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Lo que la pintura esconde

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¿Te has preguntado alguna vez, al mirar una bicicleta, qué hay oculto debajo de la pintura? Hubo un tiempo, en que una simple pegatina en un tubo certificaba el pedigrí de los tubos de acero que solía utilizar el fabricante, quizá Reynolds o Columbus, y la pintura no dejaba entrever las horas de artesanía dedicadas a la bicicleta.

En la actualidad, las bicicletas de fibra de carbono de Trek comparten el mismo patrón que sus antecesoras, ocultando el trabajo hecho a mano. Las bicicletas se desarrollan a través de diseños generados por ordenador, y se estudian mediante la dinámica de fluidos y el análisis finito, y de esta manera, las perfectas formas resultantes parecen haber salido de una máquina.

El proceso de fabricación de las bicicletas de carbono llevado a cabo en la sede central de Trek en Waterloo ha cambiado a lo largo de los últimos años. Se ha pasado de pegar tubos preformados de carbono o utilizar racores de aluminio en 1988, a un proceso ideado desde cero que combina múltiples moldes con múltiples materiales de carbono, para crear un producto final completamente personalizable y diseñado con maestría.

A pesar de la tecnología aeroespacial, en realidad, las bicicletas se fabrican a partir de una lámina de tejido de carbono plana y de forma completamente manual. Aquí ya no se utilizan tubos o racores de otros fabricantes y, paradójicamente, hoy en día, en Trek las bicicletas se fabrican más a mano que nunca.

A pesar de que el proceso comienza con los moldes, no se trata únicamente de introducir formas de carbono en un molde gelatinoso con un poco de resina epoxy. En Trek, la fabricación de moldes a medida corre a cargo de un equipo de ingenieros, capitaneado por Jay Thrane. Las instalaciones donde se fabrican los moldes se encuentran en el mismo granero rojo de Trek en Waterloo, el lugar donde Dick Burke y Bevil Hogg fundaron la compañía y donde se fabricaron miles de bicicletas de acero en los años 70. A día de hoy y en este antiguo granero, se diseñan los moldes para fabricar miles de cuadros de carbono. Cada uno de estos moldes proviene de una masa sólida de aluminio o acero, dependiendo de la aplicación y se someten a mecanizado CNC in situ, para adecuarlos a la forma del componente deseado. Ahora viene lo más difícil. A medida que los cuadros incorporan formas más complejas, los moldes son cada vez más complicados de fabricar. En un principio, las instalaciones donde se cortaban los moldes producían cinco moldes por semana. En la actualidad y, a pesar de que se utilizan más máquinas durante las 24 horas del día, sólo es posible fabricar uno o dos por la complejidad de los nuevos diseños.

Una vez los moldes se envían al laboratorio de carbono, situado a 1,5 km de distancia, este material mágico de color negro se puede cortar y seleccionar. Dejando aparte el tema de la ingeniería, el proceso de fabricación de un cuadro de carbono es muy parecido al de un vestido. De hecho y en lo que a los procesos se refiere, seguramente tiene más puntos en común con el arte de la costura que con la forma tradicional de fabricar un cuadro de acero a partir del tubo y los racores.

Lo explica Jim Colegrove, ingeniero de fabricación de compuestos: "Disponemos del software más avanzado. En primer lugar, utilizamos CAD y diseñamos la forma del cuadro en 3D. Separamos esta pieza en áreas específicas para después aplanarla hasta conseguir una forma final, un patrón perfecto que se coloca de nuevo en el molde y que estoy seguro de que coincidirá exactamente con el molde. A este patrón lo denominamos preforma plana y, a continuación, se recorta en nuestra tabla de corte CNC."

Las preformas son clave a la hora de obtener una estructura resistente y ahorrar peso allí donde no es necesario, ya que los ingenieros seleccionan el material adecuado para cada forma y aplicación. Hexcel, especialista en carbono, fabrica todo el material de carbono de Trek de Waterloo y lleva haciéndolo desde hace casi 25 años. Se trata de fibra de carbono hecha en EEUU traída directamente desde Salt Lake City, Utah, suministrada en módulos estándar, intermedios, altos y ultra altos. Dependiendo del uso que se le quiera dar, puede ser de malla o unidireccional.

Jim, ex-ingeniero aeroespacial, explica sus respectivas propiedades.

Utilizamos malla, ese típico tejido de carbono cuadriculado, en zonas específicas de alto estrés o zonas de impacto, ya que la malla incorpora unas propiedades específicas. Es parecido al nailon ripstop: tolera mejor los daños. Además, protege mejor los contornos de superficie extremadamente estrechos. En el caso del carbono unidireccional, como su propio nombre indica, las fibras están orientadas en una sola dirección. Además es flexible, en el plano de las fibras, aunque dificulta en gran medida la fabricación de formas más complejas. Cada material tiene puntos fuertes y puntos débiles y requiere de una gran experiencia para crear estructuras de forma óptima."

Por ejemplo, el Hex-MC es un material exclusivo con fibras más cortas. Se colocan en una lámina sobre un patrón aleatorio que simula una superposición de capas. Seguidamente, se pueden moldear adoptando formas realmente complejas con total facilidad, ya que las fibras no son largas y continuas. Sin embargo, no tiene la misma robustez o rigidez que el tipo malla o unidireccional. Un ejemplo, fíjate en el eje de pedalier. Está sometido a grandes torsiones y flexiones, debido, tanto a la carga del tubo de dirección, como a la carga que ejerce el propio corredor, por lo que requiere de altos niveles de rigidez y robustez. Es por ello que añadimos pequeños refuerzos de material de módulo alto o ultra alto en esas zonas específicas.”

