Lo aeroespacial se encuentra con lo artesanal: dentro del taller de Sturdy Cycles

Jan 11, 2024

Bicicletas de titanio impresas en 3D fabricadas dentro de una antigua fragua

Las bicicletas de titanio, para muchos de nosotros, representan la "bicicleta para siempre". La naturaleza del material, en el sentido de que es resistente al óxido y la corrosión que afectan al acero y eventualmente también al aluminio, significa que, siempre y cuando no hagas nada tonto como enroscar una instalación de pedalier, es casi seguro que el cuadro se sobrevivirte. Sin embargo, las bicicletas de titanio tienden a seguir el mismo modelo básico que las bicicletas de acero, con tubos redondos (o redondos), ingleteados para encajar y soldados entre sí formando un cuadro. Las horquillas, las barras y todo lo que necesitas para convertir el cuadro en una bicicleta provienen de fuentes no originales.

Sturdy Cycles es un poco diferente, no sólo porque gran parte del cuadro en sí está impreso en 3D a partir de titanio, sino también porque muchas de las piezas que lo componen también se fabrican internamente. Me atrevería a decir que una Sturdy es la moto personalizada más completa que puedes conseguir hoy en día, ya que casi todas las piezas que se pueden fabricar internamente se fabrican internamente. Si has visto mi vistazo detrás de escena en la fábrica de Colnago, habrás visto algunas piezas impresas en 3D y un vistazo a la fábrica donde se crean, pero esto es órdenes de magnitud mayor en términos de utilización de titanio.

Ahora valdría la pena distinguir entre "personalizada" y "hecha a medida" cuando se trata de una bicicleta. A medida es el monto total, a menudo un constructor de cuadros que le construirá lo que quiera. La costumbre es un poco diferente, ya que todavía hay modelos que representan el propósito previsto, pero dentro de estos ajustes están disponibles. Piense en ello como conseguir un traje hecho a la medida, en lugar de deambular por cualquier lugar de Savile Row con la billetera llena y pedir específicamente bolsillos aún más profundos.

Recientemente hice un corto viaje en tren desde Bristol, pasé por mi oficina en Bath, al sureste hasta Frome para ver el taller de Sturdy y brindarte una instantánea de cómo algunas de las bicicletas más espaciales que puedes comprar se fabrican en una antigua fragua en Somerset. .

Este es Tom Robusto. Tiene una sonrisa fácil que aparece con frecuencia cuando se prepara para soldar un marco.

La bicicleta de cada cliente recibe una bandeja para contener las partes constituyentes de su futura bicicleta, como el reverso de la bandeja de un anatomista después de una disección; Incisiones limpias que separan los componentes clave de un todo mayor.

Dispuestos sobre la mesa de alineación, una placa de acero perfectamente plana, los componentes también adquieren una sensación vagamente médica. Algunas piezas recuerdan a instrumentos, otras a implantes.

En otra parte del taller, Jack construye una bicicleta completa, el 90 % de la cual se puede hacer con una sola llave Torx T25. Curiosamente, este cliente ha evitado cualquier acabado anodizado característico.

Tom prepara un marco, ya unido, para soldar. Los cilindros de 6 pies de los gases de soldadura están en la esquina junto a él, y supongo que en este punto está realizando una verificación final de presiones y voltajes.

Teniendo en cuenta la limpieza y la naturaleza espacial de las bicicletas terminadas, el taller cuenta con una maravillosa cantidad de aglomerado.

Un hermoso torno antiguo, pintado del mismo verde que la edición del 50 aniversario del Land Rover Defender, todavía funciona como un sueño, con los puntos de contacto pulidos por innumerables manos.

En la pared, colgadas de ganchos, hay bicicletas parcialmente construidas que esperan el acabado final.

Dada la modernidad de la operación, ver herramientas de mecanizado clásicas es, si no inesperado, definitivamente una yuxtaposición interesante.

Las anodizaciones de prueba de los portabidones cuelgan como banderines futuristas junto a los baños químicos en la esquina

No son sólo las macropartes las que se imprimen en 3D. Las piezas pequeñas, como el soporte de la computadora, también se crean de la misma manera.

