E-bikes sustentáveis com impressão 3D e titânio

Os nós do motor são uma das peças mais difíceis de fabricar quando se trata de bicicletas elétricas premium. Quando a GSD Global procurou a Sandvik para investigar a possibilidade de imprimir em 3D seus nós em titânio, eles ficaram entusiasmados ao descobrir que poderiam obter uma solução mais leve, mais durável e muito mais eficiente em termos de energia.

Por muito tempo, as pessoas hesitaram em abrir mão do conforto de seus carros em seus deslocamentos diários. Mas com a crescente popularidade das bicicletas elétricas (e-bikes), as coisas estão começando a mudar. Isso é mais do que bem-vindo, considerando que as emissões de carbono ainda estão aumentando - e o setor de transporte é o principal contribuinte para esse fato.

A GSD Global é uma empresa de consultoria em engenharia e design com longa experiência na criação de bicicletas eletrônicas premium. À frente da organização está Zach Krapfl, um engenheiro de veículos elétricos baseado em Paonia, Colorado. Zach se dedica à conservação global de energia e à redução do consumo de combustíveis fósseis e opta por combinar bicicletas, veículos elétricos leves e tecnologias apropriadas de energia renovável como um catalisador para, em suas próprias palavras, "amar a terra e um pouco de felicidade pessoal também".

"Percebi que as pessoas que mudaram seu principal meio de transporte para bicicletas elétricas estão levando uma vida mais saudável, mais feliz e mais ecológica", disse ele, durante uma palestra sobre o futuro do transporte para o TEDx.

Como em qualquer forma de arte, as bicicletas de alta qualidade são normalmente feitas à mão para satisfazer o paladar específico de um grupo-alvo composto por verdadeiros conhecedores de bicicletas. Zach Krapfl explica:

"As bicicletas feitas à mão são o tipo de produto que vai direto ao coração - para começar, são peças de arte. Portanto, se pudermos fornecer a esses fabricantes de bicicletas de alto padrão um material que faça com que suas bicicletas durem de 10 a 20 anos e sejam mais eficientes em termos de energia, isso mudará o jogo para eles."

O titânio é difícil de usinar, mas é mais fácil de imprimir

A GSD Global trabalha com vários OEMs (fabricantes de equipamentos originais) de bicicletas, sendo que a maior parte de seu trabalho de design se concentra em bicicletas elétricas. Há quase uma década, a empresa tem feito parceria com os sistemas de bicicletas elétricas da Bosch. Juntos, eles participaram de várias feiras de bicicletas na América do Norte e testemunharam que, até recentemente, havia muito poucas bicicletas elétricas presentes no cenário. Acredita-se que parte da explicação seja o fato de que as peças de titânio que, por exemplo, constituem o nó do motor, que prende o motor elétrico ao quadro da bicicleta, são muito difíceis de usinar usando processos como CNC - e, além disso, são caras. Quando a GSD Global procurou a Sandvik para investigar a possibilidade de imprimir em 3D seus componentes de titânio, eles ficaram entusiasmados ao descobrir que, ao desenvolver o design dos nós do motor e adaptá-los para serem fabricados aditivamente, eles poderiam reduzir seus custos em até 75%.

"Foi quando percebemos que estávamos diante de algo que não só seria financeiramente viável, mas também possibilitaria uma melhoria substancial em termos de qualidade e eficiência energética", diz Zach.

Vantagens de sustentabilidade

Ao fornecer aos seus OEMs nós de motor de titânio, impressos em 3D pela Sandvik, a GSD Global pode permitir que eles criem as bicicletas eletrônicas ideais que não apenas custarão menos e, portanto, serão cada vez mais vendáveis, mas também durarão muito mais. Além da viabilidade financeira, as oportunidades que derivam da combinação do pó de titânio com a manufatura aditiva também oferecem várias outras vantagens em termos de sustentabilidade, por exemplo, tornando as bicicletas mais leves e, portanto, mais eficientes em termos de energia.

"Nós realmente queríamos acrescentar as vantagens materiais do titânio aos nossos sistemas de propulsão elétrica de ponta para bicicletas elétricas", diz Zach Krapfl, antes de continuar a explicar algumas das vantagens que ele identifica nas propriedades materiais do titânio, como o fato de ser extremamente resistente à fadiga e capaz de proporcionar leveza e longevidade.

Tendo começado com os nós do motor, mencionados por Zach Krapfl como uma das peças mais difíceis de fabricar, não há outro caminho a não ser subir.

"Estamos muito animados para compartilhar isso com muitas marcas e começar a adicionar mais e mais peças aditivas no futuro", continua Zach antes de concluir;

"E mal posso esperar para ver todos os novos pós metálicos Osprey® da Sandvik no futuro - especialmente de sua nova fábrica de pós de titânio na Suécia."

Saiba mais

• Leia mais sobre as possibilidades da manufatura aditiva em additive.sandvik
• Leia mais sobre o pó de titânio Osprey® em metalpowder.sandvik