Amar el carbono.

El cerebro de la emoción, su parte racional y científica.
Resultado de los más atentos y precisos estudios y de los conocimientos de ingeniería más avanzada.

Porque solo quien ama el carbono completamente, lo conoce en todas y cada una de sus fibras.
Y sobre todo sabe que un verdadero cuadro monocoque, se puede realizar solamente en una sola pieza.
Sin juntas o vendajes sucesivas entre tubos.

Este será el cuadro de vuestra próxima bicicleta.

UFS™ Technology

Cuadro en una única pieza.
Swi One es el primer y único verdadero monocoque en el mercado, realizado según la tecnología USF™, acrónimo de Unishell Frame System.

Esta es la única regla que conocemos. Aquella de la excelencia.
Imaginen una cascara de huevo: cerrado y continuo, sin interrupciones de algún tipo. La Unishell Frame es un modelo de estructura portante registrado y patentado de la Swisstech Engineering y se basa en la integralidad (triangulo anterior y carro posterior cerrado en las uniones por el buje) del cuadro como monocoque, es decir concebido de un único molde, con la función de incrementar la solidez general de la estructura sea en rotación longitudinal que transversal.

La ausencia de interrupción de las fibras de carbono, ofrece una comodidad muy elevada, dado que el cuadro tiene la capacidad de absorber y descartar homogéneamente la energía pasiva causada de los esfuerzos del terreno durante la carrera, transformando por lo tanto la potencia suministrada del atleta en una máxima propulsión.

Respecto al modelo de cuadro comúnmente llamado “monocoque” difundido en sus variantes en numerosos modelos de bicicletas de carrera, aquel a armazón integral portadora asegura un peso inferior general, una mayor seguridad en caso de impacto con obstáculos y aspereza del terreno siendo su deformación más progresiva, una gran resistencia y una perfecta rigidez estructural, que consiente una gran reactividad durante la guía.

Materials

La llave para aumentar las prestaciones estructurales del cuadro es el uso racional de las múltiples características de la fibra de carbono en las diferentes áreas del cuadro, características que se basan principalmente en el peso y en el número de las capas de laminado, en el orientamiento y en el espesor.

Todos los cuadros de la SWI están construidos usando exclusivamente fibras UD, es decir unidireccional. A diferencia de los productos en fibra de carbono más habituales, que usan fibras tejidas (con el aspecto clásico de telas cruzadas), el carbono UD es literalmente una pieza continua de carbono con filamentos dispuestos según una única dirección.
Nuestros cuadros, en algunas zonas, pueden estar compuestos también de 28 capas de laminado de carbono UD, cada uno de los cuales formado de varias piezas acomodadas una con la otra como en la confección de un vestido. En total un cuadro llega a contener casi 350 piezas singulares de carbono que vienen posicionadas en el molde antes de la fase de calentamiento y de formación.

Estas piezas de material, que pueden ser muy pequeñas o más grandes, están dispuestas en capas con angulaciones diferentes para obtener diversas prestaciones: rigidez axial y torsional con arqueamiento controlado o máxima resistencia.
La sobre posición de estas capas es extremadamente importante para el resultado final. Este es el factor clave en la construcción de un cuadro en fibra de carbono.
En la superficie de nuestros cuadros “racing” sin pintar, se pueden ver las piezas de fibra de carbono a través el acabado transparente. Lo que podría parecer un defecto: en realidad es un valor del cual estamos muy orgullosos porque permite de mostrar estos particulares constructivos y demostrar no solo la calidad del trabajo manual en el cuadro, sino también la calidad del propio cuadro ya a la salida del molde.

Para llegar a producir un cuadro monocoque tan avanzado y ligero, hemos debido utilizar de las formas de fibra compuesta tan complejas que sería imposible obtener la misma perfección sin la ayuda de sofisticadas maquinarias de tejedura.
Cada preforma de compuesto, que tiene características diferentes por orientación y peso, es extendida en el interior del molde exactamente como predispuesto en la fase de diseño, según los datos calculados del computer.
Solo así es posible obtener la producción estándar de cuadros según los requisitos mínimos de seguridad impuestos por la normativa ISO 4210-6:2014° (International Organization for Standardization).

