האופנוע החשמלי הזה, שהודפס בתלת-ממד, מתקפל לתוך המזוודה שלכם

תארו לעצמכם את הסיטואציה הבאה: אתם נוחתים ביעד שלכם בחו"ל, ממתינים ליד מסוע המזוודות, אוספים את תיק הגב והמזוודה הגדולה שלכם, ורגע לאחר היציאה מהטרמינל, במקום לחכות למונית יקרה או להצטופף ברכבת התחתית, אתם פותחים את המזוודה, שולפים ממנה חלקי פלסטיק מודפסים, מרכיבים אותם תוך דקות ספורות ורוכבים אל האופק על גבי אופנוע חשמלי מהיר במיוחד. זה אולי נשמע כמו מדע בדיוני או גאדג'ט מסרט של ג'יימס בונד, אבל עבור קהילת המייקרים וחובבי הטכנולוגיה, זוהי מציאות מודפסת לחלוטין.

היוצר והממציא המוערך Ivan Miranda החליט לקחת את אתגר הניידות לקצה המוחלט וחשף לעולם את ה-Mirandetta - אופנוע חשמלי זעיר המודפס כמעט כולו במדפסת תלת-ממד ביתית, שמסוגל להתפרק ולהיכנס בקלות לתוך מזוודת נסיעות סטנדרטית. המטרה המקורית הייתה לייצר את כלי התחבורה הקטן ביותר שבו אדם בוגר יכול לרכוב בנוחות, מבלי להתפשר על המהירות והביצועים. התוצאה הסופית, כך מזהיר היוצר עצמו, היא כלי רכב שהוא "סופר מהיר... מהיר מדי" לרכיבה פשוטה ברחובות.

החזון: איך לדחוס אופנוע לתוך מזוודת טרולי

הפרויקט השאפתני הזה נולד במקור כ"קיצור דרך לנסיעות" (Travel Hack) עבור תערוכת המייקרים בפראג (Prague Maker Faire). מירנדה בנה את האב-טיפוס הראשון תוך עשרה ימים בלבד, במטרה להוכיח שאפשר לייצר כלי תחבורה אישי, עוצמתי ונייד להפליא שעומד בתקני הכבודה הנוקשים של חברות התעופה. הדגם המקורי זכה להצלחה עצומה ואף קטף את המקום הראשון בתחרות המזוודות של התערוכה, מה שהוביל לדרישה מטורפת מצד חובבי חומרה ומייקרים שרצו לבנות גרסה משלהם בבית.

אלא שהדגם המקורי הסתמך על חלקי מתכת מורכבים, בהם צירי גלגלים מאלומיניום ועמוד היגוי מתכתי קשיח, מה שהפך את השכפול שלו למשימה כמעט בלתי אפשרית עבור המייקר הממוצע שאין לו בית מלאכה לעיבוד שבבי. בעקבות זאת, מירנדה נכנס לתהליך פיתוח ממושך ומפרך כדי להנדס מחדש את האופנוע. המטרה החדשה הייתה ברורה: להחליף את חלקי המתכת ברכיבים מודפסים בתלת-ממד, ולייעל את התכנון כך שכל חלק וחלק יוכל להיכנס למדפסת ביתית סטנדרטית בעלת נפח עבודה פופולרי.

מהנדסים מחדש: פלסטיק במקום אלומיניום

תהליך ההנדסה מחדש דרש ממירנדה יותר עבודה מאשר בניית האופנוע המקורי מאפס, שכן החלפת מתכת בפלסטיק דורשת חשיבה יצירתית כדי לשמור על חוזק מבני ועמידות בעומסים כבדים. כל חלקי השלדה, עמוד ההיגוי והצירים תוכננו מחדש כך שיתאימו למדפסת ייחוס מסוג Prusa CORE One L, בעלת נפח הדפסה של 300x300x330 מילימטרים. מירנדה מדגיש כי מדפסות קטנות יותר, כמו אלו בקטגוריית ה-250 מ"מ, לא יוכלו להדפיס את החלקים הגדולים ביותר של השלדה ביחידה אחת, מה שמציב רף כניסה מסוים לחובבי ה-DIY.

במסגרת השדרוג, מירנדה עבר להשתמש בנורות ובבתי מנורה סטנדרטיים של תעשיית הרכב (סוקט T10), במקום להסתמך על חלקי חילוף מאולתרים כמו בדגם הראשון. בנוסף, הוא הצליח לצמצם משמעותית את מגוון הברגים השונים הנדרשים להרכבה, מה שמפשט את התהליך עבור מי שיבחר לרכוש את קובצי התכנון הזמינים כעת באתר הרשמי שלו תמורת 40 דולרים. התוצאה היא ערכת הרכבה חכמה ונגישה בהרבה, המיועדת למי שמחפש פרויקט סוף שבוע מאתגר ויוצא דופן.

