Bob: Četiri stvari su se poklopile odjednom: materijal, proces, performanse i praznina koju nitko nije popunio. Titan je privlačan materijal za okvir. Visoka čvrstoća, prirodna usklađenost, otpornost na koroziju, s vijekom trajanja koji nadmašuje ugljična vlakna za veliku maržu. Ali tradicionalna konstrukcija od titana ne može pružiti odgovarajuće aero profile cijevi. Cijevi s pojačanjima imaju fizička ograničenja. Ne možete oblikovati oblike koje CFD zahtijeva kada radite s cijevima.

Aditivna proizvodnja metala u potpunosti uklanja to ograničenje. Možemo ispisati jednodijelnu strukturu s topološki optimiziranom unutarnjom geometrijom, aero profilima i rešetkastim ojačanjem gdje je potrebno, sve u jednoj izradi. To jednostavno nije bilo moguće s tradicionalnom konstrukcijom.

I tržišni tajming je bio pravi. Tržište karbonskih cestovnih bicikala je duboko zasićeno. Svaki brend slijedi istu formulu, a proizvodi su sve više zamjenjivi. Sve veći broj ozbiljnih vozača postavlja drugačija pitanja: Može li se ovo popraviti? Hoće li zadržati svoju vrijednost? Mogu li ga i dalje voziti za 15 godina? Nitko nije odgovarao na ta pitanja s pravim performansnim biciklom.

Bob: Uvijek je postojao prisilni izbor kod vrhunskih cestovnih bicikala. Karbon vam daje trkaće performanse, ali stari (uvijek se ažurira), ne podnosi dobro udarce, a kada je strukturno kompromitiran, gotov je. Tradicionalni titan vam daje dugovječnost i odličan osjećaj vožnje, ali geometrija je ograničena, a aerodinamika je kompromitirana. Rani projekti 3D isprintanih bicikala bili su uglavnom konceptna vozila. Pokazivali su što je moguće, ali nisu bili rafinirani, spremni za proizvodnju performansni bicikli.

Aero One je prvi bicikl koji se nalazi na raskrižju sva tri: aerodinamike, trajnosti titana i slobode dizajna koju omogućuje 3D ispis metala.

Bob: Uglavnom je to proizvod za dugotrajno vlasništvo visoke klase, iako sadrži elemente ostalih. Nije čisti trkaći bicikl kao što je to karbonski performansni bicikl. Ugljična vlakna su još uvijek prikladnija za taj specifičan cilj.

Ono što Aero One nudi je bicikl koji možete voziti na visokoj razini desetljeće ili dva, ili tri. Bicikl koji se može popraviti, prilagoditi vašoj geometriji, i ako želite, proslijediti. Tehnologija je vrhunska, vidljiva u dizajnu bicikla, ali krajnji cilj je uvijek iskustvo vožnje i dugotrajni odnos između vozača i okvira.

Bob: Titan ima vrlo visok omjer čvrstoće i težine, što to omogućuje. Tanak profil od titana, posebno s unutarnjim rešetkastim ojačanjem, može podnijeti opterećenja koja bi zahtijevala mnogo veći presjek kod aluminija ili čelika. Ciljevi su bili minimalna čeona površina, minimalna težina, dovoljna krutost za intenzivnu vožnju i vizualni jezik koji uz to dolazi.

Za provjeru, podvrgnuli smo okvir FEA analizi naprezanja, ispitivanju zamora od 100.000 ciklusa, statičkom opterećenju i ispitivanju udarca padom.

Vertikalno opterećenje je ocijenjeno na 150 kg, bočno: 80 kg. Cijeli okvir je jedan komad bez lemljenih ili zavarenih spojeva, što eliminira slabe točke koje brinu ljude kada vide tanki dio.

Bob: Taj integrirani pristup s bocama optimizira jednu varijablu: koeficijent otpora donje cijevi kada je boca montirana. Ali uvodi kompromise u cijelom okviru. Završite s većom prednjom površinom, većom osjetljivošću na bočni vjetar, dodatnom težinom i profilom koji ima smisla samo s tom specifičnom bocom u tom položaju.

Naše CFD modeliranje usredotočilo se na ukupni otpor bicikla pri realnim brzinama vožnje i kutovima zanošenja. Pri brzinama koje većina vrhunskih vozača zapravo postiže, tanka donja cijev s usko proširenim dijelom kaveza dosljedno pruža niži ukupni otpor od širokog integriranog pristupa, i značajno je bolja u uvjetima bočnog vjetra. Minimalno smo intervenirali na području kaveza. Sve ostalo je optimizirano za cjelokupnu sliku.

Bob: To je bio središnji izazov cijelog projekta. Postizanje trostruke ravnoteže bočne krutosti, aerodinamike i težine u tom spoju glave upravljača je ono na što je otišla većina inženjerskog vremena.

