بوب: اجتمعت أربعة أمور في وقت واحد: المواد، العملية، الأداء، وفجوة لم يملأها أحد. التيتانيوم مادة جذابة لهيكل الدراجة. قوة عالية، مرونة طبيعية، مقاومة للتآكل، وعمر إجهاد يتجاوز ألياف الكربون بفارق كبير. لكن البناء التقليدي للتيتانيوم لا يمكنه توفير مواصفات أنبوب هوائية مناسبة. فالأنابيب ذات المقاطع المختلفة لها حدود فيزيائية. لا يمكنك نحت الأشكال التي تتطلبها ديناميكية الموائع الحسابية (CFD) عندما تعمل بالأنابيب.

التصنيع المعدني الإضافي يزيل هذا القيد تمامًا. يمكننا طباعة هيكل من قطعة واحدة بتصميم داخلي مُحسَّن توبولوجيًا، ومواصفات هوائية، وتقوية شبكية حيثما تكون هناك حاجة، كل ذلك في بناء واحد. لم يكن ذلك ممكنًا ببساطة مع البناء التقليدي.

كما أن توقيت السوق بدا مناسبًا. مجال دراجات الطريق المصنوعة من ألياف الكربون مشبع للغاية. كل علامة تجارية تسعى إلى نفس الصيغة، والمنتجات قابلة للتبادل بشكل متزايد. عدد متزايد من الدراجين الجادين يطرحون أسئلة مختلفة: هل يمكن إصلاح هذه الدراجة؟ هل ستحتفظ بقيمتها؟ هل ما زال بإمكاني ركوبها بعد 15 عامًا؟ لم يكن أحد يجيب على هذه الأسئلة بدراجة أداء مناسبة.

بوب: لطالما كان هناك خيار قسري في دراجات الطرق الفاخرة. يمنحك الكربون أداء السباق، لكنه يتقدم في العمر (ويتلقى تحديثات دائمًا)، ولا يتعامل جيدًا مع الصدمات، وعندما يتعرض لضرر هيكلي، يكون قد انتهى أمره. يمنحك التيتانيوم التقليدي طول العمر وشعورًا رائعًا بالقيادة، لكن هندسته محدودة، وتتعرض ديناميكيته الهوائية للخطر. كانت مشاريع الدراجات المطبوعة ثلاثية الأبعاد المبكرة في الغالب مركبات مفاهيمية. أظهرت ما هو ممكن، لكنها لم تكن دراجات أداء مصقولة وجاهزة للإنتاج.

Aero One هي أول دراجة تقع عند تقاطع الثلاثة: الديناميكية الهوائية، ومتانة التيتانيوم، وحرية التصميم التي تتيحها الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن.

بوب: إنه منتج امتلاك طويل الأمد عالي الجودة في المقام الأول، على الرغم من أنه يحمل عناصر من الأنواع الأخرى. إنها ليست دراجة سباق خالصة بالطريقة التي تكون بها دراجة أداء الكربون. لا يزال ألياف الكربون أكثر ملاءمة لهذا الهدف المحدد.

ما تقدمه Aero One هو دراجة يمكنك ركوبها بمستوى عالٍ لعقد أو عقدين أو ثلاثة. دراجة يمكن إصلاحها وتخصيصها حسب هندستك، وإذا أردت، توريثها. التكنولوجيا متطورة، وواضحة في تصميم الدراجة، لكن الهدف النهائي دائمًا هو تجربة الركوب والعلاقة طويلة الأمد بين الراكب والإطار.

بوب: يتمتع التيتانيوم بنسبة عالية جدًا من القوة إلى الوزن، وهذا ما يجعل هذا ممكنًا. يمكن للمقطع النحيف في التيتانيوم، خاصة مع التعزيز الشبكي الداخلي، تحمل أحمال تتطلب مقطعًا عرضيًا أكبر بكثير في الألومنيوم أو الفولاذ. كانت الأهداف هي: مساحة أمامية دنيا، وزن أدنى، صلابة كافية للركوب عالي الشدة، واللغة البصرية التي تأتي مع ذلك.

للتأكد، أخضعنا الإطار لتحليل الإجهاد FEA، واختبار إجهاد 100,000 دورة، واختبار الحمل الثابت والسقوط.

