在 MotoGP™ 摩托车比赛的高强度世界中，技术改进可以产生巨大影响。赢得比赛的 Moto2 车队 TransFIORmers 正在非常规前悬架系统中使用尖端的增材制造（金属 3D 打印）技术，以获得显着的竞争优势。
背景
MotoGP世界锦标赛骑的摩托车很特别；一般民众买不到，也不能在公共道路上使用。作为原型赛车，它们是定制的，以超越竞争对手并最大限度地提高赛道性能。
Moto2 是三个 MotoGP 级别中的第二个，创建于 2010 年。其官方发动机是 600cc 四冲程量产发动机，目前由本田提供。位于法国西南部佩里格的法国 Moto2 团队 TransFIORmers 正在革新前悬架设计，以保持领先地位。
TransFIORmers 由前 250cc 世界锦标赛车手 Christian Boudinot 领导，该团队的非常规悬架系统的灵感来自传奇的法国摩托车设计师 Claude Fior 的开创性工作。Boudinot 以前的朋友和导师 Fior 认识到将前悬架与转向力隔离所带来的好处。该设计解决了“刹车俯冲”的问题，可以在进入弯道后进行制动并加快加速。
TransFIORmers 摩托车采用刚性前叉悬架系统，使用两个叉臂与底盘分离，而不是更传统的伸缩式前叉悬架。为了进一步推进其创新设计的发展，TransFIORmers 找到了金属增材设计和制造技术领域的世界级专家 I3D Concept。
使用雷尼绍的 AM250 增材制造系统，I3D Concept 与 TransFIORmers 团队合作优化其上部叉骨组件的设计，该组件是将前叉连接到底盘的两个组件之一，对自行车的转向至关重要。
挑战
在开发 Moto2 自行车设计的新组件时，实现减重是首要任务。特别是，减少自行车的“簧下质量”是一个关键考虑因素。簧下质量越低，悬架在振动（颤动）管理和对制动和加速的响应方面就越好。
同样重要的是可以修改新组件设计的速度，以及重新制造需要多长时间。在竞争激烈的环境中实现完美需要快速准确的组件迭代。在高可靠性环境中，机械强度是另一个首要考虑因素。 TransFIORmers 的叉骨组件需要确保尽可能高的刚度，同时处理显着的动态转向力。
“为了提高摩托车的整体性能，减轻位于减震器后面的所有部件的重量绝对是至关重要的。 TransFIORmers 机械工程师 Jérôme Aldeguer 说：“未能优化部件重量会对振动、制动和加速度产生不利影响，因此减轻重量确实是重中之重。”
“金属 3D 打印为我们的叉骨组件减轻了重量，使我们能够绕过传统的重量转移现象以及与‘刹车俯冲’相关的问题。更重要的是，它使我们能够设计出不仅更轻，同时也更加坚固的零件。”
TransFIORmers（法国）
解决方案
TransFIORmers 的原始叉臂部件是用钢手工制造的，组件由十二个单独加工和焊接的部件组成。 I3D Concept 将设计整合为一个单件组件，大大缩短了组装时间。该公司使用雷尼绍 AM250 增材制造系统生产了金属 3D 打印横臂；最初用不锈钢 (inox) 制作原型，最后用钛制造重量更轻的零件。
新的 3D 组件设计的关键是拓扑优化的迭代过程，其中叉骨布局在狭小的空间限制内在软件中连续合理化，以承受一组预定义的前叉加载条件。一旦使用数字 CAD 软件验证了最终的组件设计，就可以在导出到增材制造系统之前离线准备构建准备文件。在 CAD 软件中，I3D Concept 能够评估参数是否已有效预先确定，或者是否需要调整以匹配特定金属粉末特性和 TransFIORmers 叉骨的复杂目标几何形状。
重要的是，使用 AM250 的专用光学控制系统 (OCS) 软件，I3D Concept 能够非常准确地控制激光转向，这有助于提高精度、特征定义和表面光洁度。
结果
通过在 Moto2 自行车设计中采用增材制造方法，TransFIORmers 成功地将其关键横臂前悬架组件的重量减少了 40%。将一体式钛合金部件与原始焊接钢部件相比，重量减轻了 600 克。
金属 3D 打印还为 TransFIORmers 提供了对组件公差的更精细控制以及非常快速迭代叉骨几何形状以匹配特定底盘和运动学要求的灵活性。
“金属 3D 打印为我们的叉骨组件减轻了重量，使我们能够绕过传统的重量转移现象以及与‘刹车俯冲’相关的问题。更重要的是，它使我们能够设计出不仅更轻而且同时更加坚固的零件，”TransFIORmers 机械工程师 Jérôme Aldeguer 解释说。
使用增材制造加工时，极限抗拉强度超过 1100 MPa，密度接近 99.7%，所使用的钛合金 Ti6AI4V 提供了全新的叉骨，其刚度远高于原始的多部件手工组装钢部件.得益于增材制造，TransFIORmers 的原型叉骨开发已成为一种高效且具有成本效益的过程。大量的零件加工和装配时间开销已经消除，设计迭代和制造速度提高了许多倍。
2016 年 6 月，车队在巴塞罗那举行的 FIM CEV 欧洲锦标赛上赢得了第一场 Moto2 GP 比赛。