Des vélos électriques durables grâce à l'impression 3D et au titane

Les nœuds de moteur sont l'une des pièces les plus difficiles à fabriquer lorsqu'il s'agit de vélos électriques haut de gamme. Lorsque GSD Global s'est tourné vers Sandvik pour étudier la possibilité d'imprimer en 3D leurs nœuds en titane, ils ont été ravis de découvrir qu'ils pouvaient obtenir une solution plus légère, plus durable et beaucoup plus efficace sur le plan énergétique.

Pendant longtemps, les gens ont hésité à abandonner le confort de leur voiture pour leurs déplacements quotidiens. Mais avec la popularité croissante des vélos électriques, les choses commencent à changer. Cette évolution est plus que bienvenue si l'on considère que les émissions de carbone continuent d'augmenter et que le secteur des transports est le principal responsable de cette situation.

GSD Global est une société de conseil en ingénierie et en conception qui bénéficie d'une longue expérience dans la création de vélos électriques haut de gamme. L'organisation est dirigée par Zach Krapfl, un ingénieur en véhicules électriques basé à Paonia, dans le Colorado. Zach se consacre à la conservation de l'énergie au niveau mondial et à la réduction de la consommation de combustibles fossiles. Il a choisi de combiner les vélos, les véhicules électriques légers et les technologies d'énergie renouvelable appropriées comme catalyseur pour, selon ses propres termes, "l'amour de la terre et un peu de bonheur personnel aussi".

"J'ai remarqué que les personnes qui ont changé leur principal mode de transport pour des vélos électriques vivent plus sainement, sont plus heureuses et plus respectueuses de l'environnement", a-t-il déclaré lors d'une conférence sur l'avenir des transports donnée dans le cadre de TEDx.

Comme toute forme d'art, les vélos haut de gamme sont généralement fabriqués à la main pour satisfaire le palais spécifique d'un groupe cible composé de véritables connaisseurs. Zach Krapfl explique :

"Les vélos fabriqués à la main sont le type de produit qui va droit au cœur - ce sont des œuvres d'art au départ. Par conséquent, si nous pouvons fournir à ces fabricants de vélos haut de gamme un matériau qui permet à leurs vélos de durer de 10 à 20 ans et d'être plus économes en énergie, cela change la donne pour eux".

Le titane est difficile à usiner, mais plus facile à imprimer

GSD Global travaille pour divers OEM (fabricants d'équipements d'origine) de bicyclettes, la majorité de ses travaux de conception étant axés sur les vélos électriques. Depuis près de dix ans, GSD Global travaille en partenariat avec les systèmes de vélos électriques Bosch. Ensemble, ils ont participé à plusieurs salons du vélo en Amérique du Nord et témoignent du fait que, jusqu'à récemment, très peu de vélos électriques étaient présents sur la scène. Cela s'expliquerait en partie par le fait que les pièces en titane qui constituent par exemple le nœud du moteur, qui maintient le moteur électrique sur le cadre du vélo, sont très difficiles à usiner à l'aide de procédés tels que la commande numérique par ordinateur (CNC) - et coûteuses de surcroît. Lorsque GSD Global s'est tourné vers Sandvik pour étudier la possibilité d'imprimer en 3D leurs composants en titane, ils ont été ravis de découvrir qu'en développant la conception des nœuds du moteur et en les adaptant à la fabrication additive, ils pouvaient en fait réduire leurs coûts jusqu'à 75 pour cent.

"C'est à ce moment-là que nous avons réalisé que nous étions sur la bonne voie, non seulement parce qu'elle était financièrement réalisable, mais aussi parce qu'elle permettait des améliorations substantielles en termes de qualité et d'efficacité énergétique", explique Zach.

Avantages en matière de développement durable

En fournissant à ses OEM des nœuds de moteur en titane, imprimés en 3D par Sandvik, GSD Global peut leur permettre de créer les vélos électriques idéaux qui non seulement coûteront moins cher et seront donc de plus en plus vendables, mais dureront aussi beaucoup plus longtemps. Outre la faisabilité financière, les possibilités offertes par la combinaison de la poudre de titane et de la fabrication additive présentent plusieurs autres avantages en termes de durabilité, par exemple en rendant les vélos plus légers et donc plus efficaces sur le plan énergétique.

"Nous voulions vraiment ajouter les avantages matériels du titane à nos systèmes de propulsion électrique haut de gamme pour les vélos électriques", explique Zach Krapfl avant de continuer à expliquer quelques-uns des avantages qu'il identifie dans les propriétés matérielles du titane - comme le fait qu'il soit extrêmement résistant à la fatigue et capable d'assurer la légèreté et la longévité.

Après avoir commencé par les nœuds du moteur, que Zach Krapfl considère comme l'une des pièces les plus difficiles à fabriquer, il n'y a plus qu'à aller de l'avant.

"Nous sommes très enthousiastes à l'idée de partager cette expérience avec de nombreuses marques et d'ajouter de plus en plus de pièces additives à l'avenir", poursuit Zach avant de conclure ;

"Et je suis impatient de voir toutes les nouvelles poudres métalliques Osprey® de Sandvik à l'avenir - en particulier dans leur nouvelle usine de poudres de titane en Suède".

En savoir plus

• En savoir plus sur les possibilités offertes par la fabrication additive sur additive.sandvik
• En savoir plus sur la poudre de titane Osprey® sur metalpowder.sandvik