3D프린팅 기술로 생성된 티타늄과 탄소섬유가 결합한 산악자전거 프레임이 개발됐다. 두 가지 소재를 결합함으로써 가벼우면서도 거친 산악지형에 적합한 내구성, 안정성까지 갖췄다.

‘3D프린트닷컴’에 따르면 영국 소재 기업 ‘로봇바이크컴퍼니’는 최근 3D프린팅 기술을 이용해 티타늄과 탄소섬유를 결합한 산악자전거 프레임 R160을 선보였다. 자전거 프레임 개발에 3D프린팅 기술을 접목하는 사례가 늘고 있지만 특정 디자인을 위한 목적이나 알루미늄 등 일부 소재에 한정되는 경우가 많았다.

R160은 가벼우면서도 견고해 꿈의 소재라 불리는 탄소섬유와 강한 내구성을 자랑하는 티타늄을 3D프린팅 기술을 통해 결합했다는 점에서 최첨단을 자랑한다. 그동안 탄소섬유 소재를 이용한 산악자전거 프레임은 전통적인 금형 방식에 의존해 제작됐지만 로봇바이크컴퍼니는 3D프린팅 기술을 탄소섬유 튜브와 결합하는 방법을 찾아내 풀 서스펜션(스프링, 에어, 오일 등을 이용하여 충격을 흡수하는 완충장치를 앞과 뒤 모두에 장착하는) 자전거 R160을 만들어낸 것이다.

R160 제작을 위해 로봇바이크컴퍼니는 티타늄 3D프린팅으로 러그(Lug)를 구현했고 이 러그들을 탄소섬유 소재의 튜브를 서로 연결하는데 사용했다. 탄소섬유 튜브는 자전거 라이더의 치수에 맞게 재단되며 3D프린트된 티타늄과 결합된다. 3D프린트된 티타늄은 탄소섬유 튜브와 잘 접합될 뿐만 아니라 무거운 하중을 받는 영역을 적절하게 지지하는 역할을 한다. R160에는 에어버스나 보잉, GE와 같은 항공기 제조사들이 주로 이용하는 레이저 파우더베드퓨전(PBF) 적층 가공(Additive Manufacturing) 기술이 적용된 것으로 알려진다.

로봇바이크컴퍼니는 특히 한정된 공간 내에서 소재 레이아웃을 최적화하기 위해 위상 최적설계(topology optimization) 및 알고리즘 접근법을 활용했다. 이는 자전저 프레임의 경량화와 금속 피로를 막는 역할을 하는데 이를 위해 위상 최적설계 전문 기업인 알테어사와 협력하기도 했다.

R160은 29lbs(약 13.15kg) 가량의 무게를 지니며 이용자의 치수와 라이딩의 형태에 따라 맞춤형으로 제작된다. 가격은 4395파운드(약 740만원). 구매 후 제조 및 배송에는 4주 이상 소요되는 것으로 알려졌다.