El soporte del desviador utiliza el propio perno del desviador para proporcionar la fuerza de sujeción, lo que significa un perno menos antiestético a la vista.

Nunca llegué al fondo de lo que era 'Shiny Shine Shine', pero se usó para limpiar cada parte y completar las partes, y creó algo que no es del todo mate, ni del todo brillante, sino en algún lugar entre los dos.

Los pernos dorados personalizados y un pedalier dorado personalizado en una bicicleta en la pared insinúan el nivel de combinación posible.

Como ocurre con cualquier marca de bicicletas que toma el nombre de su fundador, es útil conocer los antecedentes de la persona detrás del nombre para contextualizar las cosas. Sturdy Cycles es Tom Sturdy, aunque ahora con la ayuda de Jack y Omar en el taller. Tom ha estado en la industria de las bicicletas de alguna manera desde que era un chico de sábado en un taller. Estudió ingeniería aeroespacial y al mismo tiempo compitió como triatleta profesional, antes (según sus propias palabras) de quedarse en Loughborough para estudiar biomecánica deportiva y poder seguir siendo estudiante.

Como ocurre con la mayoría de los constructores de cuadros, Study comenzó con el acero, pero se centró más en utilizar la biomecánica y la geometría del cuadro para hacerse más rápido en lugar de intentar crear un producto. En cualquier caso, en términos de construcción de estructuras, el acero es fácil de trabajar y relativamente indulgente. Los retoques y los retoques, en palabras del propio Sturdy, pasaron a ser una tarea más seria luego de una colisión con un automóvil que efectivamente terminó con su carrera como piloto. Incapaz de competir, pasó a crear un negocio de construcción de marcos y pasó por un largo proceso de hacer una serie de marcos uno tras otro, cada vez aislando y cambiando un aspecto de la geometría para concentrarse en lo que marca la diferencia y cuál es la combinación ideal de ángulos, caídas, alturas e inclinaciones.

El paso al titanio parece tener muchas facetas. Naturalmente, el vínculo con la industria aeroespacial es fácil, ya que el metal se utiliza mucho en ese campo. Las propiedades mecánicas se traducen bien en una bicicleta, pero más que eso, es una opción más premium. Los fabricantes de estructuras a pequeña escala, independientemente de sus habilidades, no pueden competir comercialmente con productos producidos en masa de gama baja y media. El titanio personalizado, por otro lado, no se atiende en la misma medida y, si bien permite un producto mucho más exclusivo, también hace que toda la operación sea más viable comercialmente.

Lo que me sorprendió de mi visita al taller es que, a primera vista, muchas de las decisiones de fabricación y acabado de las bicicletas que crea Tom Sturdy parecen ser hiper-boutique, pero como verán detrás de todo de ello es un impulso hacia la eficiencia. Si el negocio no es viable a largo plazo, no importa qué tan bueno sea el producto, no se puede seguir produciendo.

Con la máscara de soldado puesta, Sturdy se convierte en una imagen de concentración, principalmente porque no puedes ver su rostro. Puede que tenga la lengua sacada, pero nunca lo sabré.

Las áreas de unión se montan en la plantilla del marco y se insertan tubos de titanio recién cortados en los espacios que se unirán con tachuelas.

Todo el proceso, desde unir el marco hasta soldarlo completamente, lleva menos de una hora; El diseño de las piezas es claramente un proceso premium, pero la eficiencia es el centro de todo.

Aquí puede ver las pequeñas tachuelas del marco que se crean mientras el marco todavía está en la plantilla, junto con la purga de gas inerte bombeada a través del pedalier.

Los platos ligeros y aerodinámicos cuelgan de la pared en orden de tamaño. Son 1x específicos y un tercero los realiza mediante CNC fuera del sitio según las especificaciones de Sturdy.

El extremo del soplete bombea gas inerte a través de una fina malla detrás del electrodo, cubriendo el área de soldadura y evitando cualquier oxidación que pueda afectar la resistencia de la soldadura.

