Parti di bici elettriche stampate in 3D
I pezzi di ricambio per le biciclette elettriche non sono sempre disponibili. Uno studio mostra che le parti danneggiate possono essere prodotte in modo additivo.
In considerazione del crescente volume di traffico e dei severi obiettivi di protezione del clima, l’elettromobilità sta diventando sempre più importante. Le e-bike in particolare offrono alternative quotidiane alle auto su strada. Già nel 2021, le vendite di biciclette elettriche in Germania hanno raggiunto la soglia dei due milioni. Gli esperti presumono addirittura che in futuro ogni seconda bicicletta venduta sarà una bicicletta elettrica. Tuttavia, a causa del gran numero di fornitori e dell’ulteriore sviluppo dei modelli, può capitare che i pezzi di ricambio non siano disponibili e la bici elettrica diventi una perdita totale per il guasto di un componente.
Pezzi di ricambio della stampante 3D
Allora perché non produrre semplicemente pezzi di ricambio dalla stampante 3D? »AddRE-Mo« ha risposto a questa domanda. Il progetto di ricerca finanziato dal BMBF rappresenta un processo industriale per il ricondizionamento di vecchi pezzi – rigenerazione additiva nell’elettromobilità. Durante il triennio del progetto, un gruppo di aziende e istituti di ricerca ha perseguito l’obiettivo di dimostrare la fattibilità tecnica della rigenerazione dei componenti delle biciclette elettriche e dell’implementazione dell’intera catena di processo, costituita da smontaggio, pulizia, collaudo, smistamento, rimessa a nuovo, sostituzione e rimontaggio – in una rete di conservazione del valore.
Ricostruzione additiva di componenti di biciclette elettriche
A tal fine, il Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA, insieme alla società Electric Bike Solutions, ha esaminato più da vicino i componenti dei motori per biciclette elettriche di produttori affermati. Gli esperti hanno esaminato gli elenchi delle parti dei tipici motori per biciclette elettriche e hanno verificato la probabilità di guasto delle parti. Hanno quindi studiato se e in quali condizioni i pezzi di ricambio come ingranaggi e bracci di reazione possono essere prodotti in modo additivo. A seconda della geometria dei componenti, gli scienziati hanno ottenuto i dati necessari per la produzione additiva, poiché la stampa 3D è nota in termini tecnici, sia attraverso la modellazione 3D che la digitalizzazione 3D. Nella fase successiva, hanno selezionato materiali e processi additivi, a seconda di se i metalli o la plastica fossero più adatti per la produzione e i pezzi di ricambio. Insieme all’azienda cirp, Fraunhofer IPA ha infine prodotto i componenti e ne ha testato la durata, il livello di rumorosità e la resistenza alla temperatura in banchi di prova appositamente sviluppati.
Con il rimontaggio e il test in condizioni operative reali, è stato possibile dimostrare la fattibilità tecnica e la durata. I risultati della ricerca mostrano che i singoli componenti possono essere prodotti in modo additivo e utilizzati in modo sostenibile. La sfida dell’elevato numero di varianti e della mancanza di standardizzazione dei componenti delle biciclette elettriche può essere superata anche con l’aiuto della rigenerazione additiva. Questo processo offre quindi il potenziale per aumentare la riciclabilità nel settore delle biciclette elettriche e ridurre lo spreco di risorse.
© Cluster Tecnologico Ambientale Bavaria eV
I risultati sono disponibili nella brochure dello studio
»AddRE-Mo« è terminato a settembre 2022 dopo un periodo di oltre tre anni. I risultati del progetto sulla produzione additiva di pezzi di ricambio sono stati pubblicati nell’opuscolo di studio “Additive Remanufacturing in the Electric Bike Industry”, pubblicato da Fraunhofer IPA insieme alle società cirp ed Electric Bike Solutions.
Il progetto è stato finanziato con il finanziamento numero 033R234A dal Ministero federale dell’istruzione e della ricerca nell’ambito della misura “Economia circolare efficiente sotto il profilo delle risorse – Cicli di prodotti innovativi (ReziProK)” nel programma quadro “Ricerca per lo sviluppo sostenibile – FONA3”. Il gruppo di progetto di innovazione di processo presso Fraunhofer IPA ha guidato il consorzio del progetto. Electric Bike Solutions GmbH, cirp GmbH, associazione di supporto per il cluster di tecnologia ambientale di Bavaria e. V. e Wuppertal Institute for Climate, Environment, Energy gGmbH sono stati coinvolti come partner.