La North Thin Ply Technology® de Lausanne (Suiza) es el proveedor oficial y exclusivo de todo el laminado de fibra de carbono utilizado en la producción de nuestros cuadros.

TPT™ Thin Ply Technology

TPT es el acrónimo de Thin Ply Technology®, es decir tecnología de las capas delgadas.
Simplemente y, en otras palabras, más son delgadas las capas que constituyen un laminado, a igualdad de espesor final, mayores serán sus propiedades mecánicas. Entonces, a igualdad de propiedad mecánica, menos el espesor y de consecuencia su peso.

Basándose en este principio se desarrolló toda una tecnología que ha llevado los filamentos de carbono a ser siempre más finos, de 11 a 5 micrón, en cuanto es mejor tener muchísimos hilos que uno solo a igualdad de peso y tener así telas siempre más finos y livianos.

La NTPT no usa el laminado convencional utilizado en la construcción de la mayor parte de los cuadros in comercio: gracias a la experiencia hecha en la producción de velas en fibra de carbono para las embarcaciones de la America’s Cup, adquiere los filamentos y los teje personalmente según una tecnología propia registrada y secreta. Por lo que se nos permite saber, el proceso se realiza con máquinas especiales para la tejedura para obtener bobinas de telas unidireccionales e impregnado con resina epoxídica que puede alcanzar el espesor de pocos centésimos de milímetros y un peso de 15 gramos por metro cuadrado.

Las bobinas de tela pre-impregnadas obtenidas vienen transferidas en una maquina especial que, actuando en tres ejes, deposita uno sobre otro las varias capas de laminado con orientamientos diferentes según las exigencias de aplicación.

Se obtiene así una única tela multicapas pre-impregnadas, en nuestro caso compuesto de 3 o 4 capas, orientadas por ejemplo 0°/+45°/-45°/90°.
En base a las diversas exigencias prestacionales y a las diferentes cargas de fuerza soportados de las varias zonas del cuadro, nosotros aplicamos las varias capas de este laminado multicapa y multidireccional al interno del molde: el resultado final será un cuadro que cuenta con 28 capas de laminado unidireccional de carbono, dispuestos a 0°, +-30°, +-45°, +-60° e 90°.

Obviamente es más difícil manipular tejidos más livianos y finos, se utiliza mucho más tiempo depositar muchas capas de laminado, pero las ventajas se ven y es per esto nosotros nos hemos lanzado en esta dirección, a pesar del costo del laminado que resulta ser 10 veces superior respecto a aquellos convencionales utilizados por la mayor parte de los productores de cuadros para bicicletas de carrera.

Esta tecnología revolucionaria de realización de los tejidos es una licencia de la North Thin Ply Technology® de Cossonay (Suiza) y es fruto de años de experiencia en la producción de velas en carbono para las embarcaciones de la America’sCup.

Engineering works

Muchas personas suelen pensar a las bicicletas como simples máquinas: en realidad el diseño de un cuadro y el estudio de las cargas que debe soportar son muy complejos, difíciles de analizar y de simular debido a la enorme cantidad de variables posibles.
El proceso inicia de la modelización de las superficies, que se realiza a través del software Rhinoceros®. Después de haber decidido la forma externa del cuadro, se simulan también el montaje del movimiento central, el lugar ocupado por los pedales y la corona, el posicionamiento de los frenos convencionales y el disco, el pasaje de las cadenas en las vainas inferiores y en los piñones, las fijaciones de los desviadores y de las ruedas, los pasajes de los cables al interno de los tubos, el soporte para el sillín y la horquilla como también todos los accesorios, por ejemplo la batería del grupo cambio electrónico y el porta botella.
Es fundamental que todas estas simulaciones vengan realizadas con precisión milimétrica, por este motivo, para convalidar el diseño y para comprobar que todo ha sido diseñado a la perfección, ha sido realizado el prototipo en escala 1:1 en policarbonato a través de prototipado rápido con impresora 3D.