Mientras Tom suelda, Omar mecaniza el interior del conjunto del asiento para que la tija del sillín encaje perfectamente en el momento del montaje.

A través del visor de una cámara, el proceso de soldadura se convierte en algo sobrenatural, sobre todo gracias al parecido de una máscara de soldadura con el casco de un astronauta.

Tradicionalmente, e incluso para los fabricantes de cuadros más modernos y en gran medida para la producción a nivel industrial, construir un cuadro de bicicleta implica tomar tubos, cortarlos en inglete (es decir, hacer muescas en los extremos de los tubos) para que todos encajen y luego unir el cuadro con tachuelas. juntos y finalmente soldar o soldar el marco. Para cambiar la geometría del cuadro se ajustan las muescas en los tubos, pero en Casa del Sturdy las cosas son diferentes.

Una gran parte del marco Sturdy llega en una caja de DHL, enviada desde una instalación de impresión 3D en Nueva Zelanda. El tubo de dirección, la horquilla, las bielas, el manillar, el pedalier, el conjunto del asiento y todo el conjunto de la vaina vienen ya impresos. Cada pieza está diseñada para que los tubos principales del marco puedan simplemente cortarse a medida y las piezas impresas ranurarse en ellos, un proceso mucho más rápido que el inglete. Una vez más, se ahorra eficiencia y cada cliente puede modificar su geometría para adaptarla a sus necesidades y a su propia biomecánica.

Este método de producción significa que Tom Sturdy puede tomar una caja de piezas impresas y convertirlas en un marco en aproximadamente 40 minutos, lo cual es muy rápido en un abrir y cerrar de ojos para la producción de marcos. Encajar, clavar, soldar y listo. Bueno, casi, porque la cosa no acaba ahí, desde el punto de vista de ingeniería y acabados.

La soldadura agrega mucho calor a un área muy localizada del cuadro de una bicicleta e independientemente de la habilidad del soldador, esto agrega tensión al cuadro. En su mayor parte, nunca es una preocupación importante, pero eso no impide que cada soldadura, y toda la bicicleta en su totalidad, sean granalladas con pequeñas cuentas de vidrio. El granallado se diferencia del granallado en que, en lugar de ser un proceso deliberadamente abrasivo, el objetivo es comprimir ligeramente la superficie superior del metal, comprimiéndolo y aliviando las tensiones de tracción que se encuentran debajo. Resulta que es abrasivo como subproducto. Esto crea un acabado uniforme y de textura profunda para la bicicleta, y me dijeron que después del granallado algunas partes del cuadro se mueven más de 1 mm.

Los productos frescos de las impresoras, palancas de freno Sram de repuesto en este caso, tienen un acabado mate, pero aún necesitan granallado para que queden uniformes con el resto de la bicicleta.

Los componentes pulidos son posibles, pero poco comunes. El titanio es duro y resistente, pero las piezas pulidas se rayan mucho más fácilmente que las granalladas.

En un banco de cajones se encuentran las herramientas de revestimiento para el eje de pedalier; un trabajo más duro que con una bola de acero.

El medio de explosión en el granallado son perlas de vidrio, que se rompen con el impacto y producen chispas, convirtiéndose eventualmente en un polvo fino que debe reemplazarse cuando ya no es efectivo.

La estación de anodización: un proceso químico temperamental que crea acabados metálicos brillantes.

Todos los controles de voltaje y corriente están alojados en esta fuente de alimentación, lo que me recuerda a un sistema estéreo de los 90.

Un tubo de referencia, con voltajes anotados, muestra cómo sólo ciertos colores pueden ser vecinos felices.

Las piezas listas para la anodización se sumergen por última vez en un tanque de enjuague para eliminar cualquier rastro de ácido.

Sin embargo, aplicando tensión a través de un paño humedecido se pueden crear patrones moteados.

Posiblemente la patilla de cambio más brillante que jamás haya visto.

Mientras que algunos clientes se exceden y otros rechazan por completo la anodización, la parte delantera de la bicicleta de contrarreloj de Sturdy es un testimonio de lo que es posible en términos de acabado.

