3Dプリント技術で生まれ変わる自転車の未来

トポロジー最適化と3Dプリントがもたらす自転車デザインの革新

自転車の形状は、伝統的な技術では単一で特徴に欠けるものが多いです。しかし、3Dプリント技術の導入により、トポロジー最適化後の自転車は、より軽量なデザインを持ち、高い金型コストを排除し、一つのデザインで一つ、あるいは複数のデザインで一つを生産する産業モードを実現しました。

「Sprout」の自転車は、トポロジー最適化を用いて自転車の構造を最適化し、最適化されたモデルを基にデザインを行います。最終的には、高密度のナイロン素材を用いて3Dプリントで自転車モデルを製作します。この自転車のサイズは、長さ1630mm、幅600mm、高さ832mmとなっています。

この自転車の製作には、専門的なデザインシステムを用いて自転車フレームのトポロジー最適化を行い、その結果に基づいてフレームプロトタイプの最適化を行います。トポロジー最適化後の自転車フレームは、材料構造の分布を合理的に計画し、材料の量を減らすだけでなく、エネルギー消費率と排気中の有害物質の排出を減らします。

このプロジェクトは、2021年3月に開始され、2021年5月に終了しました。プロジェクトの期間は2ヶ月で、場所は中国湖北省武漢市でした。このデザイン研究の最大の課題は、自転車のトポロジー最適化でした。これは、静力学などの関連力学を含む全く新しい領域であり、全く新しい挑戦でした。

「Sprout」は、その革新的なアプローチと実用性により、2022年のA' 3D Printed Forms and Products Design Awardで鉄賞を受賞しました。これは、プロフェッショナルで産業要件を満たすように設計され、業界のベストプラクティスと適切な技術特性を統合し、達成感とポジティブな感情を提供し、より良い世界に貢献する作品に授与されます。