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CANYON - Pure Cycling
Projekt 0.05 by Hans Christian Smolik & Canyon
PROYECTO 3.7\n
EL DESARROLLO DE LA BICICLETA\n
QUE SUPUSO UN RECORD

La bicicleta más ligera del mundo comparte los mismos genes que el cuadro de carbono Canyon F10.

Aceptamos el reto, pero no estábamos dispuestos a vernos condicionados por ninguna limitación. En el Eurobike de 2004, Canyon – junto a Christian Smolik – presentó la bicicleta de carretera más ligera del mundo. Basada en el cuadro de carbono Canyon F10, y equipada con componentes ultra-ligeros, la bici completa – lista para rodar – pesó tan sólo la sensacional cifra de 3.784 gramos. Nuestra tecnología futurista muestra lo que se puede lograr con este relevante trabajo de desarrollo. Esta obra maestra de ingeniería tiene muchos componentes con un desarrollo específico... y estos componentes patentados están destinados en el futuro a los modelos producidos en serie. Con un peso de tan solo 6.4 kgs la nueva Ultimate CF 9.0 SL – que comparte los genes de la bicicleta Proyecto 3.7 – enseña lo que se puede lograr en la producción de bicicletas de serie, a la vez que se logran las mejores características de marcha y de manejo. Gracias a la bicicleta record Proyecto 3.7, hemos superado cualquier límite para el futuro de las bicicletas de carretera más ligeras posibles.

Así la describe Hans Christian Smolik

Basándome en el cuadro F10 he intentado construir para Canyon la bicicleta de carretera más ligera posible. Este trabajo puede puede verse como un estudio y una plataforma de pruebas de los límites técnicos. Complementando el uso de componentes estandarizados súper ligeros, la mayor parte de las piezas han tenido que ser fabricadas a mano. La elección de materiales no se efectúo ni desde el punto de vista económico, ni desde la perspectiva de la producción, sino en términos de reducción de peso y siendo conscientes de la necesidad del desarrollo artesanal de cada componente. Como ingeniero de diseño, este tipo de proyectos te obliga a salir de tus parámetros habituales y esforzarte por encontrar nuevas y excitantes formas de hacer las cosas. A través de ellas se gana en conocimiento, que luego se aplica en el desarrollo y producción de los componentes. Para este proyecto, los bujes, frenos y cambio se concibieron como si fueran prototipos destinados en el futuro a la producción en serie... y en algunas partes, sustituí el aluminio 6061 por una aleación de magnesio que tiene una resistencia de 320 N/mm2.

A continuación se detalla cómo Hans-Christian Smolik enfocó cada uno de los comonentes de esta bicicleta-record, y las revolucionarias ideas que fueron tomando forma durante el desarrollo de esta máquina.

Cuadro (Canyon) 818g y Horquilla (Canyon) 260g
El cuadro F10 fue desarrollado en colaboración con un afamado instituto del diseño en fibras de carbono. Este colaborador engendró por completo nuevas técnicas que fueron empleadas en muchos de los detalles del cuadro... un ejemplo fue el darle al perfil del tubo de sillín forma recta desde su base en una de las caras, incrementando la rigidez de la caja del pedalier en más del 20%.

La revista Tour - en años recientes - detectó poca rigidez en los tradicionales tubos de horquilla rectos de las horquillas de carbono de las actuales bicis, calificándolo como un defecto importante. Es por ello que nosotros desarrollamos un tubo de horquilla de perfil cónico, con un diámetro de 38mm en el parte más baja del área de la dirección. Igual que en la horquilla Motivation – también cónica, pero en la que encajamos una dirección 1 1/8” – las fibras de carbono en esta nueva horquilla discurren de forma ininterrumpida desde la dirección a la corona de la horquilla, y hacia las barras. Y es así como esos "delgados" brazos de la horquilla aportan estabilidad y comfort en proporciones "sobredimensionadas".

Para la bicicleta del Proyecto, al ligero cuadro de 970 gramos en talla 58 cm, se le dió una capa de terminación en pintura ahorra-peso. Las punteras fueron cosntruidas en carbono, con una inserción de magnesio para el contacto con los ejes de las ruedas. En la dirección y en la caja de pedalier, las inserciones de aluminio fueran sustituidas por carbono. Con estos cambios, el peso del cuadro se redujo hasta los ¡818 gramos!

A la horquilla también se le aplicó un acabado que ahorrara peso. Punteras, expansor de dirección y adaptador cónico para la dirección fueron también producidos en magnesio... esto nos permitió reducir el peso de la horquilla de serie a 260 gramos.

