En Eurobike, THOK E-Bikes ha expuesto
este año un prototipo pedaleable de
aluminio, fabricado mediante un
procedimiento de impresión 3D.
Si bien ya anteriormente se habían
mostrado algunos ejercicios de estilo
sobre las bicicletas empleando una
tecnología similar, es la primera vez en
la historia que se fabrica un prototipo
plenamente utilizable de bici eléctrica
de montaña con doble suspensión. Con
todo lo que eso conlleva en términos
de pesos, robusteces y movimientos.
Las novedades son dos. No solo la tecnología de desarrollo empleada constituye una primicia
mundial absoluta para este tipo de proyecto, también el producto final será algo jamás visto en el
catálogo de THOK: una bici eléctrica de montaña ligera equipada con el flamante motor Bosch SX y
con la posibilidad de elegir entre baterías de distintas capacidades para adaptarse mejor a las
necesidades de los ciclistas.
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| THOK Project 4/ Gentileza de THOK E-Bikes |
Un prototipo hecho por impresión 3D, pero perfectamente pedaleable
“THOK Project 4” (P4 es la sigla usada a la espera de que la bicicleta tome forma y nombre
definitivos) es el embrión de la que se convertirá, presumiblemente en 2024, en la primera“peso
pluma” de THOK.
Se halla en fase de desarrollo, con la realización de pruebas sobre los técnicos senderos de Finale
Ligure, utilizando, por el momento, justo el cuadro que fue expuesto en Eurobike.
De hecho se trata (y esta es una de las grandes novedades) de un prototipo perfectamente
pedaleable, sobre el que es posible efectuar pruebas realistas.
Nada de esto hubiera sido posible con los modelos tradicionales de poliuretano o de PC-ABS.
La impresión 3D en aluminio recalca
las formas de la fibra de carbono. Muy probablemente la bicicleta final
se fabricará en fibra de carbono, pero
realizar prototipos con este material
llevaría tiempo y sería costoso. Para
la tecnología de impresión 3D se
utilizan, pues, otros materiales. En
este caso, un polvo de aluminio y
silicio que es solidificado mediante
un rayo láser. Su estructura interna
es en forma de colmena, para reducir
su peso.
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| THOK Project 4/ Gentileza de THOK E-Bikes |
El prototipo THOK se compone de 6 piezas imprimidas en 3D y luego soldadas. El producto obtenido
de esta forma se prueba en distintos tipos de terreno, generalmente recorridos All-Mountain de
medio y alto nivel.
Con esta tecnología, todo lo que se imagina fabricar en fibra de carbono puede ser llevado a un
prototipo de aluminio.
Tiempos de desarrollo muy rápidos
La ventaja del prototipado rápido con impresión 3D reside en la posibilidad de probar sobre el
terreno las geometrías y reglajes, pudiendo efectuar ajustes y modificaciones en el diseño de los
modelos experimentales en tiempos muy rápidos.
La fabricación de una bicicleta requiere por lo menos dos años de trabajo, entre reuniones, estudios
de mercado, diseños, desarrollo, ensayos de duración y fatiga, confrontaciones con los proveedores
y, sobre todo, precisamente, la creación de prototipos. Esto es así en particular modo para quienes,
como THOK, no utilizan cuadros libres sino que diseñan su propia bicicleta eléctrica desde cero,
adentrándose en territorios inexplorados en la fase de desarrollo.
Ahorro de tiempo, pues; pero sobre todo la ventaja de crear un prototipo pedaleable, similar en un
99 % al producto acabado.
La tecnología, los materiales y el socio adecuado
Para un salto tan delicado, THOK ha buscado un compañero de viaje de excelencia. La elegida ha
sido Materialise, una sociedad belga con sedes en 20 países del mundo y especializada en la
impresión 3D para los sectores aeroespacial, de la automoción y médico.
La tecnología es el SLM o Selective Laser Melting (fundido selectivo láser): se trata de un
procedimiento de manufactura aditiva en el que se funde polvo metálico por medio de un láser. Para el THOK P4 se ha seleccionado una aleación de aluminio y silicio , ya que ha resultado ser la más
adecuada en términos de fuerza, propiedades térmicas, peso y flexibilidad en los trabajos
posteriores a su transformación.
Se trata de un material que permite crear formas únicas, resolviendo problemas de complejidad
estructural que para una bici eléctrica requerirían numerosas piezas mecanizadas por control
numérico (un proceso de producción mediante desbaste, que, por el contrario, arranca capas de
material de un bloque en bruto) y moldes desechables.
Además, con esta aleación es posible crear modelos de mayor tamaño que con cualquier otro
material utilizado en impresión 3D de metales, por lo que a menudo se la emplea en los campos
aeroespacial y de los vehículos de carreras.