يتم تقييم الحمل الرأسي حتى 150 كجم، والجانبي: 80 كجم. الإطار بأكمله قطعة واحدة بدون وصلات لحام أو لحام بالنحاس، مما يزيل نقاط الضعف التي تثير قلق الناس عندما يرون قسمًا رفيعًا.

بوب: هذا النهج المتكامل مع حامل القارورة يحسّن متغيرًا واحدًا: معامل مقاومة الأنبوب السفلي عندما تكون القارورة مثبتة. لكنه يقدم تنازلات عبر الإطار بأكمله. ينتهي بك الأمر بمساحة أمامية أكبر، وحساسية أكبر للرياح الجانبية، ووزن إضافي، ومظهر لا يكون منطقيًا إلا مع تلك القارورة المحددة في هذا الموضع.

ركّزت نمذجة ديناميكية السوائل الحسابية (CFD) الخاصة بنا على مقاومة الدراجة بأكملها عبر سرعات ركوب واقعية وزوايا الانحراف. عند السرعات التي يحافظ عليها معظم الدراجين المحترفين فعليًا، فإن الأنبوب السفلي النحيل مع قسم قفص واسع بشكل ضيق يوفر باستمرار مقاومة إجمالية أقل من النهج الواسع المتكامل، وهو أفضل بكثير في ظروف الرياح الجانبية. لقد قمنا بالحد الأدنى من التدخل المحلي في منطقة القفص. كل شيء آخر مُحسَّن للصورة الكاملة.

بوب: كان هذا هو التحدي المركزي للمشروع بأكمله. لقد استغرقت غالبية وقت الهندسة في تحقيق التوازن الثلاثي بين الصلابة الجانبية، والديناميكية الهوائية، والوزن في وصلة أنبوب الرأس تلك.

الحل داخلي. من الخارج، يبدو الأنبوب ضئيلًا، ولكن داخليًا، تستخدم منطقة أنبوب الرأس هيكلاً شبكيًا من التيتانيوم بكثافة أعلى بكثير، مع المزيد من المواد بالضبط حيث تتركز أحمال الانحناء. الانتقال بين أنبوب الرأس، والأنبوب العلوي، والأنبوب السفلي هو هيكل مستمر مطبوع ثلاثي الأبعاد بدون مفاصل، لذلك لا يوجد تركيز إجهاد موضعي عند الوصلات. وقد وجهت تحليلات FEA مكان إضافة المواد وإزالتها على مدار المشروع. لقد قسنا الصلابة الجانبية مقارنة بإطارات الكربون الهوائية القياسية، وهي تصمد.

بوب: لا نقارن أنفسنا بالكربون حقًا. هيكل التكلفة مختلف تمامًا، وكذلك ما تشتريه. مسحوق التيتانيوم يكلف أضعاف ألياف الكربون لكل كيلوغرام. معدات الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن، والمعالجة الحرارية، والتشطيب الدقيق كلها تتطلب رأس مال كبير. الاستثمار الهندسي، وتحليل ديناميكية الموائع الحسابية (CFD)، وتحليل العناصر المحدودة (FEA)، وتحسين الطوبولوجيا، واختبار التعب، وعمل نفق الرياح كبير جدًا لمنتج من الجيل الأول.

المقارنة الأكثر أهمية هي التكلفة الإجمالية للملكية على مدار الوقت. عادةً ما يتم التخلص من دراجة السباق المصنوعة من الكربون في غضون ثلاث إلى خمس سنوات. صُممت Aero One لكي يتم ركوبها وصيانتها لمدة 20 عامًا. يمكن إصلاحها. لا تتدهور بنفس الطريقة التي يتدهور بها الكربون تحت التأثير المتكرر والتعرض للأشعة فوق البنفسجية. وعند النظر إليها عبر هذا العمر الافتراضي، تبدو الأرقام مختلفة تمامًا.

بوب: نعم، وهذا أحد الجوانب الأقل تقديرًا في التيتانيوم كمادة للإطار. التيتانيوم قابل للحام. يمكن صقل التلف السطحي مثل الخدوش والخدوش الطفيفة. يمكن لحام الشقوق أو الكسور الموضعية بالليزر ومعالجتها بالحرارة، مع استعادة القوة. بالنسبة للأضرار الهيكلية الأكثر أهمية، يمكن إعادة طباعة الأقسام الموضعية ودمجها.