Rješenje je interno. Izvana cijev izgleda minimalistički, ali interno zona glave upravljača koristi mnogo gušću titanijsku rešetkastu strukturu, s više materijala točno tamo gdje se koncentriraju opterećenja savijanja. Prijelaz između glave upravljača, gornje cijevi i donje cijevi je jedna kontinuirana 3D ispisana struktura bez spojeva, tako da nema lokalizirane koncentracije naprezanja na spojevima. FEA je vodio dodavanje i uklanjanje materijala. Mjerili smo bočnu krutost u usporedbi s referentnim karbonskim aero okvirima, i ona se održava.

Bob: Mi se zapravo ne uspoređujemo s karbonom. Struktura troškova je potpuno drugačija, kao i ono što kupujete. Titanijski prah košta višestruko više od ugljičnih vlakana po kilogramu. Oprema za 3D ispis metala, toplinska obrada i precizna završna obrada zahtijevaju značajan kapital. Inženjerska ulaganja, CFD, FEA, optimizacija topologije, ispitivanje zamora i rad u zračnom tunelu značajni su za proizvod prve generacije.

Relevantnija usporedba je ukupni trošak vlasništva tijekom vremena. Karbonski trkaći bicikl obično se povlači za tri do pet godina. Aero One je napravljen da se vozi i održava 20 godina. Može se popraviti. Ne propada na način na koji karbon propada pod ponovljenim udarcima i UV izlaganjem. Kada se promatra kroz taj životni vijek, brojevi izgledaju potpuno drugačije.

Bob: Da, i to je jedan od najpodcjenjenijih aspekata titana kao materijala za okvire. Titan je zavariv. Površinska oštećenja poput ogrebotina i manjih udubljenja mogu se ispolirati. Pukotine ili lokalizirane frakture mogu se laserski zavariti i toplinski obraditi, uz oporavak čvrstoće. Za značajnija strukturna oštećenja, lokalizirani dijelovi mogu se ponovno isprintati i integrirati.

Oštećenja ugljičnih vlakana, delaminacija, lom od udarca i naprezanja općenito su nepovratna. Jednom kada je vlaknasta matrica kompromitirana, ne možete vratiti strukturni integritet. Okvir je gotov. S titanom, oštećenje je posao popravka, a ne kraj.

Bob: Ne smatramo da je vjera pravi okvir. Objavljujemo inženjerske podatke: CFD rezultate, izvješća o ispitivanju zamora, podatke o težini, podatke o strukturnom opterećenju.

Gradimo mogućnosti testne vožnje u ključnim gradovima, jer ništa ne može zamijeniti stvarnu vožnju bicikla. Također radimo s recenzentima trećih strana koji će ga ocjenjivati bez PR filtra. I struktura jamstva je također dio toga.

Doživotno pokriće popravaka moguće je samo zato što smo istinski sigurni u trajnost proizvoda. Za vozače koji žele uvod s nižim ulogom, naši titanijski sitni dijelovi omogućuju ljudima da iskuse kvalitetu proizvodnje i materijala prije nego što se obvežu na okvir.

Bob: Svaki konkurent može kupiti metalni 3D printer i titanijski prah. Prepreka nije pristup opremi.

Prepreka je znanje, dizajn i godine iteracije.

Rad na optimizaciji topologije, kombiniranju ponašanja materijala, CFD aero zahtjeva i ograničenja aditivne proizvodnje u dizajn koji zapravo funkcionira za bicikl, trajao je godinama ispitivanja.

Ne samo to, već i biblioteka parametara ispisa: specifične kombinacije karakteristika praha, temperatura izrade, brzina ispisa i krivulja naknadne obrade koje proizvode pouzdane, dosljedne dijelove.

Kao vrhunac, znanje o cjelokupnim sustavima bicikla, kako se međusobno djeluju krutost okvira, aerodinamika, upravljanje i trajnost, dolazi samo iz stvarne izrade i testiranja kompletnih bicikala.

Možete kopirati vizualni jezik dizajna. Ne možete skratiti inženjersku dubinu ispod njega.

Bob: Neposredni prioritet je titanijski kotač, dizajniran za rad s aerodinamičkim paketom Aero One. Nakon toga, potpuno integrirani 3D isprintani kokpit usklađen s geometrijom okvira, umjesto prilagođenog od komponenti treće strane.

Dugoročno, želimo ponuditi prilagođenu geometriju kao standard. Cijela poanta aditivne proizvodnje je da svaki okvir ne košta značajno više za proizvodnju s različitim dimenzijama. Ta fleksibilnost trebala bi se prevesti u pravu opciju prilagodbe za svakog vozača, a ne samo u okvir koji približava vaše mjere.

Bob: Postat će standardni proizvodni proces za vrhunske okvire i komponente. Ekonomičnost tehnologije dosljedno se poboljšava: veće brzine izrade, niži troškovi po dijelu i šire mogućnosti materijala. Ono što danas zahtijeva značajna kapitalna ulaganja, bit će dostupnije za deset godina.

U tom trenutku, razgovor se s "zašto 3D ispisano?" prebacuje na "zašto ne bi bilo?". Tradicionalni i aditivni pristupi će koegzistirati dugo vremena. Tradicionalna proizvodnja ima svoje mjesto u masovnoj proizvodnji. Ali za vrhunske bicikle, mislim da 3D ispis postaje očekivana metoda proizvodnje, a ne iznimna.