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| THOK Project 4/ Gentileza de THOK E-Bikes |
Ventajas y dificultades
El objetivo del prototipado rápido con impresión 3D es poder fabricar modelos funcionales, que
permitan probar las geometrías, las suspensiones y la integración de los componentes.
El SLM permite llevar a cabo piezas lo bastante ligeras como para simular los pesos de la bicicleta
final de fibra de carbono: mediante la técnica aditiva se construyen tubos semihuecos y el espesor
requerido para este material es de medio milímetro (2 mm en piezas estructurales).
“Una cosa es hacer pruebas con prototipos fabricados con tubos redondos, que limitan las formas
que es posible obtener y casi nunca permiten una integración óptima de las partes que componen
una bici eléctrica de montaña; otra muy distintas es llevar a cabo este tipo de pruebas con prototipos
de doble suspensión que se asemejan mucho, hasta en las formas, al producto final”, explica el
diseñador industrial de THOK, Luca Burzio, quien se ocupa de lo relacionado con la ingeniería en los
proyectos.
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| THOK Project 4/ Gentileza de THOK E-Bikes |
“Es imposible obtener un prototipo pedaleable y reproducir la integración necesaria con batería y
motor utilizando un método tradicional. Hay componentes que se obtienen por hidroconformado,
los cuales requieren moldes, y de los que, por este motivo, no sería posible obtener un prototipo de
otra forma. Tampoco los prototipos de fibra de carbono son funcionales, ni aguantan largas sesiones
de pruebas sobre el terreno. En ese sentido, esta que hemos realizado, la primera bici eléctrica de
montaña con suspensión integral fabricada en su totalidad por impresión, resuelve un problema
enorme”, continúa Burzio.
El desafío compartido de THOK y Materialise
“Antes llevábamos a cabo revisiones sucesivas del proyecto, no menos de 3 prototipos de cuadro solo
para el estudio antes de pasar a la realización del primer modelo funcional. Con el THOK P4, la
primera revisión es ya un modelo con los espesores y las distancias típicas de la fibra de carbono,
fabricado para ser ensamblado y sobre todo poder pedalear sobre él con unas sensaciones muy
cercanas a las de la bici definitiva”, explica el director ejecutivo de THOK, Stefano Migliorini, que
además es quien pone a prueba en primera persona este último prototipo, así como cualquier otro
proyecto de THOK, comprobando si las decisiones tomadas son las adecuadas y barajando las
modificaciones necesarias.
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| Stefano Migliorini con la THOK Project 4/ Gentileza de THOK E-Bikes |
Este reto ha planteado a THOK y
Materialise problemas que jamás
habían tenido que afrontar antes y ha
sido para ambos terreno de aprendizaje
en todo lo relacionado con la interacción
de las piezas imprimidas en metal y con
el mecanizado de los alojamientos para
los sistemas cinemáticos y de las zonas
de conexión con otros componentes.
"El proyecto con THOK nos ha permitido
ampliar nuestra experiencia en el sector
de las bicicletas y en la impresión 3D de
metales a un nuevo nivel. Esta
colaboración nos ha dado la
oportunidad de afinar nuestras capacidades en la manufactura aditiva de metales a la hora de hallar
soluciones para las exigencias específicas de la empresa italiana", explica Simone Cannella, jefe de
Desarrollo Comercial de Materialise.
El futuro de la impresión 3D está aún por escribirse, pero la experimentación llevada a cabo por
THOK y Materialise es un capítulo pionero en esta historia.
No se excluye solicitar el patentado de algunas soluciones de proyecto relacionadas con esta
tecnología, que podrían surgir precisamente de la labor de THOK y Materialise.
La bici eléctrica de montaña ligera de THOK esperada para 2024
La impresión 3D se había utilizado en el ciclismo de carretera, en cuadros rígidos, así como en un par
de pruebas en cuadros de bicicleta muscular amortiguados, sin los componentes del motor y la
batería. THOK E-Bikes es la primera empresa del mundo en emplear la impresión SLM para realizar
un ejemplar pedaleable de bici eléctrica de montaña con suspensión integral.
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| THOK Project 4/ Gentileza de THOK E-Bikes |
La THOK Project 4 que fue expuesto en Eurobike está todavía en fase de desarrollo: sus geometrías,
el posicionamiento de la batería, las soluciones técnicas, sufrirán modificaciones antes del
lanzamiento del nuevo producto, el cual tendrá lugar con toda probabilidad en 2024.
La nueva bici eléctrica, además de marcar la entrada de THOK en el sector de las e-MTB ligeras,
llevará incorporado el recién estrenado motor Bosch SX y ofrecerá la máxima modulabilidad en
cuanto a baterías (400 Wh, 500 Wh, 625Wh, 750 Wh, más una ampliación de autonomía de 250
Wh), para que el ciclista o la ciclista puedan personalizar, según sus exigencias, el peso de la bici y la
duración de la experiencia sobre ella.
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