Lo que se esconde debajo de la pintura de una Trek de carbono

Lo que se esconde debajo de la pintura de una Trek de carbono

Lo que se esconde debajo de la pintura de una Trek de carbono

Las bicicletas se desarrollan a través de diseños generados por ordenador, y se estudian mediante la dinámica de fluidos y el análisis finito, y de esta manera, las perfectas formas resultantes parecen haber salido de una máquina.

El proceso de fabricación de las bicicletas de carbono ha cambiado a lo largo de los últimos años. Se ha pasado de pegar tubos preformados de carbono o utilizar racores de aluminio en 1988, a un proceso ideado desde cero que combina múltiples moldes con múltiples materiales de carbono, para crear un producto final completamente personalizable.

A pesar de la tecnología aeroespacial, en realidad, las bicicletas se fabrican a partir de una lámina de tejido de carbono plana y de forma completamente manual. Aquí ya no se utilizan tubos o racores de otros fabricantes y, paradójicamente, hoy en día las bicicletas se fabrican más a mano que nunca.

Lo que se esconde debajo de la pintura de una Trek de carbono

A pesar de que el proceso comienza con los moldes, no se trata únicamente de introducir formas de carbono en un molde gelatinoso con un poco de resina epoxy. Cada uno de estos moldes proviene de una masa sólida de aluminio o acero, dependiendo de la aplicación y se someten a mecanizado CNC in situ, para adecuarlos a la forma del componente deseado. Ahora viene lo más difícil. A medida que los cuadros incorporan formas más complejas, los moldes son cada vez más complicados de fabricar. En un principio, las instalaciones donde se cortaban los moldes producían cinco moldes por semana. En la actualidad y, a pesar de que se utilizan más máquinas durante las 24 horas del día, sólo es posible fabricar uno o dos por la complejidad de los nuevos diseños.

Lo que se esconde debajo de la pintura de una Trek de carbono

Una vez los moldes se envían al laboratorio de carbono, este material mágico de color negro se puede cortar y seleccionar. Dejando aparte el tema de la ingeniería, el proceso de fabricación de un cuadro de carbono es muy parecido al de un vestido. De hecho y en lo que a los procesos se refiere, seguramente tiene más puntos en común con el arte de la costura que con la forma tradicional de fabricar un cuadro de acero a partir del tubo y los racores.

En primer lugar, utilizamos CAD y diseñamos la forma del cuadro en 3D. Separamos esta pieza en áreas específicas para después aplanarla hasta conseguir una forma final, un patrón perfecto que se coloca de nuevo en el molde que coincidirá exactamente con el molde. A este patrón lo denominamos preforma plana y, a continuación, se recorta en una tabla de corte CNC

Las preformas son clave a la hora de obtener una estructura resistente y ahorrar peso allí donde no es necesario, ya que los ingenieros seleccionan el material adecuado para cada forma y aplicación. Se trata de fibra de carbono hecha en EEUU, puede ser de malla o unidireccional.

Utilizan malla, ese típico tejido de carbono cuadriculado, en zonas específicas de alto estrés o zonas de impacto, ya que la malla incorpora unas propiedades específicas. Es parecido al nylon ripstop: tolera mejor los daños. Además, protege mejor los contornos de superficie extremadamente estrechos. En el caso del carbono unidireccional, como su propio nombre indica, las fibras están orientadas en una sola dirección. Además es flexible, en el plano de las fibras, aunque dificulta en gran medida la fabricación de formas más complejas. Cada material tiene puntos fuertes y puntos débiles y requiere de una gran experiencia para crear estructuras de forma óptima.

El Hex-MC es un material exclusivo con fibras más cortas. Se colocan en una lámina sobre un patrón aleatorio que simula una superposición de capas. Seguidamente, se pueden moldear adoptando formas realmente complejas con total facilidad, ya que las fibras no son largas y continuas. Sin embargo, no tiene la misma robustez o rigidez que el tipo malla o unidireccional. Un ejemplo, fíjate en el eje de pedalier. Está sometido a grandes torsiones y flexiones, debido, tanto a la carga del tubo de dirección, como a la carga que ejerce el propio corredor, por lo que requiere de altos niveles de rigidez y robustez. Es por ello que añadimos pequeños refuerzos de material de módulo alto o ultra alto en esas zonas específicas.