Dirección (Canyon) 73g
Para la dirección teníamos que minimizar el peso, porque los rodamientos sellados angulares ya pesaban de por sí 49 gramos. De modo que igual que sucede en las bicis de serie, la cazoleta inferior se sobredimensiona con un diámetro de 52 mm, para que pueda aportar más estabilidad en superficies irregulares, además de incrementar su vida útil. El resto de gramos corresponden al tornillo de aluminio , la cazoleta superior y la tapa de carbono.

Cierre de sillín (Smolik) 8g
Empleé un cierre de sillín hecho a mano en aluminio, y con tornillo de titanio, con un peso de conjunto de sólo 8 gramos. Reduciendo el material en el collar de apriete logramos que funcione como una banda de tensión, ejerciendo la misma presión en toda la superficie de la tija.

Bielas con eje integrado (Propeller Titanium) 296g
Con este peso – completas y con eje de pedalier integrado en sólo 330 gramos – las bielas Propeller no tienen competencia. Reemplazé la araña de serie por una versión de carbono y eliminé las cazoletas de los rodamientos. Lo siguiente fue customizar el adaptador del eje de pedalier al cuadro, para permitir que esta zona pudiera soportar mejor las cargas experimentadas, y reducir su diámetro interior para insertar los rodamientos de 31 mm. El peso final fue de sólo 296 gramos.

Potencia (Syntace) modificada 88g. Manillar (Schmolke) 125g
Para las manetas de freno y sus anclajes al manillar (todo junto 94 gramos) tomé una lámina de fibras de carbono y la envolví entorno a un molde prefabricado. Después lo prensé fuertemente, y cuando el carbono adoptó la dureza necesaria, retiramos el núcleo-molde interior. En los enganches y áreas de pivote, los anclajes al manillar fueron reforzados con inserciones de aluminio. Además, fabriqué un soporte para levas de cambio mecanizadas en magnesio y lo acoplé a la maneta derecha.

Manetas de freno (Smolik) 94g
Para las manetas de freno y sus anclajes al manillar (todo junto 94 gramos) tomé una lámina de fibras de carbono y la envolví entorno a un molde prefabricado. Después lo prensé fuertemente, y cuando el carbono adoptó la dureza necesaria, retiramos el núcleo-molde interior. En los enganches y áreas de pivote, los anclajes al manillar fueron reforzados con inserciones de aluminio. Además, fabriqué un soporte para levas de cambio mecanizadas en magnesio y lo acoplé a la maneta derecha.

Platos (Tune Carbon) modificados 72g
El mínimo peso que se puede lograr aligerando platos de aluminio está entorno a los 85 gramos. Dado que ya otras bicis ligeras se han montado con platos de carbono, era un camino en el que ya poco podíamos explorar. Los 23 gramos que se ahorran al emplear los mencionados platos de carbono pesarán bastante en la durabilidad y resistencia al desgaste. Modificados a mano, los tornillos de los platos han sido rebajados para ahorrar 8 gramos.

Pedales (Speedplay) 75g
Estos pedales Aerolight – que incorporan un tubo de plástico que gira sobre rodamientos encima un eje de titanio – no tienen competidor en cuanto a peso se refiere. El adaptador que se coloca en la zapatilla es el responsable del sistema de enganche.

Cadena (Connex) 232g
Nos decantamos por una cadena Connex con pins de titanio y eslabones rebajados. Con sólo 232 gramos, es aproximadamente 50 gramos más ligera que una cadena Campagnolo de 10 velocidades.

Tubulares (Tufo) 229g
Tubulares Tufo de 18 mm, con un peso de 109 y 110 gramos.

Casete (TA 12 – 18) modificado 78g
El casete de aluminio TA original tienen un espesor de 3.4mm entorno al cuerpo del casete, de modo que pudimos mecanizarlo hasta lograr unos piñones de sólo 1.8 mm. De este modo, un casete plenamente funcional queda en sólo 78g incluyendo el cierre de casete reducido.

Desviador (Shimano Dura-Ace) modificado 65g
Por su excelente funcionamiento, decidí emplear un desviador delantero Dura-Ace, en el que empleando tornillería de titanio logramos bajar el peso hasta los 65 gramos.

Ruedas (llantas Reynolds / bujes Smolik) 823g
Las ruedas (total 823 gramos) están construidas con llantas de carbono Reynolds para tubular que pesan 212 y 224 gramos. Para ellas, fabriqué a mano un prototipo de buje delantero de 18 agujeros (54 gramos). Para ser empleado con un radiado recto, el buje tiene un flanco de 6mm por debajo del agujero para el radio, ofreciendo seguridad para que los flancos no sufran. Equipado cada uno de los bujes con 4 rodamientos, son capaces de soportar intensas y constantes cargas. La tapa de los rodamientos está fabricada en magnesio.

