Santa Cruz Bicycles - Créer une conduite personnalisée

Santa Cruz Bicycles élargit ses capacités de R&D avec l’impression 3D

 

Pour Santa Cruz Bicycles (Santa Cruz), un vélo est bien plus qu’un simple moyen de se déplacer d’un endroit à un autre. Un vélo Santa Cruz incarne l’objectif de l’entreprise de construire les VTT les plus performants au monde, guidant les cyclistes sur des terrains accidentés et vers de nouveaux horizons. C’est l’esprit d’innovation de l’entreprise qui fait de cette vision une réalité.

 

« Avoir un cadre réel imprimé en 3D sur place nous est vraiment utile car nous pouvons voir ce que nous devons changer sans avoir à fabriquer un outil en carbone et un cadre réel, ce qui prend beaucoup de temps et d’argent. »
Jack Russell
Santa Cruz Bicycles

Adapter un mandrin en résine ULTEM™ 1010 imprimé en 3D dans l’outil de superposition de composites utilisé pour fabriquer le cadre de vélo en fibre de carbone.

 

Un défi unique en son genre

Un admirateur est le cycliste professionnel de trial urbain et de VTT, Danny MacAskill, qui a demandé à Santa Cruz de lui fabriquer un vélo de trial personnalisé. Cependant, le dilemme était que ce serait une conception unique, réalisée selon les spécifications de Danny. De nombreux vélos Santa Cruz utilisent des cadres en fibre de carbone, ce qui les rend résistants mais légers. Les cadres rigides et les composants robustes permettent aux cyclistes de traverser des terrains généralement considérés comme praticables uniquement par des chèvres de montagne agiles. Cette réputation est ce qui attire les passionnés de VTT vers les vélos Santa Cruz.

 

Étant donné que les vélos en fibre de carbone de Santa Cruz sont produits en série en Asie, cela a posé un défi en termes de conception et de production du cadre en fibre de carbone en interne dans un délai serré.

 

 

« Le développement du vélo de Danny était vraiment une terre inconnue pour nous », a déclaré Geoff Casey, directeur de la conception chez Santa Cruz. « Nous n’avions jamais vraiment fabriqué quelque chose de semblable en interne, et déterminer le calendrier de production était l’un des plus grands défis car nous essayions tant de choses nouvelles et différentes que nous n’avions jamais faites auparavant. »

 

Nic McCrae, responsable de la R&D chez Santa Cruz, a ajouté : « Ce que nous essayions d’atteindre, c’est quelque chose qui corresponde exactement aux spécifications de Danny, qui soit aussi robuste que possible et qui serve de plateforme de R&D pour expérimenter différentes techniques et technologies de fabrication. »

 

 

Le vélo « Danny » final, développé en partie avec des outils imprimés en 3D.

 

 

Exploration de nouveaux horizons en matière de fabrication

 

Les concepts de conception ont été élaborés grâce à des cadres imprimés en 3D, offrant aux concepteurs un moyen beaucoup plus rapide de visualiser et de développer différentes idées de conception.

« Avoir un véritable cadre imprimé en 3D en personne est vraiment utile pour nous car nous pouvons voir ce que nous devons changer sans avoir à fabriquer un outil en carbone et un vrai cadre, ce qui prend beaucoup de temps et d’argent », a déclaré Jack Russell, designer industriel senior.

« C’est tellement agréable de tenir le cadre dans sa main et de voir les proportions des tubes en personne. Vous ne pouvez tout simplement pas obtenir cela en le regardant sur un écran », a-t-il ajouté.

Mais une fois la conception établie, le défi de la produire en fibre de carbone demeurait, nécessitant un tout nouvel ensemble d’outils et de moules. McCrae et son équipe ont surmonté ce problème en se tournant à nouveau vers l’impression 3D. En utilisant du matériau en résine ULTEM™ 1010, McCrae a fabriqué des mandrins imprimés en 3D qui ont servi de base pour les outils de moulage utilisés pour fabriquer le cadre en fibre de carbone.

 

McCrae a expliqué : « La résine ULTEM™ 1010 nous a permis de créer des vessies en latex incroyablement précises. Elles ouvrent l’espace de conception à des formes qui sont traditionnellement très difficiles à usiner, ou qui nécessiteraient de multiples configurations sur une machine à cinq axes, ce qui signifie du temps et de l’argent. »

Cela a non seulement permis d’économiser des coûts, mais cela a également signifié que Santa Cruz pouvait respecter son calendrier de production. McCrae a poursuivi : « Grâce à ces outils, nous pouvions concevoir en quelques heures seulement, itérer sur les formes et passer du CAO à un prototype roulable en quelques semaines seulement. »

 

 

Des cadres de vélo conceptuels en 3D ont été imprimés en utilisant du matériau ASA.

 

Des fixations en nylon 12 renforcé de fibres de carbone, imprimées en 3D en noir, maintiennent un cadre de vélo lors de tests de fatigue.

 

Large Champ d’Application

 

Santa Cruz a collaboré avec Stratasys pour développer les outils initiaux pour créer le vélo de Danny, mais a rapidement acheté sa propre imprimante 3D Fortus 450mc™. « En raison des excellents résultats du projet de vélo de Danny, nous avons en fait décidé d’acheter une machine Fortus 450mc avec des capacités de nylon 12 renforcé de fibres de carbone et de résine ULTEM™ 1010 », a déclaré McCrae. À partir de là, il n’a fallu que peu de temps avant que l’équipe de Santa Cruz n’élargisse les applications de l’impression 3D, couvrant l’ensemble du spectre, de la modélisation conceptuelle et du prototypage à la fabrication d’outils composites, aux gabarits et aux fixations.

« En fait, nous utilisons l’imprimante quotidiennement », a déclaré McCrae. Il a ajouté que non seulement le département de conception et d’ingénierie utilise l’impression 3D, mais aussi le laboratoire d’essais. Il a ajouté que les pièces pour les dispositifs de test et les machines de test de fatigue et d’impact « utilisent beaucoup le nylon renforcé de fibres de carbone ». « J’ai l’impression que nous serons en mesure d’utiliser la vaste gamme de technologies que propose Stratasys et, en fin de compte, de développer de meilleurs vélos plus rapidement, de manière plus efficace, et de proposer de meilleurs produits pour que les gens en profitent », a déclaré McCrae.