Lo que se esconde debajo de la pintura de una Trek de carbono

Un cuadro de carretera Madone incorpora alrededor de 180 preformas o piezas individuales de láminas de carbono que pueden superponerse para aumentar la robustez allí donde es necesario. En cambio, una bici de descenso como la Session incorpora 238 preformas, conteniendo cada una de ellas entre 2 y 12 capas de material de carbono (ya sea unidireccional, de malla o Hex-MC). Se trata de una lista de cortes muy compleja. El carbono es un material fantástico, pero es necesario un buen diseño de ingeniería para trabajarlo de forma correcta. Sin la experiencia adecuada, las estructuras acaban siendo demasiado pesadas o inseguras.

A dicha complejidad cabe añadir el hecho de que las preformas generalmente incrementan su tamaño a medida que aumenta la talla del cuadro, por lo que puede ser necesario añadir más material para soportar la carga ejercida por los corredores de mayor envergadura sobre la bicicleta. Sin embargo, incluso las partes más reforzadas del cuadro alcanzan como mucho los 1,5 mm de grosor.

El material es parecido a una lámina de caramelo, en el sentido de que es pegajoso, flexible y se ablanda en contacto con el calor.

Es fácil distinguir entre los diferentes tipos de material para determinar cuál es el correcto, así como para saber si hay o no suficiente resina. Los ingenieros siempre nos dicen cómo colocar las capas y los ingredientes para cada prueba, pero después de inspeccionarlas, podemos diseñar piezas adicionales y, seguidamente, probarlas.

Lo que se esconde debajo de la pintura de una Trek de carbono

Dependiendo de la forma, si es necesario se añaden vejigas, luego se cierra el molde y se introduce en las prensas. Estas prensas aplastan las fibras literalmente y dan forma al material, eliminando, simultáneamente, el exceso de resina.

El nuevo cuadro de competición de descenso de la Session incorpora 40 preformas individuales para una única bieleta. Al igual que una modista utiliza el patrón de un tejido para obtener el ajuste o textura adecuada, el carbono se dispone en capas en el molde para obtener los mejores resultados (y los más ligeros). El solo hecho de superponer las capas de carbono de un molde para una sola pieza requiere aproximadamente 10 minutos, por lo que la idea de que el carbono producido en moldes es más rápido y fácil de fabricar que el aluminio mecanizado mediante CNC es equivocada. Una vez se limpian y se enfrían todas las piezas, comienza la siguiente fase del proceso.

 Se utiliza pegamento de epoxy para unir los tirantes, las vainas, el eje de pedalier y las piezas del triángulo delantero aplicando el diseño patentado, se crean juntas del mismo grosor que el tubo contiguo, de tal forma que no añade peso, ni diferencias en la calidad de conducción. El conjunto completo se coloca en unos soportes para introducirlo en un horno. Una vez asentado, se comprueba la correcta alineación del cuadro y se pasa a la fase siguiente: el acabado y la pintura. Y al mismo tiempo intentamos mantener en secreto todo ese trabajo manual y la tecnología, en un mercado que pide más por menos.

No se pueden fabricar productos diferentes y mejores sin entender de forma completa la ciencia que les rodea. La única forma de entender cómo funcionan realmente los cuadros y las estructuras de carbono es fabricándolos uno mismo. Para avanzar en los diseños, resulta crucial que los ingenieros corten moldes, coloquen las capas de carbono y vean cómo sus estructuras cobran vida. Es realmente caro producir en esta fábrica, sin embargo los productos son mejores por eso. Todos nuestros productos son mejores porque sabemos cómo fabricarlos. Y esto se debe a que lo hacemos nosotros mismos. No podemos esperar a que alguien tome las medidas y nos enseñe a hacerlo.

Fuente: http://www.trekbikes.com

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