Ce pédalier en titane imprimé en 3D est 50 % plus léger que la plupart et conçu pour la production de masse
Avec seulement 345 g, soit le poids d’une canette de soda de 33 cl, le pédalier imprimé en 3D et usiné CNC d’Alugear est en route vers la production.
Une collaboration entre le fabricant polonais de composants cyclistes Alugear et Materialise, entreprise belge spécialisée dans l’impression 3D, les logiciels et le développement, a abouti à ce que les deux sociétés décrivent comme une avancée révolutionnaire dans la technologie des transmissions de vélo : un pédalier en titane imprimé en 3D et usiné CNC, plus de 50 % plus léger que les modèles traditionnels et conçu pour la production en série.
Ce projet représente une étape ambitieuse pour Alugear, une entreprise depuis longtemps consciente du potentiel de la fabrication additive mais incertaine sur la manière d’exploiter cette technologie à l’échelle industrielle. « Lorsque nous avons vu le potentiel de créer un pédalier plus léger et plus résistant, capable de fonctionner dans diverses disciplines, nous savions que c’était le composant parfait pour commencer notre aventure dans l’impression 3D », déclare Dawid Dyngosz, cofondateur d’Alugear. « Nous savions que l’impression 3D nous offrirait les avantages de performance que nous recherchions, et Materialise était le partenaire idéal pour nous accompagner du concept à la production. C’est leur expertise en impression 3D qui nous a poussés à mener à bien ce projet. »
La nouvelle approche d’une entreprise en matière de conception et de production
La conception du pédalier est le fruit d’une collaboration approfondie entre Alugear et Materialise, combinant conception stratégique, outils de simulation et processus de fabrication rigoureux. Les étapes initiales se sont concentrées sur la validation du concept par le biais d’une inspection du premier article (FAI) et d’un audit du centre de compétence métal de Materialise à Brême, une installation équipée à la fois pour la fabrication additive et la production en série de pièces métalliques.
Simone Cannella, responsable de l’innovation chez Materialise, décrit le partenariat comme allant au-delà de la simple fabrication de pièces. « Nous ne nous contentons pas d’imprimer des pièces », explique-t-elle. « Nous industrialisons à la fois le produit et le processus de production afin de garantir la viabilité de l’affaire pour toutes les parties concernées. Cela aide les clients à créer de meilleurs produits et démontre que l’impression 3D est la technologie idéale pour ce travail.
Le choix du titane pour son rapport poids/résistance exceptionnel et la conception de le pédalier avec des parois minces et une structure creuse pour réduire la masse inutile tout en répondant à l’exigeant test de résistance à la fatigue à haute charge ISO 4210 de 100 000 cycles ont été au cœur du processus.
La simulation : un outil essentiel
La simulation a joué un rôle clé dans l’affinement de la conception et de la préparation à la production du pédalier. M. Cannella souligne la complexité de cette phase : « Nous avons dû trouver le juste milieu entre les propriétés mécaniques, les performances de la pièce, la conception adaptée au post-traitement, le coût du projet, l’orientation de la construction et nos paramètres d’impression ».
À l’aide du module de simulation Materialise Magics, les équipes ont effectué des simulations complexes, calibrées en fonction de paramètres d’impression spécifiques, afin de prévoir le comportement de la pièce et les écarts possibles. Cela a permis d’effectuer des ajustements au cours de cycles itératifs, garantissant que chaque prototype répondait aux exigences de performance et aux tolérances d’usinage avant la production.
Le résultat de cette collaboration est le pédalier Stellar Ti, un composant en titane creux d’une seule pièce qui se targue de performances et d’une facilité de fabrication impressionnantes. Pesant seulement 345 grammes et résistant à des tests de fatigue de niveau ISO, il représente ce qu’Alugear appelle « une première dans l’industrie » des pédaliers en titane imprimés en 3D et entièrement usinés par CNC qui peuvent être produits en série.
Selon M. Dyngosz, la répétabilité du processus est un facteur de différenciation important. « Ce qui rend cette pièce vraiment innovante dans le secteur, c’est sa répétabilité. Alugear a été le premier à présenter un pédalier en titane imprimé en 3D et entièrement usiné par CNC qui peut être produit en série de manière fiable à un niveau industriel et rentable. »
La conception élimine également le besoin de soudure, ce qui réduit les points de défaillance potentiels et simplifie l’automatisation. La production étant désormais capable de produire plusieurs longueurs simultanément, le processus favorise la fabrication en série et permet à la technologie d’être adoptée à plus grande échelle.
La manivelle Stellar Ti étant désormais une réalité, Alugear et Materialise envisagent déjà d’étendre le rôle de l’impression 3D à d’autres composants du portefeuille d’Alugear. « Le plus excitant est que notre pédalier n’est pas seulement un prototype — nous pouvons la fabriquer de manière cohérente, à grande échelle et à un coût qui a du sens pour le marché », dit Dyngosz. « Et maintenant que nous avons prouvé que cela fonctionne pour nous, nous voyons un énorme potentiel d’expansion de l’impression 3D dans l’ensemble de notre portefeuille.
Le projet montre comment la fabrication additive, la simulation et l’usinage traditionnel peuvent être intégrés pour repousser les limites de la performance et de la production, établissant ainsi une nouvelle référence pour les composants cyclistes de haute qualité.
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Licence : Le texte de l'article "Ce pédalier en titane imprimé en 3D est 50 % plus léger que la plupart et conçu pour la production de masse" écrit par All3DP Pro est publié sous la licence Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).