2013年，Empire自行车公司和Renishaw为自行车领域的3D打印技术应用铺平了道路，但是接下来发生了什么？

与3D打印机制造商Renishaw合作的产品——Empire自行车公司的MX-6 Evo成为了世界上第一款完全由3D打印方式制成的钛合金材质自行车。它是在2013年制造出来的，为后来成为自行车生产工艺中最重要的技术之一奠定了基础。在当年，Hope HB.T场地车的问世使得英国队获得了七枚奥运奖牌，这款突破性的场地车也引起了人们的关注。

Renishaw和Empire自行车公司合作，优化了MX-6 Evo的管材设计，以适应3D增材打印技术，这样的改进声称使得重量减少了33%，且没有牺牲任何强度。

这并不是Empire第一次使用创新的制造技术——早在2007年，铝合金材质的AP-1速降自行车就已经问世，当时焊接技术还是常态，碳纤维材料尚未进入山地速降领域。但MX-6 Evo让这个品牌声名鹊起，推动了自行车领域的3D打印技术的发展。

一款超时代的3D打印奇迹

增材打印技术意味着这款自行车的部件是通过将材料层层叠加而成的，由Renishaw的AM250机器“打印”出来。最初，Renishaw和Empire自行车公司约定先3D打印自行车的座管，但在成功试验了这一部分后，两家公司决定尝试打印整个车架。

这款3D打印机的打印高度限制为300毫米，因此自行车架需要分段打印，然后再进行粘合。车架由独立的头管、上管、减震器支架、下管和五通组成，这些部分使用Mouldlife胶水粘合在一起。

为了使粘合足够结实，车架的各个部分采用了榫卯设计，较小的管段会“滑入”到较大开口中插牢。

车架改版变得容易

这种生产技术不依赖于碳纤维中使用的昂贵模具，或铝合金车架设计中使用的夹具和工具，因此车架设计的更改可以快速且具低成本地进行。如果自行车的几何结构需要更新或按照特定骑行者的需求进行定制，完全可以在不重新修改整个制造过程的情况下实现微调。这一前景非常吸引人，Atherton Bikes对此深有共鸣。

每个型号提供不少于22种标准尺寸——如果需要，还可以提供定制几何结构——这是3D打印自行车车架的一大优势。

成品轻巧且强韧

根据Renishaw的说法，3D打印的钛合金密度高于铝合金（钛合金4克/立方厘米，铝合金3克/立方厘米）。乍一看，这意味着3D打印的钛合金自行车会比铝合金自行车重。然而，通过巧妙的设计过程，利用3D打印机能够创造的复杂形状，可以去除任何不影响自行车强度的材料，减少用料，从而在整体重量上大幅度减少，相比铝合金车架反而减轻了重量。

在MX-6 Evo项目中，Empire和Renishaw通过将焊接管改为3D打印的钛合金，使车架的整体重量从2100克减轻了惊人的700克，降至1400克。

不过，车架的强度并没有受到削弱。MX-6 Evo经过测试并且通过了EN 14766标准（1200N的力经过50,000次循环），但这两个品牌希望更进一步。即使在测试中达到标准的六倍，车架依旧没有出现损坏，这表明钛合金的900 MPa（兆帕）抗拉强度完全能够胜任。

此外，3D打印的钛合金材料密度约为99.7%，远高于之前Empire Cycles所使用的铸造金属。

为什么没在市场上成功？

这很难说，但我们知道，Empire Cycles于2020年9月22日解散，彼时正值新冠疫情期间。尽管疫情不太可能是Empire解散的直接原因，因为该品牌的最后一条社交媒体动态是在六年多前发布的。尽管品牌网站仍在运营，这表明在2020年前公司的经营方面早已有不祥之兆。

虽然从未有机会购买3D打印的Empire自行车，但该品牌对创新制造技术的投资为其他品牌创造自己的3D打印自行车铺平了道路，首先是Robot Bikes，现在是Atherton Bikes，其高评价的AM.130和A.150型号。其他制造商，包括Pivot的Phoenix DH自行车原型和Specialized原型Demo，也利用3D打印技术来原型开发新型号，因此Empire与Renishaw的合作确实走在了时代的前面。

责任编辑：Ting