布拉德利·威金斯爵士用3D打印的特技飞行器打破了一小时记录

谢菲尔德大学水星中心制造官詹姆斯·亨特(James Hunt)与AZoM谈论了开发3D打印特技飞行器的问题。2015年6月7日(周日)，布拉德利·威金斯爵士(Sir Bradley Wiggins)用它打破了一小时的世界纪录。

你能为我们的读者提供一个关于谢菲尔德大学水星中心历史的概述，并简要概述目前正在该机构进行的一些研究吗？

水星中心成立于2010年，部分资金来自ERDF基金(欧洲区域发展基金)，它汇集了大学内现有的净形状制造技术和先进特性的专业知识，辅以世界领先的基础材料知识。欧洲杯足球竞彩

目前的研究活动集中在开发新材料，使先进的制造方法，如增材制造(AM: AKA 3D打印)，金属注射成型(MIM)和火花等离子烧结的最佳优势欧洲杯足球竞彩。

视频资料:水星中心-创新材料和制造/YouTube欧洲杯足球竞彩

我们也在寻求优化流程，以确保它们是健壮的和可重复的，具有行业期望的一致性和质量。另一个感兴趣的领域是可用于高能量吸收和轻质结构的复杂晶格结构和金属泡沫。

周日晚上（2015年6月7日），布拉德利·维金斯爵士打破了世界一小时记录，他驾驶的Pinarello自行车安装了3D打印的空气动力学把手，这是在Mercury中心开发的。水星中心是如何参与该项目的？

虽然酒吧不是在水星中心设计的，但我们确实有一些投入，以优化制造过程的设计。该项目的首席设计师Dimitris Katsanis在Pinarello工作，他知道我们有能力通过AM制造大型结构部件，之前曾与F1车队和航空公司合作。

在非常受控制的赛道自行车比赛中，优化车手的空气动力学有多重要，例如试图打破小时记录？

空气动力学是这样一个尝试的重要组成部分，车手和自行车看到的空气阻力随着速度的增加呈指数级增加，所以你想走得越快，就会看到更多的空气阻力或阻力。

如果我们能将骑手置于最佳位置，并为零部件制作先进的空气动力学形状，从而将阻力降至最低，骑手的负担就会减轻。

图片来源：格雷厄姆·沃森

Dave Brailsford爵士是英国自行车协会的前绩效总监，也是天之队的现任总经理，他以倡导“边际收益聚合”的概念而闻名。你认为周日晚上在利谷公园，3D打印的aerobars给了布拉德利爵士多少“边际收益”？

这对我来说很难回答，因为我不知道所有的秘密方程式。管理车手和自行车周围的气流需要作为一个整体来考虑，因为空气流经一个部件的方式会影响现在湍流空气中后续部件的阻力。

图片来源：水星中心/谢菲尔德大学

由于车把是第一个推动空气的部件，所以这些部件尽可能好是非常重要的。更重要的是把车手放在理想的位置，因为车手通常贡献了总阻力的2/3。3D打印杆可以完全优化这两个因素。

为什么打破纪录的特技飞行器是用钛做的，而不是像自行车其他部分一样用碳纤维做的?

用碳纤维制造零件需要一个模具或工具组来创造形状，这些通常是用铝加工的，这可能是一个缓慢的过程。然后碳纤维需要被放置在模具中，通常用手，这是接下来的树脂注入和最后在一个高压釜中固化。所有这些都需要时间，从设计结束到组件可用需要几周的时间。

因此，任何需要进行的设计更改，即使是很小的更改，都是昂贵和耗时的。钛的3D打印使设计迭代的周转更加迅速，因为我们不需要制作工具集来创建形状。

目前，钛是通过3D打印制造这些部件的最佳材料，然而，人们正在研究使用碳纤维进行3D打印，碳纤维在硬度和重量方面可能会有更好的性能。

使用3D打印技术而非传统铸造方法生产车把的优势是什么？

再次，主要的好处是周转的速度，使用3D打印，我们可以开始生产组件，只要我们有CAD文件。与铸造，你将首先必须制造一个模具，这需要时间，是没有成本效率的一个组件，如这。

此外，3D打印可以让我们在正确的位置创建更复杂的形状，使它们尽可能轻。

布拉德利爵士的体型和骑行风格如何影响3D打印特技飞行器的设计?

这些棒材与传统制造的铝或碳纤维棒材没有太大区别。然而，根据赛道测试结果和设计应力分析，团队能够将材料准确放置在正确的位置，以提供所需的强度和刚度。布拉德利爵士倾向于在延长杆上以某种方式握住他的手，因此对这些部件进行了修改，使其更加舒适。

图片来源：水星中心/谢菲尔德大学

为什么要选择阿卡姆电子束增材制造机来制造特技飞行器?

Arcam EBM系统非常适合制造钛部件。它在真空环境下工作，所以在熔化过程中不会氧化粉末。

其次流程运行时热,在我们预热每一层粉融化,这意味着对于我们(Ti6Al-4V)使用的特殊合金微观组织演化过程中强和韧性而不需要热处理,如减压或解决方案退火,您可能需要从一个激光系统。

水星中心是否有进一步参与其他赛道或公路赛车项目的计划?

目前还没有计划，但我们一直渴望听到其他公司想利用这项技术。我们过去曾为其他本地自行车制造公司制造零部件，包括;新颖的座椅轨道设计，链环和后部脱落。所以这些部件很快就会出现在展厅的自行车上。

关于詹姆斯·亨特

在开发深度修复技术和业务开发之间，James能够利用他在广泛的工业部门和材料加工技术方面的广泛经验来找到最佳解决方案。欧洲杯足球竞彩

自1997年布鲁内尔大学材料科学专业毕业欧洲杯足球竞彩以来，欧洲杯线上买球詹姆斯在工业界花费了大量时间，获得了开发新产品和新工艺的商业压力和驱动力的第一手经验。