریتمی و چاپ رزینی، به نتایجی دست پیدا کرد که با روشهای سنتی نه از نظر فرم و نه عملکرد قابل دستیابی نبود.
مزیت اصلی این فرآیند، انعطافپذیری بالا در طراحی، کاهش زمان توسعه، و امکان شخصیسازی محصول بدون نیاز به ابزارسازی است. این ویژگیها در صنایعی فراتر از دوچرخهسازی نیز کاربرد دارند، از ابزارهای پزشکی گرفته تا تجهیزات صنعتی سبک یا قطعات خاص خودرو. با کاربرد پرینتر سه بعدی بیشتر آشنا شوید.
اگر درگیر توسعه محصولی هستید که نیاز به تولید کمتیراژ، طراحی پیچیده یا اصلاحات مکرر دارد، خدمات پرینت سه بعدی میتواند مسیر سادهتری پیش رویتان بگذارد. استفاده از این فناوری الزاماً به معنی حذف روشهای سنتی نیست، اما میتواند آنها را تکمیل یا در مواردی جایگزین کند، با صرفهجویی در زمان، هزینه و ریسک تولید.
ما در ماداتکنولوژی به شما کمک میکنیم از ظرفیتهای واقعی چاپ سهبعدی بهرهمند شوید. اگر ایدهای در ذهن دارید، قطعهای نیاز دارید یا به دنبال راهی هستید برای تولید سریعتر و دقیقتر، خدمات پرینت سه بعدی ما میتوانند نقطه شروعی باشند برای تحولی بزرگ در مسیر کاری شما.
در صورت نیاز به مشاوره، بررسی طراحی یا انتخاب تکنولوژی مناسب، با متخصصین ما در ماداتکنولوژی در تماس باشید.