ETHEC cityは、今日のテクノロジーで明日のモビリティを根本的に変えることを目指すスイスの学生プロジェクトです。気候変動と持続可能性の課題に立ち向かうために、チームはエネルギーを節約し、航続距離を向上させる独創的な2輪駆動の電動バイクを開発しています。
持続可能な自動車の開発
チューリッヒ工科大学で機械工学を専攻するトビアス・オーシュは、ETHECシティプロジェクトの技術リーダーを務めています。ETHの他の9人の学生からなるチームで、彼は電動バイクのプロトタイプをコンセプトから建設、組み立て、テストまで、わずか1年で開発するという挑戦に挑みました。トビアスは、今日の自動車産業の主要な課題の一つに取り組むことに意欲を燃やしていました。それは持続可能性です。"気候変動の問題に対処したいのであれば、都市部や郊外の移動手段を大幅に改善しなければなりません。"二輪車は一般的な自動車よりも効率的ですが、私たちの街ではほとんどオール電化の二輪車を見かけることはありません - それは変えなければなりません。
一般的な二輪車では、エネルギーの約80％が特に前輪で失われているため、電気自動車の航続距離が著しく短くなっています。この問題に対するチームのアプローチは非常に独創的です。「私たちは、前輪にも電気モーターを組み込むことにしました。2つのハブモーターで制動力を回復させることで、より小さなバッテリーでより長い距離を走行することが可能になり、モーターサイクルの効率を大幅に向上させることができます。学生たちにとって、このプロジェクトは大きな絵の一部です。"ETHEC市は、この回収方法を調査し、将来的にeモビリティの分野を改善するための研究のプロトタイプです。
少ない予算とタイトなスケジュールでモーターサイクルを構築するために、従来の製造方法はすぐにチームには不向きであることが判明しました。"試作品なので、必要なのは1つの部品だけで、1000個もの部品が必要なわけではありませんでした。チームは、ステレオリソグラフィー（SLA）、選択的レーザー焼結（SLS）、選択的レーザー溶融（SLM）を使用して、ケーシングのいくつかのデザインパーツを3Dプリントし、フットペグの取り付けなどの構造部品もプリントすることにしました。Tobias氏は、これらの技術を導入することで学生が得た自由度の高さを強調しています。"3Dプリントでは、より複雑な構造を構築することができ、複数の機能を1つのパーツにまとめることができます。部品点数が少ないということは、低コストであることを意味し、さらに重要なのは軽量化であることです。
高い耐久性と強度。ディスプレイのSLSプリントケーシングとフューエルフィラーフラップ。
駆動力としてのレーザー焼結
最終用途の部品として機能するように構成されているため、3Dプリントされたオブジェクトへの要求は高いものでした。軽量であることに加えて、耐久性と強度が求められました。学生たちがパートナーを探し始めたとき、スイスに本社を置くSLSプリンターのメーカーであるSintratec社が、プロジェクトをサポートするためにいくつかの部品のスポンサーになることを決定しました。その後、ディスプレイのケーシングや燃料フィラーのフラップなどの部品は、Sintratec PA12ナイロンパウダーを使用してSintratec S2システム上でレーザー焼結され、納得のいく結果が得られました。"シントラテックの製品の品質は、非常に精密で表面品質も非常に良いものでした」とトビアス氏は指摘します。"特にディスプレイケースは、耐候性、機械的衝撃に耐えうる強度、変形することなく使用できる堅牢性が求められていました。ETH の学生にとって、SLS のコンポーネントはこれらの要求を満たしていました。
SLSの利点を示す素晴らしい例です。フロントディスプレイの筐体は、すぐに3Dプリントされ、ETHECに送られ、塗装後にバイクに組み込まれました。
E-モビリティの有望な未来
塗装後、チームはシントラテックの部品を組み立て、現在はプロトタイプの完成に近づいています。"スイスの会社とは連絡が密で、納期の遅れもなかったので、仕事をするのが楽しくなりました」とトビアス氏は言います。SLS技術についてのトビアス氏の評価は？"私たちのアプリケーションにとって、SLSは最高の製造ソリューションでした。しかし、より大きなシリーズになると非常に高価になることがあり、大量生産に関してはまだ長い道のりがあると思います。Sintratec S2のような小型から中型のシリーズに適したシステムがあれば、業界の可能性は明らかです。トビアス氏は次のように述べています。"私の考えでは、SLS技術は間違いなく自動車分野での地位を確立していると思います。特に将来の自動車の試作や開発において重要な役割を果たすでしょう。ETHEC cityのようなプロジェクトによって、モビリティの未来が形成されることを期待しています。