הסודות הטכניים: צמיגי מכסחת דשא ובלמי אופנוע צפים

אחד האתגרים המרתקים ביותר בפרויקט היה הגלגלים. מירנדה בחר להשתמש בצמיגים קטנים המיועדים במקור למכסחות דשא - צמיגים אלו מגיעים לרוב עם פרופיל שטוח לחלוטין שאינו מאפשר הטיה של הכלי בפניות. כדי לפתור זאת, מירנדה הדפיס ג'אנטים (חישוקים) צרים יותר מהתקן המקורי של הצמיג; הצרת החישוק אילצה את דפנות הצמיג להתקרב זו לזו, מה שגרם לפרופיל הגומי להתעגל וליצור צורה מעוגלת ומושלמת לסיבובים חדים בכביש.

אתגר נוסף היה מערכת הבלימה: השימוש בדיסקים סטנדרטיים של אופניים נפסל, מכיוון שהם לא אפשרו מעבר של ציר מודפס עבה מספיק מבלי להחליש אותו. הפתרון הגיע בדמות שימוש בדיסקי בלימה "צפים" של אופנועים אמיתיים; דיסקים אלו מאפשרים פירוק של הניטים הפנימיים שלהם, מה שפותח קדח מרכזי רחב במיוחד. דרך הקדח הזה יכול לעבור ציר הפלסטיק המודפס בבטחה, מבלי להסתכן בגזירה או בשבר של החלק תחת עומסי הבלימה הכבדים.

הלב החשמלי: כוח של כלי עבודה ומוח של ארדואינו

בכל הנוגע למערכת ההנעה, ה-Mirandetta מציגה שילוב חכם בין רכיבים מוכנים מהמדף לבין פיתוח עצמי. האופנוע מונע באמצעות מנוע חשמלי המחובר ברצועת הנעה (Belt Drive) לגלגל האחורי, כאשר השליטה על המצערת מתבצעת באמצעות פוטנציומטר ליניארי של 10K המחובר ישירות לבקר מיקרו-מעבד מסוג Arduino. הארדואינו מתרגם את פקודות הרץ של הרוכב ומעביר אותן אל בקר המהירות האלקטרוני (ESC) שמנהל את זרימת הכוח למנוע.

מקור האנרגיה של הכלי הוא פטנט שימושי במיוחד עבור מטיילים: שני סוללות 36 וולט של כלי עבודה נטענים (מברגות או מסורים). הבחירה בסוללות של כלי עבודה מאפשרת לא רק שליפה מהירה והחלפה חמה (Hot-Swap) בשטח, אלא גם פותרת בעיה קריטית בשדות תעופה, שכן קל בהרבה לאשר נשיאה של סוללות כאלו בכבודת יד מאשר סוללת ליתיום-יון ענקית ומותאמת אישית של אופנוע. ממיר מתח ייעודי (DC-DC) מוריד את המתח מ-36V ל-12V כדי להפעיל את הצופר ומערכת התאורה של האופנוע.

"מהיר מדי": אזהרת היוצר והעתיד של עשה-זאת-בעצמך

למרות המראה החמוד והקומפקטי שלו, הצעצוע הזה הוא בהחלט לא לילדים. ללא הסוללות, האופנוע שוקל קצת יותר מ-14 קילוגרם בלבד, מה שמקנה לו יחס כוח-משקל מטורף לחלוטין ברגע שמחברים אליו את המנוע החשמלי העוצמתי. מירנדה עצמו מזהיר מפני המהירות של הכלי ומגדיר אותו כפרויקט למנוסים בלבד. חשוב לציין כי לא מדובר במוצר צריכה המיועד לייצור המוני, אלא ב"פרויקט תחביב מורכב" שנמכר ללא תמיכה טכנית רשמית.

עם תוכניות להציג את האופנוע המשודרג באירוע הטכנולוגיה הפופולרי Open Sauce, מירנדה מוכיח פעם נוספת שהגבולות של הדפסת תלת-ממד ביתית ממשיכים להתרחב מעבר לצעצועי פלסטיק קטנים ומארזי מחשב מעוצבים. עבור קהילת הגיימרים וחובבי החומרה שמחפשים את הפרויקט הבא שיוציא אותם מהמסך אל הכביש, ה-Mirandetta מייצגת את השילוב המושלם בין הנדסה יצירתית, תוכנה חופשית ועוצמה מתפרצת שנדחסת כולה לתוך מזוודה אחת.