Perché una guarnitura è un buon banco di prova per il metal AM
Nel metal additive manufacturing (AM) si parla spesso di alleggerimento e libertà geometrica, ma il passaggio dalla “bella parte” al componente ripetibile richiede controllo di processo, costi tracciabili e post-lavorazioni integrate. Una guarnitura/insieme manovella è un caso particolarmente impegnativo: deve trasferire coppia, resistere a urti e carichi alternati, mantenere tolleranze su interfacce critiche (pedale, perno, attacco corona) e superare prove di fatica definite da norme di sicurezza per biciclette e sotto-assiemi.
Le aziende coinvolte e l’obiettivo tecnico
Alugear (produttore di componenti bici ad alte prestazioni con base in Polonia) ha scelto di sviluppare una guarnitura di fascia alta partendo da un requisito chiaro: ridurre massa senza scendere a compromessi sulla durabilità. Per farlo ha coinvolto Materialise non solo come service di stampa, ma come partner per rendere “serializzabile” l’intera catena: progettazione orientata alla produzione, simulazione, definizione dei parametri e validazione. Il prodotto citato nel caso studio è la Stellar Ti, una guarnitura in titanio che combina stampa 3D metallo e lavorazioni CNC.
Il dato chiave: massa e resistenza a fatica
Nel materiale pubblicato da Materialise e nelle riprese stampa del caso, viene indicato che le pedivelle/il set nella configurazione più leggera arriva a 345 g e che il componente ha superato oltre 100.000 cicli di fatica nell’ambito delle prove ad alto carico legate ai requisiti ISO per biciclette (il riferimento ricorrente è ISO 4210). Il valore di progetto non è solo “quanto pesa”, ma come mantenere quel peso con un processo ripetibile, evitando derive dimensionali e difetti che possono impattare la fatica.
Scelta geometrica: pareti sottili, interno cavo, pezzo unico
La strategia di alleggerimento descritta ruota attorno a una geometria in titanio con pareti sottili e anima cava, in modo da togliere materiale dove non serve e mantenerlo dove i casi di carico lo richiedono. Un altro punto centrale è la consolidazione: realizzare il componente come pezzo unico, eliminando la necessità di saldature (e relativi punti potenzialmente critici in termini di qualità e certificazione).
Simulazione e controllo delle deformazioni: il ruolo di Materialise Magics
Per passare dal concept alla produzione, Alugear e Materialise hanno lavorato su un equilibrio che, nella pratica industriale, è sempre “multi-variabile”: proprietà meccaniche, prestazioni, progettazione per post-processo, costo, orientamento di costruzione e parametri di stampa. Nel caso studio viene citato l’uso delle funzioni di simulazione in Materialise Magics per stimare le deformazioni post-stampa, calibrare il software sui parametri reali e ottimizzare in modo iterativo fino a mantenere i pezzi “in specifica” rispetto alle tolleranze richieste dalla successiva lavorazione CNC.
Dal prototipo al flusso seriale: FAI, audit e piattaforma di build “ad hoc”
Un elemento spesso trascurato negli articoli divulgativi è la fase “di sistema”: controlli iniziali e qualifiche. Materialise descrive un avvio con First Article Inspection (FAI) e verifiche/audit di produzione, citando il proprio centro metalli di Brema. Una volta validata la direzione, viene realizzata una piattaforma di costruzione con nesting dedicato, pensata per qualità e mix produttivo: in questa configurazione Alugear può stampare quattro lunghezze della pedivella in un’unica build, con l’obiettivo di ottenere caratteristiche ripetibili e scalare.
Perché ISO 4210 conta (anche quando si parla di componenti)
ISO 4210 è una famiglia di norme che definisce requisiti di sicurezza e prestazione per varie categorie di biciclette e metodi di prova per sottoinsiemi. Il messaggio operativo, per chi progetta componenti, è che la conformità non è un’etichetta: implica test e criteri (tra cui prove su sistemi di trasmissione/manovella) che guidano la progettazione a fatica, l’analisi dei carichi e la validazione dei materiali e dei processi. In questo caso, l’obiettivo dichiarato è proprio legare l’alleggerimento al superamento dei requisiti di prova, non a un prototipo “da vetrina”.
CNC, interfacce e indicazioni d’uso: cosa emerge dalla scheda prodotto
Nella scheda della ALUGEAR Stellar Ti vengono richiamati aspetti pratici che aiutano a capire perché la CNC è parte della storia: uniformità superficiale, geometrie e spigoli/linee di lavorazione come firma di prodotto, e compatibilità con standard diffusi (ad esempio interfacce direct mount e supporto a spider powermeter con attacco a 8 bulloni; vengono citati marchi come Quarq, Sigeyi, Magene). La stessa pagina riporta anche indicazioni di coppia per bulloni e pedali, e una produzione dichiarata tra Polonia e Germania: segnali di un prodotto pensato per essere montato e mantenuto con procedure chiare.
Cosa lascia in eredità questo caso studio
Il punto interessante, per chi segue la stampa 3D metallo, è meno “la forma” e più il percorso: co-progettazione con vincoli di test, simulazione per gestire la stabilità dimensionale, definizione di nesting e build orientati alla ripetibilità, e integrazione della post-lavorazione CNC come fase progettata e non subita. È una traccia utile per altri componenti ciclistici (e non solo) dove l’AM ha senso quando porta consolidazione, riduzione massa mirata e soprattutto controllo di processo.