"Si echamos un vistazo a un cuadro de carbono, es fácil pensar que se fabrica igual que un avión de plástico, pero la cosa es bastante más complicada. Un cuadro de carretera Madone incorpora alrededor de 180 preformas o piezas individuales de láminas de carbono que pueden superponerse para aumentar la robustez allí donde es necesario. En cambio, una bici de descenso como la Session incorpora 238 preformas, conteniendo cada una de ellas entre 2 y 12 capas de material de carbono (ya sea unidireccional, de malla o Hex-MC). Se trata de una lista de cortes muy compleja. El carbono es un material fantástico, pero es necesario un buen diseño de ingeniería para trabajarlo de forma correcta. Sin la experiencia adecuada, las estructuras acaban siendo demasiado pesadas o inseguras.

A dicha complejidad cabe añadir el hecho de que las preformas generalmente incrementan su tamaño a medida que aumenta la talla del cuadro, por lo que puede ser necesario añadir más material para soportar la carga ejercida por los corredores de mayor envergadura sobre la bicicleta. Sin embargo, incluso las partes más reforzadas del cuadro alcanzan como mucho los 1,5 mm de grosor.""

Las auténticas artesanas expertas en la fabricación de prototipos de carbono de Trek son Kelly Stone y Sue Moe, entre ambas suman 46 años de experiencia en el moldeado de la fibra de carbono. El material es parecido a una lámina de caramelo, en el sentido de que es pegajoso, flexible y se ablanda en contacto con el calor.

Tal y como explica Kelly, en cuanto pasan por sus experimentadas manos las láminas de carbono sabe con certeza si va a funcionar o no.

Es fácil distinguir entre los diferentes tipos de material para determinar cuál es el correcto, así como para saber si hay o no suficiente resina. Los ingenieros siempre nos dicen cómo colocar las capas y los ingredientes para cada prueba, pero después de inspeccionarlas, podemos diseñar piezas adicionales y, seguidamente, probarlas"".""

Kelly y Sue conocen el proceso a la perfección, los tiempos de enfriado, las temperaturas ideales y los límites del material. Pueden darle su opinión a Jim y a sus ingenieros sobre lo que funcionará y lo que no durante el proceso de superposición de capas. Se trata de algo más que una mera ciencia. En Trek, la experiencia es lo más importante. Han fabricado y probado tantos cuadros que han adquirido una gran ventaja en lo que al desarrollo del cuadro se refiere: toda esa información. "

El Sr. Plaid esparce agente desmoldante alrededor de un molde y coloca una preforma en la cavidad. Nos detalla los siguientes pasos. Dependiendo de la forma, si es necesario se añaden vejigas, luego se cierra el molde y se introduce en las prensas. Estas prensas aplastan las fibras literalmente y dan forma al material, eliminando, simultáneamente, el exceso de resina.

El nuevo cuadro de competición de descenso de la Session incorpora 40 preformas individuales para una única bieleta. Al igual que una modista utiliza el patrón de un tejido para obtener el ajuste o textura adecuada, el carbono se dispone en capas en el molde para obtener los mejores resultados (y los más ligeros). El solo hecho de superponer las capas de carbono de un molde para una sola pieza requiere aproximadamente 10 minutos, por lo que la idea de que el carbono producido en moldes es más rápido y fácil de fabricar que el aluminio mecanizado mediante CNC es equivocada. Una vez se limpian y se enfrían todas las piezas, comienza la siguiente fase del proceso.

En el caso de la Madone, la instalación de los componentes moldeados en un cuadro de carretera es extremadamente rápida. Se utiliza pegamento de epoxy para unir los tirantes, las vainas, el eje de pedalier y las piezas del triángulo delantero aplicando el diseño patentado Step Joint que crea juntas del mismo grosor que el tubo contiguo, de tal forma que no añade peso, ni diferencias en la calidad de conducción. El conjunto completo se coloca en unos soportes para introducirlo en un horno. Una vez asentado, se comprueba la correcta alineación del cuadro y se pasa a la fase siguiente: el acabado y la pintura. Y al mismo tiempo intentamos mantener en secreto todo ese trabajo manual y la tecnología, en un mercado que pide más por menos, como explica Jim.

“A menudo me preguntan: ¿cómo es que Trek continúa fabricando cuadros aquí cuando la industria al completo se ha trasladado a otros territorios, y más cuando parte de la producción de cuadros de Trek ya lo ha hecho? ¿Cómo es que aún tenemos esta fábrica? Mi respuesta siempre es la misma. No se pueden fabricar productos diferentes y mejores sin entender de forma completa la ciencia que les rodea. La única forma de entender cómo funcionan realmente los cuadros y las estructuras de carbono es fabricándolos uno mismo. Para avanzar en los diseños, resulta crucial que nuestros ingenieros corten moldes, coloquen las capas de carbono y vean cómo sus estructuras cobran vida. Es realmente caro producir en esta fábrica, sin embargo los productos son mejores por eso. Todos nuestros productos son mejores porque sabemos cómo fabricarlos. Y esto se debe a que lo hacemos nosotros mismos. No podemos esperar a que alguien tome las medidas y nos enseñe a hacerlo. Somos la marca líder. Esa es la filosofía de Trek desde que empecé en 1990 y el motivo por el que vengo a trabajar cada día."

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