El buje trasero completo de 24 agujeros (130 grams) también es un prototipo. Tiene un eje de carbono, y los trinquetes modificados de un buje Hüg. El eje está fabricado con fibras de carbono unidireccionales, y teniendo las mismas dimensiones que un eje de aluminio, tiene mucha más rigidez. La circunferencia del eje se mantienen mediante el empleo en los extremos de topes de magnesio, y una fina cubierta de aluminio en el punto de contacto con los rodamientos. El cuerpo del casete está aligerado a 29mm y está revestido en magnesio para el asiento del rodamiento externo.

Los cierres (juntos 15 gramos) están mecanizados con aluminio aerospacial de 5 mm. Una contratuerca de magnesio se amarra de forma segura a un extremo del eje, y la otra contratuerca es la que da tensión con una llave Allen de 5 mm.

La rueda delantera está radiada con 18 radios cromados Prym (no disponibles ya) de mi propia colección. Son conificados con diámetro de 1.8mm en los extremos y 1.4mm en el centro. Para el lado contrario al casete de la rueda traseral – donde es necesaria más resistencia – preferí los algo más pesados radios Sapim Laser.

En un principio, los radios con llantas de carbono podían ser problemáticos. Los escasos 7.8mm de anchura del alojamiento en la cama de la llanta implica que sólo se puedan emplear cabezillas del mismo tamaño. Y con mucha tensión en los radios, esto repercute en las llantas de carbono. Por este motivo – justo después de la presentación de la bici en Friedrichshafen – amplié los agujeros a 10mm insertando unas cabecillas más grandes y arqueadas – con una herramienta especial – para ajustarse mejor a las paredes de las llantas.

Frenos (Smolik) 96g
Los actuales frenos de doble pivote, con un ratio de palanca de 1.3 a 1.5, pesan entorno a los 160 gramos. Obviamente necesitábamos encontrar algo más ligero. La idea principal era sustituir aluminio por magnesio, empleando más material en los puntos críticos y logrando el mayor poder de frenada posible con la menor cantidad de material necesaria. Este pensamiento nos condujo a la forma pecualiar del freno “X-Brake” con un muelle oculto que debía ser más largo que lo normal, en el punto de máxima desviación.

Cambio (Smolik) 56g
El cambio también fue concebido como un prototipo. Para evitar tener que trabajar con un muelle, pensé en utilizar un cambio de cable gemelo. Los cambios se accionarían con una rueda en las manetas de freno – para evitar disputas de patentes con Shimano y Campagnolo – a pesar de haber sido yo quién primero desarrolló cambios operados desde las manetas de freno. El cuerpo y la caja del cambio fueron cosntruidos en magnesio. Cosntruí las partes móviles y las bieletas en carbono, incluyendo los mini tornillos de instalación, con lo que el peso se quedó en un total de 56 gramos.

Una vez montado, me percaté de que el cambio de marchas no funcionaba, puesto que se perdía demasiada tensión en el cable. Cuando los cables se tensaban mucho, desaparecían esas pérdidas, pero apenas se podía accionar el cambio. La rueda de cambio no se movía con facilidad con la mano. De este modo, sustituimos la rueda de cambio por una pequeña leva de cambio, funcionando a la perfección. Las marchas funcionan, y Canyon ha dejado de investigar sobre este sistema.

PROYECTO 3.7\n
LOS COMPONENTES:
Cuadro Canyon 818g
Horquilla Canyon 260g
Dirección Canyon 73g
Cierre sillín Smolik 8g
Bielas Propeller Titanium con rodamientos 296g
Potencia Syntace 88g (modificado)
Manillar Schmolke 125g
Manetas freno Smolik 94g
Cables Smolik 35g
Sillín y tija Smolik 138g
Platos Tune Carbon 72g (modificado)
Tornillos platos Smolik 8g
Pedales Speedplay 75g
Cadena Connex 232g
Cierres rueda Smolik 15g
Cubiertas Tufo 229g
Radios TA 12-18 78g (modificado)
Desviador Shimano-Dura Ace 65g (modificado)
Manetas cambio Smolik 6g
Ruedas Llantas Reynolds Carbon / Bujes Smolik 823g
Frenos Smolik 96g
Cambio trasero Smolik 56g
Espaciadores Smolik 22g
Cola/Aire/Cinta manillar 35g
Pegatinas/Guías cable   4g
Sensacional resultado   3751g