Biciclette elettriche sostenibili con stampa 3D e titanio

I nodi motore sono una delle parti più difficili da produrre quando si tratta di biciclette elettriche di alta gamma. Quando GSD Global si è rivolta a Sandvik per studiare la possibilità di stampare in 3D i propri nodi in titanio, è stata entusiasta di scoprire che avrebbe potuto ottenere una soluzione più leggera, più resistente e molto più efficiente dal punto di vista energetico.

Per molto tempo le persone hanno esitato a rinunciare alla comodità dell'auto per i loro spostamenti quotidiani. Ma con la crescente popolarità delle biciclette elettriche (e-bike), le cose stanno iniziando a cambiare. Questo è più che benvenuto se si considera che le emissioni di carbonio sono ancora in aumento e il settore dei trasporti è il principale responsabile di questo fenomeno.

GSD Global è una società di consulenza ingegneristica e di design con una lunga esperienza nella creazione di biciclette elettriche di alta qualità. A capo dell'organizzazione c'è Zach Krapfl, un ingegnere di veicoli elettrici con sede a Paonia, Colorado. Zach si dedica alla conservazione dell'energia a livello globale e alla riduzione del consumo di combustibili fossili e sceglie di combinare biciclette, veicoli elettrici leggeri e tecnologie appropriate per le energie rinnovabili come catalizzatore per, secondo le sue parole, "l'amore per la terra e anche un po' di felicità personale".

"Ho notato che le persone che hanno cambiato il loro principale mezzo di trasporto con le biciclette elettriche vivono in modo più sano, più felice e più ecologico", ha detto durante una conferenza sul futuro dei trasporti per TEDx.

Come ogni forma d'arte, le biciclette di alta gamma sono tipicamente realizzate a mano per soddisfare il palato specifico di un gruppo target composto da veri intenditori di biciclette. Zach Krapfl spiega che:

"Le biciclette fatte a mano sono il tipo di prodotto che arriva dritto al cuore: sono pezzi d'arte, tanto per cominciare. Quindi, se riusciamo a fornire a questi produttori di biciclette di fascia alta un materiale in grado di far durare le loro biciclette 10-20 anni e di renderle più efficienti dal punto di vista energetico, per loro si tratta di una svolta".

Il titanio è difficile da lavorare, ma più facile da stampare

GSD Global lavora per diversi OEM (produttori di apparecchiature originali) di biciclette, e la maggior parte del suo lavoro di progettazione si concentra sulle biciclette elettriche. Per quasi un decennio ha collaborato con i sistemi per biciclette elettriche di Bosch. Insieme, hanno partecipato a diverse fiere ciclistiche del Nord America e testimoniano che fino a poco tempo fa le biciclette elettriche erano pochissime. In parte si pensa che la spiegazione sia da ricercare nel fatto che le parti in titanio che, ad esempio, costituiscono il nodo motore, che tiene il motore elettrico sul telaio della bicicletta, sono molto difficili da lavorare con processi come il CNC - e per di più costosi. Quando GSD Global si è rivolta a Sandvik per studiare la possibilità di stampare in 3D i propri componenti in titanio, è stata entusiasta di scoprire che, sviluppando il design dei nodi motore e adattandoli alla produzione additiva, avrebbe potuto ridurre i costi fino al 75%.

"A questo punto ci siamo resi conto di essere sulla strada giusta, che non solo si sarebbe rivelata finanziariamente fattibile, ma che avrebbe consentito un miglioramento sostanziale in termini di qualità ed efficienza energetica", spiega Zach.

Vantaggi per la sostenibilità

Fornendo ai propri OEM nodi motore in titanio, stampati in 3D da Sandvik, GSD Global può consentire loro di creare biciclette elettriche ideali che non solo costeranno meno e saranno quindi sempre più vendibili, ma dureranno anche molto più a lungo. Oltre alla fattibilità finanziaria, le opportunità che derivano dalla combinazione della polvere di titanio con la produzione additiva offrono numerosi altri vantaggi in termini di sostenibilità, ad esempio rendendo le biciclette più leggere e quindi più efficienti dal punto di vista energetico.

"Volevamo davvero aggiungere i vantaggi materiali del titanio ai nostri sistemi di propulsione elettrica di fascia alta per le e-bike", afferma Zach Krapfl, prima di continuare a spiegare alcuni dei vantaggi che individua nelle proprietà del materiale del titanio, come l'estrema resistenza alla fatica e la capacità di fornire leggerezza e longevità.

Dopo aver iniziato con i nodi del motore, definiti da Zach Krapfl come una delle parti più difficili da produrre, non si può che salire.

"Siamo entusiasti di poter condividere questo progetto con molti marchi e di iniziare ad aggiungere sempre più parti additive in futuro", continua Zach prima di concludere;

"E non vedo l'ora di vedere tutte le nuove polveri metalliche Osprey® di Sandvik in futuro, soprattutto dal loro nuovo impianto di polveri di titanio in Svezia".

Per saperne di più

• Per saperne di più sulle possibilità offerte dalla produzione additiva, visitare il sito additive.sandvik
• Per saperne di più sulla polvere di titanio Osprey®: metalpowder.sandvik