يعتبر تلف ألياف الكربون، والتفكك، وكسر الصدمات، وتشققات الإجهاد غير قابلة للإصلاح بشكل عام. بمجرد تعرض مصفوفة الألياف للخطر، لا يمكنك استعادة السلامة الهيكلية. يكون الإطار قد انتهى. مع التيتانيوم، التلف هو عملية إصلاح، وليس نقطة نهاية.

بوب: لا نعتقد أن الإيمان هو الإطار الصحيح. ننشر البيانات الهندسية: نتائج ديناميكا الموائع الحاسوبية (CFD)، وتقارير اختبارات الإجهاد، وأرقام الوزن، وبيانات الحمل الهيكلي.

نحن نبني فرصًا لتجارب الركوب في المدن الرئيسية، لأنه لا شيء يحل محل ركوب الدراجة فعليًا. نعمل أيضًا مع مراجعين مستقلين سيقومون بتقييمها بدون مرشح العلاقات العامة. وهيكل الضمان جزء من ذلك أيضًا.

تغطية الإصلاح مدى الحياة ممكنة فقط لأننا واثقون حقًا من متانة المنتج. بالنسبة للراكبين الذين يرغبون في تقديم أقل مخاطرة، تتيح أجزاء التيتانيوم الصغيرة الخاصة بنا للأشخاص تجربة جودة التصنيع والمواد قبل الالتزام بالإطار.

بوب: يمكن لأي منافس شراء طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد ومسحوق تيتانيوم. العقبة ليست الوصول إلى المعدات.

العقبة هي المعرفة والتصميم وسنوات التكرار.

استغرق عمل تحسين الطوبولوجيا، الذي يجمع سلوك المواد ومتطلبات الديناميكية الهوائية الحاسوبية (CFD) وقيود التصنيع الإضافي في تصميم يعمل بالفعل للدراجات الهوائية، سنوات من التجارب.

ليس ذلك فحسب، بل مكتبة معلمات الطباعة: مجموعات محددة من خصائص المسحوق ودرجات حرارة البناء وسرعات الطباعة ومنحنيات المعالجة اللاحقة التي تنتج أجزاء موثوقة ومتسقة.

علاوة على ذلك، فإن معرفة أنظمة الدراجة بأكملها، وكيف تتفاعل صلابة الإطار والديناميكية الهوائية والتحكم والمتانة، لا تأتي إلا من بناء واختبار الدراجات الكاملة بالفعل.

يمكنك نسخ اللغة البصرية للتصميم. لا يمكنك اختصار العمق الهندسي تحته.

بوب: الأولوية الفورية هي مجموعة عجلات من التيتانيوم، مصممة للعمل مع الحزمة الديناميكية الهوائية لدراجة Aero One. بعد ذلك، قمرة قيادة متكاملة بالكامل مطبوعة ثلاثية الأبعاد تتناسب مع هندسة الإطار بدلاً من تكييفها من مكون طرف ثالث.

على المدى الطويل، نريد أن نقدم هندسة مخصصة كمعيار. الهدف الأساسي من التصنيع الإضافي هو أن كل إطار لا يكلف أكثر بكثير لإنتاجه بأبعاد مختلفة. يجب أن تترجم هذه المرونة إلى خيار مناسب حقيقي لكل راكب، وليس مجرد إطار يقرب قياساتك.

بوب: سيصبح هذا هو عملية التصنيع القياسية للإطارات والمكونات عالية الجودة. تتحسن اقتصاديات التكنولوجيا باستمرار: سرعات بناء أسرع، تكلفة أقل لكل جزء، وخيارات مواد أوسع. ما يتطلب استثمارًا رأسماليًا كبيرًا اليوم سيكون أكثر سهولة في الوصول إليه في غضون عقد من الزمان.

في تلك المرحلة، يتحول الحديث من "لماذا مطبوعة ثلاثية الأبعاد؟" إلى "لماذا لا؟". ستتعايش الأساليب التقليدية والإضافية لفترة طويلة. التصنيع التقليدي له مكانه في الإنتاج بكميات كبيرة. ولكن بالنسبة للدراجات عالية الجودة، أعتقد أن الطباعة ثلاثية الأبعاد ستصبح طريقة التصنيع المتوقعة، وليست الاستثنائية.