世界首輛3D打印CFRTP自行車
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圖1?一體成型3D打印CFRTP自行車
雖然有很多自行車制造商都已經使用3D打印技術來生產自行車零件，但是沒有任何一種自行車的整個車架都由單件材料（碳纖維）制成。美國一家生產輕質、抗沖擊自行車和電動自行車的品牌Superstrata，利用新進的碳纖維復合材料和創新的3D打印技術，而且每輛車都是按照用戶的尺寸要求和騎乘風格而訂制。這款自行車因此被認為是世界上第一輛一體式碳纖維3D打印自行車。
按照18種精確的身材尺寸測量值，每個車架都單獨打印，能適應1.4m到2.2m的車手騎行。
圖2?量身定制每一輛自行車
自行車的整體框架是通過3D打印連續碳纖維熱塑性塑料制成的，這種材料比目前市場上的任何傳統碳纖維框架都要堅固。熱塑性材料的使用不僅使自行車更堅固、更耐沖擊，而且重量更輕，Superstara的重量僅為1.27千克。
圖3?一體成型車架
基于對在下一代飛機上才能見到的熱塑性碳纖維復合材料類型的應用，該公司令復合材料的構建過程更加現代化，有這種專有的復合材料3D打印技術制造的一體式碳纖維車架，要比芳綸纖維更強，比兩瓶水更輕。強度/重量比是鋼的61倍，且看沖擊性能更好。
據說這種一體式車架結構的強度與動力輔助推進的耐力相匹配。3D打印的碳纖維車輪也非常適合這種碳纖維自行車。由于能夠提供從人行道到小路行駛的多功能性，因此Superstrata非常適合在開放的道路及封閉的道路上行駛。
圖4?碳纖維復合材料車輪
整輛Superstrata未使用膠水、接頭和螺栓，僅使用了不會分離的連續碳纖維熱塑性復合材料。這使其重量與其他高端碳纖維自行車相近，并確保了構建過程不會產生失效。
圖5?3D打印一體成型
產品亮點 ? 超輕便
碳纖維的比重約為1.5到2.0克每立方厘米（不到鋼的四分之一），相對于大部分金屬材料都要小很多，即便很輕的鋁（比重約為2.7克每立方厘米）也要比碳纖維高出很多。因此，使用碳纖維制成的車架，比鈦制或鋁制的車架要輕得多。
據官方數據顯示，Superstrata 的標準重量僅為2.8磅（約1.3千克），這個質量基本上和兩瓶水的質量相似。
無論是專業的騎手還是業余愛好者，這一點優勢都是一個福音，車身質量的降低，意味著騎行更加省力。
圖6?碳纖維熱塑性復合材料自行車
堅固無比
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該車型的車架通過使用的連續碳纖維3D打印技術進行框架整體的生產，這意味著不需要將不同的自行車組件固定在一起所需的螺絲、膠水、焊接工藝等。如此以來，該車架比傳統碳車架堅固許多倍，更耐沖擊。
圖7?與傳統車架的比較
此外，由于每件都是單件印刷，而不是像許多碳纖維車架那樣被粘在一起，因此這種自行車車架具有極強的“抗沖擊性”。
對于自行車業余愛好者來說，極強的抗沖擊性可能不太重要， 但對于專業的騎手或者喜歡競速的騎手來說，這個優勢和第一點同等重要。
曾兩次參加奧運會的前奧運選手和賽車紀錄世界紀錄保持者Sky Christopherson表示：“我的奧運自行車輕巧，但用力推或撞到會破裂。擁有一輛像其他碳纖維自行車一樣輕便但真正堅韌的自行車，這是夢想成真。”因此，Sky Christopherson和其他專業騎手都非常關注這批自行車的生產。
在線定制
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該車型的車架和前叉經過3D打印定制，每件均為一件，可以定制適合4'7“至7'4”的騎手，每個車架使用18種不同的測量值作為基礎。
Superstrata可以根據購車者的身高、體重、手臂和腿部的長度以及騎行姿勢等因素，提供超過250,000個獨特的組合。
Superstrata在2020年底推出了Superstrata商店，可在其網上商店直接訂購。
Superstrata商店采用Superstrata Studio，這是一個定制配置平臺。該系統允許購買者輸入自己想要的尺寸、喜歡的風格、所需的顏色/設計和組件級別，以配置自己的個性化自行車。
此外，公司還在它的官方門戶網站上推出了定制產品和高級在線配置器，以滿足客戶的定制化需求。
超快速定制
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以往的物品定制，小到生日禮品大到汽車，購買者都需要很長時間，而且物件越大越復雜需要的時間越長。
而Superstrata采用3D打印技術生產，比傳統的定制工藝要節約很多時間，而且利用AREVO的DED 3D打印工藝，還可以對自行車進行大量定制。
客戶發送他們的測量結果，Superstrata將3D打印自行車到輻條，每幀制作大約需要10個小時，大大減少了用戶等待的時間。
炫酷外觀
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該車型的車架由屢獲殊榮的自行車設計師比爾·斯蒂芬斯（Bill Stephens）設計，車架是一體成型的且沒有下潛管，這使得車架整體看起來很是炫酷。
此外，自定義車架可以適應不同的騎行風格（賽車，街道，碎石或旅行），有一輛獨屬于自己風格的自行車，想想都很是欣慰。
與傳統的自行車相比，Superstrata無疑使人眼前一新，也給自行車行業帶來了巨大的轉變。
來源：前沿材料
原文始發于微信公眾號（艾邦復合材料網）：5大亮點！世界首創！3D打印碳纖維熱塑性復合材料自行車