Finite Element Analysis

Después la aprobación, el diseño 3D viene procesado para efectuar los análisis estructurales a través el FEA o Análisis de Elementos Finitos. Este software subdivide el diseño 3D del cuadro en tantas mesh o geometrías simples, llamada precisamente elementos finitos, a los cuales viene aplicado un modelo matemático. En nuestro caso simula el comportamiento del cuadro en base a los diversos casos de cargas y de torsión como consecuencia a las diferentes condiciones de manejo. El análisis ha evidenciado los puntos críticos, donde las cargas durante el uso influencian mayormente sobre la resistencia del cuadro.
Con los resultados obtenidos y después de los cambios apropiados, hemos sido capaces de establecer los requisitos mínimos de seguridad, optimizando el uso de materiales sin comprometer la resistencia, rigidez y peso liviano.
Gracias al cuadro realizado en una única pieza, las cargas aplicadas son soportadas por toda la estructura en manera homogénea, evitando así la formación de áreas de estrés o de zonas débiles.

En definitiva, hemos establecido la forma ideal de la estructura, las secciones y las dimensiones de los tubos.
Estos datos nos han permitido obtener del software de laminación el cálculo final del “layup” del cuadro, que resulta compuesto de preformas cortadas de laminado UD dispuestas en varias capas y de diferente peso, produciendo así más rigidez y resistencia con menor uso de material.
Con el diseño del cuadro final y los cálculos obtenidos, hemos introducido nuevamente los datos en Rhinoceros® para crear un esquema detallado de molde.

La Swisstech ha desarrollado un proceso innovador para crear los moldes de los propios cuadros, llamado MMS® (Modular Moulding System).
Se trata de un molde a módulos muy complejo y sofisticado, que permite de estampar nuestros cuadros en una única solución, por lo tanto, en modo integral.

Debido al hecho de ser totalmente impreso en una única pieza y formado por 28 capas de laminado en fibra de carbono muy delgadas, el cuadro de la One posee excepcionales características mecánicas.

El laminado de carbono, compuesto de multicapas de fibra y resina, es cortado al plotter según preformas preestablecidas en fase de diseño, las cuales posteriormente son extendidas meticulosamente al interno del molde una al lado o sobre la otra en la exactas posiciones definidas (layup) del software, en más capas orientadas y en diversos espesores según las líneas de cargas, con la ventaja que con más capas delgadas, a igualdad de espesor, el laminado puede garantizar mayor resistencia y a igualdad de resistencia permite un espesor inferior, de consecuencia más liviano.

Las paredes internas y externas del cuadro dentro el molde se ponen al vacío a través de un sistema combinado compuesto de una bolsa de silicona y de membranas en látex para eliminar completamente el aire y, por ende, evitar la formación de burbujas al interno de la estructura de fibra de carbón.
El molde se coloca entonces dentro al horno autoclave a una presión de 6 bar y a una temperatura de 120°.
La combinación entre el vacío interno y la alta presión externa, compacta la arquitectura de la fibra que resulta perfectamente homogénea y lisa, incluso al interno de los tubos.

Technical details

El peso del cuadro de la SWI One oscila entre los 700 y los 800 gramos, en relación a los talles. Incluso podríamos ir por debajo de este umbral, pero hemos prudentemente preferido permanecer dentro estos límites a la espera de las decisiones de parte del UCI sobre los nuevos estándares del peso de las bicicletas.

El tubo horizontal, tubo de dirección cónico, tubo oblicuo, tubo sillín, movimiento central PressFit de 86.5 mm asimétrico y toda la parte trasera compuesta por las vainas inferiores y oblicuos cerrados al vértice de las junturas del buje de la rueda han sido proyectados para ser moldeados y formados en una única pieza.

Las junturas del buje de la rueda posterior son formadas por multicapas llenas en fibra de carbono e impresos junto al cuadro, mientras las pequeñas horquillas intercambiables se insertan y se fijan a través dos pernos y realizadas en aluminio solido Ergal 7075 con máquinas CNC a 5 ejes.
El peso de la horquilla anterior es inferior a 350 gramos y viene fabricada separadamente con el mismo laminado de fibra de carbono UD; está conectada al tubo de dirección a través de un grupo de rulemanes.

El sistema del pasaje de los cables internos ha sido estudiado y simulado al computer de manera que no existan contrastes en el desplazamiento de los cables de acero. También el cable eléctrico del cambio y de los tubos del sistema hidráulico de los frenos a disco se desplazan al interno del cuadro.
La entrada y salida de los cables y de los tubos hidráulicos en el cuadro se produce a través especiales alojamientos ahuecados en los cuales vienen introducidos bujes en aluminio removibles para los cables en acero y guarniciones en goma para los cables eléctricos y los tubos hidráulicos. El pasaje de los cables bajo el movimiento central se produce a través una pieza en material plástico auto lubrificante y removible, fijado con un perno central.
La salida del cable del cambio de marchas trasera ha sido creada a través un alojamiento especifico un buje que sale sobre la vaina inferior derecha.

