Pièces de tige de bicyclette en alliage de titane de moulage par injection en métal

Peut-être vous souvenez-vous encore du vélo de 2,7 kg le plus léger au monde, équipé d'une manivelle en métal, qui serait fabriquée par moulage par injection de métal en alliage de titane. (Détails : "Peut-être le vélo le plus léger du monde (sans violer la loi sur la publicité)") L'auteur de cet article estime que la compréhension et la collaboration entre le design et les objectifs industriels sont la clé d'un excellent design. Pour concevoir les meilleurs produits, la première étape consiste à comprendre comment sont fabriqués les meilleurs matériaux.

Manivelle en métal faite de moulage par injection de métal en alliage de titane

Depuis longtemps, je compte sur le moulage par injection de métal pour fabriquer des pièces prototypes, mais il y a un problème qui m'a toujours dérangé : le prix du moulage par injection de métal est bien inférieur à celui de l'impression 3D. Je vais maintenant partager les résultats de ma collaboration avec le domaine de l'impression 3D avec une tige de 94 mm moulée par injection de métal en alliage de titane pesant seulement 83 g : en utilisant la technologie de l'IA pour optimiser le processus de production, réduisant ainsi efficacement les coûts.

Limite de poids 130 kg

Pourquoi les tiges en alliage de titane disponibles sur le marché ne peuvent-elles pas atteindre ce poids ? L'alliage de titane TC4 étant un matériau difficile à manipuler, il n'existe aucun moyen de fabriquer des tuyaux à faible coût, ni de traiter CNC la totalité de la tige à faible coût. Presque toutes les tiges en alliage de titane sont soudées avec un alliage de titane TA18, qui a une résistance moindre, il n'y a donc aucun avantage en termes de poids.

Étant donné que le moulage par injection de métal peut fritter au laser et faire fondre la poudre TC4, il peut produire des pièces en alliage de titane TC4 à haute résistance à un prix inférieur à celui d'une seule pièce CNC. Les propriétés mécaniques de cette tige sont très bonnes, et les résultats des tests finaux sont très proches de la simulation mécanique. En termes simples, comparée aux tiges ultra légères en alliage d'aluminium et en fibre de carbone, la tige moulée par injection en alliage de titane ne sera guère élastique pendant l'utilisation.

En termes simples, le prix du moulage par injection de métal est principalement déterminé par la consommation de matériaux métalliques, le post-traitement, la taille du produit et le temps de production.

Parmi eux, la consommation de matériaux métalliques, le temps d'impression et le traitement de la main-d'œuvre peuvent être ajustés. Dans le moulage par injection de métal que j'utilise, le même matériau métallique doit être utilisé pour soutenir les pièces afin de garantir leur apparence lors de la production des pièces. Cette partie du support sera également incluse dans le prix total, et l'ajustement de l'angle des pièces à travers le moule, la modification des détails des pièces et la réalisation d'une simulation thermique peuvent affecter la densité et la longueur du matériau de support.

Un support si dense que le prix a déjà dépassé le produit lui-même

Le temps de production est déterminé par la hauteur de placement des pièces et la vitesse du balayage laser. Dans la situation ci-dessous, il existe de nombreuses structures matricielles. La hauteur de placement est déterminée par la taille des pièces. Une tige debout permet évidemment de gagner plus de place-qu'une tige posée à plat, mais davantage de matériaux de support sont nécessaires.

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