Découvrez comment Santa Cruz bicycles étend ses capacités de R&D en imprimant en 3D des cadres de vélo, des outils et des prototypes.
Pour Santa Cruz Bicycles (Santa Cruz), un vélo est plus qu'un simple moyen de se rendre d'un endroit à un autre. Un vélo Santa Cruz est l'incarnation de l'objectif de la société de construire les vélos de montagne 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.
Un défi unique en son genre
Un de ses admirateurs est le cycliste professionnel de trial et de VTT Danny MacAskill, qui a demandé à Santa Cruz de lui fabriquer un vélo de trial personnalisé. Le dilemme, cependant, était qu'il s'agirait d'un modèle unique, fabriqué selon les spécifications de Danny. Beaucoup de vélos Santa Cruz utilisent des cadres en fibre de carbone, ce qui les rend solides mais légers. Les cadres rigides et les composants robustes permettent aux cyclistes de traverser des terrains généralement considérés comme praticables seulement par des chèvres de montagne au pied sûr. Cette réputation est ce qui attire les amateurs de vélo de montagne vers les vélos Santa Cruz.
Les vélos Santa Cruz en fibre de carbone étant produits en masse en Asie, la conception et la production du cadre en fibre de carbone en interne dans un délai très court constituaient un défi.
"Le développement du vélo de Danny était vraiment un territoire inexploré pour nous", a déclaré Geoff Casey, directeur du design de Santa Cruz. "Nous n'avions jamais vraiment fait quelque chose comme ça avant en interne et déterminer le calendrier pour amener quelque chose comme ça sur le marché a été l'un des plus grands défis parce que nous essayions tellement de choses nouvelles et différentes que nous n'avions jamais fait auparavant."
Nic McCrae, responsable R&D de Santa Cruz, ajoute : "Ce que nous avons essayé de faire, c'est de réaliser quelque chose qui corresponde exactement aux spécifications de Danny, qui soit aussi résistant que possible et qui serve de plateforme R&D pour nous permettre d'expérimenter différentes techniques et technologies de fabrication."
Un nouveau territoire pour l'industrie manufacturière
Les concepts du design ont été étoffés à l'aide de cadres imprimés en 3D, ce qui a permis aux concepteurs de visualiser et d'imaginer beaucoup plus rapidement diverses idées de design.
"Avoir un vrai cadre imprimé en 3D en personne est vraiment utile pour nous car nous pouvons voir ce que nous devons modifier sans avoir à fabriquer un outil en carbone et un vrai cadre, ce qui prend beaucoup de temps et d'argent".
- Le designer industriel senior Jack Russell.
"C'est tellement agréable de sentir le cadre dans votre main et de voir les proportions du tube en personne. Vous ne pouvez pas obtenir cela en le voyant sur un écran", a-t-il ajouté.
Mais une fois la conception établie, le défi de la produire en fibre de carbone restait entier, nécessitant un ensemble d'outils et de moules complètement nouveau. McCrae et son équipe ont surmonté ce problème en se tournant à nouveau vers l'impression 3D. En utilisant le matériau de résine ULTEM™ 1010, McCrae a façonné des mandrins imprimés en 3D qui ont constitué la base de l'outillage du moule utilisé pour fabriquer le cadre en fibre de carbone.
McCrae explique : "La résine ULTEM 1010 nous a permis de créer des vessies en latex d'une précision incroyable. Elles ouvrent l'espace de conception à des formes qui sont traditionnellement très difficiles à usiner, ou qui nécessiteraient plusieurs réglages sur une machine à cinq axes, ce qui signifie du temps et de l'argent." Non seulement cela a permis de réduire les coûts, mais cela a permis à Santa Cruz de respecter son calendrier de production. McCrae a poursuivi, "Avec ces (outils) nous pouvions tourner autour d'un design en quelques heures, itérer sur les formes et passer de la CAO au prototype utilisable en quelques semaines".
Application générale
Santa Cruz a travaillé 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 obtenus avec le projet de vélo de Danny, nous avons en fait décidé d'acheter une machine Fortus 450mc avec des capacités de fibre de carbone nylon 12 et de résine ULTEM 1010", a déclaré McCrae. A partir de là, ce n'était qu'une question de temps avant que l'équipe de Santa Cruz n'étende les applications de l'impression 3D, couvrant le spectre de la modélisation et du prototypage de concepts à l'outillage composite et aux gabarits et montages. "Nous utilisons l'imprimante tous les jours", a déclaré M. McCrae. Il ajoute que non seulement le département de conception et d'ingénierie utilise l'impression 3D, mais aussi le laboratoire d'essai. Les pièces destinées aux montages d'essai et aux machines de test de fatigue et d'impact "utilisent beaucoup le nylon rempli de fibre de carbone", a-t-il ajouté.
"J'ai le sentiment que nous serons en mesure d'utiliser le vaste éventail de technologies offertes par Stratasys et, au final, de développer de meilleures motos plus rapidement, de manière plus efficace, et de mettre sur le marché de meilleurs produits que les gens pourront apprécier", a déclaré M. McCrae.
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