El cuadro nace separadamente con la predisposición por el cambio manual o electrónico. En el segundo caso viene realizado sin alojamientos destinados al pasaje de los cables mecánicos en acero, incluyendo también aquel bajo el movimiento central.

En la versión con frenos a disco hidráulicos, el cuadro ha sido predispuesto para los nuevos frenos con estándar “Flat Mount”, que vienen producidos actualmente solo da Shimano y de la Sram.

Antes de la pintura final, el cuadro viene controlado con específicos instrumentos de precisión para verificar que todos los tramos sean milimétricamente iguales a aquellas establecidas en el proyecto.

Nuestros cuadros salen del molde ya prácticamente lúcidos, no necesitan de retoques, solo de un alisado rápido para eliminar las infaltables líneas de partición del molde.

Muchos constructores prefieren pintar los propios cuadros, para cubrir las imperfecciones de la elaboración que tienen necesidad de ser retocadas, alisadas y después recubiertas con la pintura (algo así como sucede con los automóviles).

Nosotros utilizamos dos tipologías diferentes de pintura, la primera es aquella usada en el modelo “Racing” que es una pintura simple protectiva transparente muy ligera y pesa aproximadamente 50 gramos. La pintura estéticamente más “elegante” viene en cambio efectuada en más capas cubrientes y pesa aproximadamente 150 gramos.

Tests

Para corroborar el diseño, los prototipos de nuestros cuadros vienen testados a través un régimen de prueba muy amplio, inicialmente en el laboratorio, que viene certificado por laboratorios externos responsables.

Las cargas de prueba efectuadas superan los requisitos mínimos impuestos de la normativa ISO 4210-6:2014 (International Organization for Standardization) de al menos el 10 por ciento, sea en la fuerza aplicada en el crash test que en el número de ciclos de prueba de fatiga.

Y dado que los test de laboratorio pueden no reflejar exactamente la realidad, hemos equipado algunos prototipos de la SWI One con unos sensores para efectuar el análisis dinámico del stress estructural en las diferentes condiciones de manejo, efectuadas por un ciclista profesional.

Los sensores extensómetros/torsiómetros han demostrado que flexiones debidas a las cargas son distribuidas en algunos puntos del cuadro en manera levemente diversa respecto a las simulaciones efectuadas. El estilo de manejo afecta mucho en los casos de cargas, como en las curvas de tipo carving, en una cuesta abajo rápida o en la enérgica pedaleada “afuera del sillín”, que pone alta tensión en todo el sistema. Los datos extensómetros, nos han obligado a realizar modificas estructurales para aportar más fuerza y rigidez en algunas secciones, manteniendo al mismo tiempo bajo el utilizo total del material para no comprometer el peso.

Por ejemplo, el movimiento central que pone una carga significativa en la parte trasera del cuadro, ha sido modificado para aumentar la resistencia y la rigidez general del sistema.

Finalmente hemos querido confrontar nuestro cuadro con algunos adquiridos en el mercado y construidos con diferentes tecnologías.

En particular hemos comparado tres tecnologías diversas de construcción de cuadros en fibra de carbono: aquellos envueltos construidos también con tubos independientes y pegados entre sí; aquellos a conjunción construidos de tubos independientes y unidos tramite vainas de conjunción y pegados; los monocoque convencionales que tienen solo el triángulo delantero monocoque y carro trasero pegado.

Los test en laboratorio y en la carretera han evidenciado que nuestra monocasco integral tiene cualidades mecánico-estructurales superiores, dado que posee mejores características de rigidez y elasticidad longitudinal y torsional en grado de asegurar más confort y mayor eficiencia en la pedaleada sea de sentado que afuera del sillín.

Geometry

En primer lugar, hemos definido los criterios de las proporciones de aplicar en las geometrías del cuadro, desarrollando al computer los datos introducidos en el database, obtenidos gracias a cientos de mediciones biomecánicas efectuadas a ciclistas en el laboratorio, generando de este modo valores que representan el mayor número de personas por cada talle.

