APWorks Light Rider: 3D geprint motorframe

Heb je altijd al op een 3D geprinte e-motor willen rijden? Dan kun je nu je slag slaan. APWorks, de innovatiedochter van Airbus, heeft als eerste een frame van een elektrische motorfiets 3D geprint, de Light Rider. Op een EOS M290 en de grote EOS M400 slm-machine. Als materiaal is Scalmalloy gebruikt. APWorks laat vooral zien welke gewichtsbesparingen mogelijk zijn dankzij bionische structuren.

De kracht van additive manufacturing is dat heel nieuwe designs mogelijk zijn, zoals bionische structuren. Die kun je met andere technieken niet of nauwelijks maken. Designs gebaseerd op de natuur leveren sterke structuren op, met minimaal materiaalgebruik en minimaal gewicht. En dan bereik je met additive manufacturing het meeste resultaat: hoe minder materiaal er nodig is, des te sneller een product klaar is, des te lager de kosten.

Ontwerp van bionische structuur via generative design op basis van gebruiksscenario’s

Het frame van de Light Rider weegt slechts 6 kilo, 30% minder dan een conventioneel geproduceerd frame voor een motorfiets in deze klasse. Het ontwerp is, net zoals APWorks eerder al een vliegtuigwand creëerde, tot stand gekomen op basis van een algoritme, generative design. De verschillende rijscenario’s voor een elektrische motorfiets hebben als uitgangspunt gediend en aan de hand van deze criteria heeft de designsoftware zelf een bionische structuur ontworpen. Deze is verder geoptimaliseerd om het gewicht zo laag als mogelijk te houden, met maximale stijfheid en sterkte om de belastingen van het dagelijks gebruik van de motorfiets aan te kunnen. Het frame lijkt meer op een organische exoskeleton dan op een motor, maar dat is vanaf het begin de bedoeling geweest. Doordat het frame hol is, kan men kabels door het frame leiden. Ook bevestigingsvlakken voor andere componenten van de motorfiets zijn direct meegeprint.

Beperkingen conventionele technieken verdwijnen

Joachim Zettler, CEO van APWorks, ziet deze motorfiets als het voorbeeld van wat additive manufacturing mogelijk maakt. “De complexe holle structuren hadden we op geen enkele manier kunnen maken als we conventionele technieken zoals frezen en lassen zouden hebben gebruikt. De vooruitgang in additive manufacturing die we geboekt hebben, stelt ons in staat om deze bionische structuren te produceren. Met deze technologieën verdwijnen de beperkingen van conventionele productietechnieken.” Zettler bedoelt dan niet alleen het lasersmelten van het materiaal om zo laag voor laag het frame op te bouwen maar eveneens de totaal nieuwe generatieve designmethodieken.

Geprint met Scalmalloy

APWorks, dat onlangs de eerste Metalfab1 van Additive Industries in gebruik heeft genomen, heeft het frame geprint op twee slm-machines van EOS: de M290 en de M400, de grote, meer op de industrie gerichte metaalprinter van het Duitse bedrijf. Als materiaal is Scalmalloy gebruikt. Dit is een nieuwe legering die APWorks zelf heeft ontwikkeld. Het is een corrosie resistente aluminiumlegering met praktisch de sterkte van titanium. Een van de belangrijke voordelen, naast gewichtsbesparing, is dat het goede mechanische eigenschappen combineert met een extreem hoge ductiliteit. Het oppervlak van de 3D geprinte onderdelen is alleen nog nabewerkt met parelstralen om de ruwheid te verbeteren. Het frame is in meerdere onderdelen geprint. Deze onderdelen zijn naderhand met WIG-lassen aan elkaar gemaakt.

50 Light Riders in productie

De motor is voorzien van een 6 kW elektromotor en heeft een maximum snelheid van 80 km/uur. In 3 seconden zit je op 45 km / uur. Met een acculading heeft de Light Rider een actieradius van 60 km. Inclusief de elektromotor en alle andere componenten, weegt de motor 35 kilo. APWorks gaat er 50 stuks van produceren. Wie nu 2.000 euro betaalt, kan zich verzekeren van een van deze 50 3D geprinte Light Riders. Naderhand moeten dan de resterende 48.000 euro worden betaald. Want dat kost de Light Rider in totaal: 50.000 euro, exclusief BTW.