Mientras estaba en el taller vino un cliente a recoger su bicicleta...

... el acabado era similar al de la bicicleta TT de Sturdy, pero con un esquema simple solo en azul, en lugar de desvanecimientos.

Las bicicletas finales se ensamblan, principalmente a partir de componentes internos, con mucho cuidado.

Se necesita un taller especial para que el contenedor de rechazos sea digno de una fotografía final. Aquí residen recortes, pero también anodizaciones fallidas y platos fuera de especificaciones.

Los marcos y piezas granallados adquieren una textura uniforme y los diseños se pueden borrar fácilmente con enmascaramiento para crear logotipos y diseños pulidos. En este punto, la bicicleta estaría lista para funcionar, una vez ensamblada, pero lo más llamativo visualmente de estas bicicletas son las secciones coloreadas y anodizadas. Soy reacio a utilizar el viejo cliché de que "las fotos no hacen justicia" al color, pero en persona, hay una profundidad en el color que la lente de la cámara lucha por captar. Los desvanecimientos entre los tonos metálicos son tan sutiles que la presencia del siguiente color casi resulta una sorpresa.

La anodización se realiza en tres tanques consecutivos escondidos en un rincón del taller. Un tanque lleno de ácido recibe las piezas inicialmente, para limpiar la suciedad y eliminar el óxido que esté actualmente presente en la superficie metálica. Un segundo tanque contiene agua desionizada y es un simple enjuague, antes de que las piezas se conecten a una pinza de cocodrilo y se sumerjan en el tanque final, que actúa como ánodo (de ahí la "anodización").

En resumen, la aplicación de corriente eléctrica a través del titanio crea una capa extremadamente pequeña de dióxido de titanio transparente, que a su vez modifica la longitud de onda de la luz que la atraviesa, se refleja en el metal de titanio que se encuentra debajo y regresa al gran mundo. La longitud de onda reflejada resultante y, por tanto, el color que vemos, depende del espesor de la capa, que a su vez está determinado por el voltaje. Esto significa que los colores son una continuidad, en lugar de una serie de opciones distintas. Sólo se puede difuminar entre tonos adyacentes, por lo que un amarillo brillante junto a un azul profundo es imposible, pero lo ideal es el violeta hasta el azul o el amarillo hasta el gris verdoso. Esto se ilustra mejor con el tubo de titanio anodizado que cuelga del techo, cómodamente anotado con los voltajes necesarios para la creación.

Mojar es una cosa y proporciona desvanecimientos uniformes, pero para crear texturas más inusuales, la capa de dióxido de titanio se puede pintar de manera efectiva colocando una pinza de cocodrilo en un paño o esponja humedecido y usándolo para pasar la corriente sobre la superficie desnuda. metal. El resultado son texturas moteadas y vibrantes que a la vez se asemejan a una pátina extrema y a algo más biológico.

Luego se ensamblan las bicicletas terminadas, en su mayoría usando solo una herramienta T25, ya que la mayoría de los pernos de la bicicleta son unidades T25 personalizadas, y luego están listas para usar. Dado que Jack y yo somos aproximadamente del mismo tamaño, y Jack acababa de adquirir su propio Sturdy, tuve la oportunidad de ver cómo es montar una bicicleta de titanio totalmente personalizada con un gran día en las colinas del sur de Gales.

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Will se unió al equipo de Cyclingnews como redactor de reseñas en 2022, habiendo escrito anteriormente para Cyclist, BikeRadar y Advntr. Hay muy pocos tipos de ciclismo en los que no haya incursionado y siente un afecto particular por las bicicletas más antiguas y los componentes duraderos. La conducción en carretera fue su primer amor, antes de graduarse en carreras de CX en Yorkshire. Ha estado de gira en un tándem antiguo hasta montar en gravel con piñón fijo y también en MTB. Cuando no está montando una de sus muchas bicicletas, normalmente se le puede encontrar en el garaje jugueteando con otra de ellas o obsesionándose con los neumáticos. Además, como no usa Zwift, es nuestra persona a quien recurrir para pruebas de mal tiempo... bendito sea.

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