Gracias a este dato, hemos podido establecer los 12 talles de base, que tienen una diferencia de solo 1 centímetro uno del otro, reagrupando así casi la totalidad de las posibles conformaciones del cuerpo humano, dejando la posibilidad de poder realizar, a demanda también cuadros sartoriales para las personas con medidas particulares.

El cuadro de la One viene producido en 12 talles de la medida 50 a la 61 cm. La diferencia de un solo centímetro entre una medida y la otra es una gama tan amplia de medidas que permite de garantizar al cliente la posibilidad de encontrar el talle justo con mayores probabilidades. Los tiempos de realización del cuadro estándar es de aproximadamente 60 días.

Incluso, a pedido viene producido en manera “Custom Made”, es decir, en base a la geometría ordenada del cliente creando un molde monocoque exclusivo, con tiempos de entrega previstos de aproximadamente 90 días.

SIZE505152535455565758596061
Wheel Size700 c700 c700 c700 c700 c700 c700 c700 c700 c700 c700 c700 c
Head Tube Angle70°70,5°71,1°71,8°72,5°73,2°73,5°73,5°73,5°73,5°73,5°73,5°
BB Drop686868686868686868686868
Head Tube Lenght106116128139150160173186198211224237
Front Centre563568572575578580586595604613622630
Rear Centre408408408408408408408408408408408408
Stack505518530542555567580592605617630642
Reach356361367372377382388393398404409414
Fork Offset434343434343434343434343
Seat Tube Angle73°73°73°73°73°73°73°73°73°73°73°73°
Top Tube511520529538547556565574583592601610
Antes del pedido es oportuno efectuar el test biomecánico. A través una bicicleta especial de laboratorio conectada a un computer, bajo el control del biomecánico, viene efectuado un check up completo del atleta con una escrupulosa medición corporal y una atenta evaluación postural. El ciclista pedaleando en el ciclo simulador viene analizado en su acción y evaluado en la eficiencia de la pedaleada con la división del análisis de las dos piernas.
La finalidad buscada es aquella de obtener la máxima redondez de pedaleo en las varias condiciones de manejo y, con continuos y precisos ajustamientos de la posición, visualizar constantemente y en tiempo real los parámetros de eficiencia expresa a través un especifico potenciómetro, determinando la perfecta posición “en sillín” y de consecuencia “el talle adecuado”.

Conclusions

  • Todo aquello que hemos proyectado para Swi One, ha sido realizado con la certeza que nada ha sido dejado al azar y sabiendo de haber trabajado según criterios de máxima calidad (state-of-the-art).
  • Para realizar todo esto hemos tenido que sostener decisiones “anti comerciales”, en el sentido que no nos hemos preguntado nunca “cuánto cuesta” para no poner límites al proyecto.
  • Hemos aplicado todo lo mejor del estudio en el campo del desarrollo de materiales compuestos, de la ingeniería y de la electrónica, de la tecnología en los procesos de elaboración y diseño, y lo hemos integrados con todos los otros componentes del sistema de la movilidad, realizando una innovadora y única tipología del producto.
  • La One es una máquina de carrera muy evolucionada y dado que no es construida industrialmente, el número de unidades es limitado.
  • El cuadro es desarrollado y producido en su totalidad en Suiza, con materiales muy costosos y por lo tanto el precio no puede ser comparado a la de los cuadros producidos en países asiáticos.
  • La One viene producido en 12 talles de la medida 50 a la 61 cm.
  • En la versión “Custom Fit”, el cuadro viene realizado a través un molde de uso exclusivo de un solo cliente y por lo tanto tiene un precio superior a la versión estándar.
  • Es un producto dirigido tanto a equipos de ciclismo profesionales como a ciclistas exigentes que buscan un producto de mucho prestigio, de máxima calidad y exclusividad “Made in Switzerland”.
  • Los precios de las bicicletas acabadas varían en base a los componentes y se pueden calcular en nuestro configurador.
  • El cuadro está garantizado de por vida para todos los defectos de fabricación y satisface los requisitos de seguridad impuestos por la normativa ISO 4210-6:2014 y los vínculos en las geometrías previstas de la Union Cycliste Internationale (UCI).