英國知名工程公司Renishaw透過金屬3D列印技術，幫助英國國家隊在2024巴黎奧運的場地自行車項目中贏得了八面獎牌。

該公司與英國自行車協會合作，使用其RenAM 500Q四雷射金屬3D列印機，為32輛奧運場地自行車製作了超過1,000個零件。其中包括一個具備空氣動力學特性的曲柄、車尾下叉、座管橋和座管。據悉，這些零件中的座管是首個同類型3D列印零件，採用了創新的設計，以提升空氣動力效能。

英國國家隊採用增材製造技術

在2024年奧運會中，英國隊共獲得65面獎牌，其中自行車項目佔了11面，場地自行車項目就拿下了八面。最令人矚目的是Katy Marchant、Sophie Capewell與Emma Finucane在女子團體衝刺賽中奪得金牌並打破世界紀錄。

英國自行車協會的裝備與服裝開發團隊負責為英國國家隊開發和生產新型自行車，為運動員提供最佳工具來爭取勝利。在比賽中，這些自行車必須具備極致的速度、平衡和空氣動力性能，而金屬3D列印技術在實現這些目標中扮演了至關重要的角色。

Caddy解釋道：「像曲柄和座管這些部件需要根據騎手量身定制，因此我們必須找到一種快速開發不同尺寸零件的方法，同時又能夠提供應用所需的性能提升。」

3D列印助力奧運自行車成功

Renishaw首先使用塑膠材料3D列印了碳纖維零件的原型。Renishaw的首席增材製造應用工程師Ben Collins表示：「我們知道必須與英國自行車團隊合作，找到這些零件的最佳幾何結構和內部結構。」

經過多輪原型製作和測試後，他們確定了座管、曲柄及車架橋和車尾下叉等小型零件的外部設計。接下來，這些零件以鈦金屬3D列印製成。

增材製造技術允許設計更為複雜的幾何結構，減少了不必要的重量。中空的結構和後傾的設計使空氣可以從車架中部流過，從而優化了空氣動力性能。每個鈦金屬座管都依照個別騎手的精確測量數據進行3D列印，這在傳統製造方法下是無法實現的。

通常，格柵結構在整個零件中厚度均勻。然而，由於自行車曲柄受到的應力和力量在不同區域的分佈不均，可能導致零件失效。Collins強調了3D列印格柵結構的價值，這使得團隊能夠「在減輕重量的同時保持與原碳纖維零件相同的剛性。」

鈦金屬曲柄經過ISO測試，確保其能承受奧運賽事的高強度壓力。標準自行車通常僅需承受1,000牛頓的力量，而奧運自行車則必須承受3,000牛頓的壓力。

3D列印自行車的未來

除了英國自行車協會，許多公司也已認識到增材製造技術在自行車生產中的價值。今年早些時候，3D列印材料開發商Elementum 3D與德國機床製造商TRUMPF合作，提升了INTENSE Cycles的M1山地賽車的性能。

此外，威爾士定製自行車製造商Atherton Bikes也與Renishaw合作，3D列印了其贏得世界杯的自行車。雙方首次合作時，使用RenAM 500Q 3D列印機製作了自行車框架的鈦合金接頭，這些接頭經設計後既輕便又堅固。

未來我們將可以看到更多3D列印加入自行車製造的成果，以及改善運動員體能的元件，讓我們繼續關注這項令人期待的金屬技術。