Любовь к углероду.

Разум чувств, его рациональная и научная составляющая.
Результат самых точных и скрупулёзных исследований, самых современных инженерных ноу-хау.

Лишь тот, кто по-настоящему любит углерод, понимает его сущность до мельчайших волокон.
И знает, что настоящую монококовую раму можно создать лишь из цельного элемента.
Без швов и соединений между трубами.

Такой же будет и рама Вашего велосипеда.

UFS™ Technology

Swi One – это первая и поэтому уникальная монококовая рама на мировом рынке, созданная по технологии UFS™ (сокращение от Unishell Frame System). Это велосипедная рама, состоящая из единого цельного элемента. И это единственное правило, которому мы следуем. Оно и есть гарант качества.
Представьте себе яичную скорлупу: она закрыта и цельна, без каких-либо вкраплений и швов. Unishell Frame – это модель усиленного корпуса, зарегистрированного и запатентованного компанией Swisstech Engineering. Основа этой модели – целостность монококовой рамы (передний треугольник и задний кузов, закрытый гнёздами под сцепления алюминиевых вилок), то есть рамы, выполненной из единой пресс-формы, что повышает общую прочность структуры как при продольном, так и при поперечном кручении.

По сравнению с обычной моделью рамы, привычно именуемой «монококовой» и распространённой в разных вариантах гоночных велосипедов, данная рама с цельным несущим корпусом обеспечивает меньший вес всего велосипеда и повышенную защиту при наезде на препятствия и неровности ландшафта, имея улучшенную способность деформации, высокую степень сопротивления и идеальную прочность структуры, что, в свою очередь обеспечивает лучшее взаимодействие с ландшафтом во время езды.

Материалы

Ключ к улучшению структурных качеств велосипедной рамы – в использовании множества характеристик углеродного волокна в разных зонах рамы; характеристик, основывающихся преимущественно на весе и количестве ламинированных слоёв, их направлении и толщине.

Все велосипедные рамы SWI выполнены исключительно на основе волокон UD, то однонаправленных. В отличие от более распространённых товаров из углеродного волокна, использующих тканые волокна (классический вид перекрёстных полотен), углерод UD в прямом смысле состоит из непрерывных непереплетенных нитей, расположенных бок о бок друг к другу по одной направляющей.
Наши рамы в некоторых зонах состоят из 28-ми однонаправленных слоёв ламинированного, каждый из которых, в свою очередь, состоит из различных элементов, расположенных бок о бок друг с другом, как при пошиве костюма. Так, одна велосипедная рама состоит из почти 350-ти отдельных кусков углерода, помещаемых в пресс-форму перед началом стадии нагрева и формации.

Эти «куски» материала – одни поменьше, другие побольше – располагаются слоями под разными углами и в разных целях: осевая и торсионная прочность управляемым оседанием или максимальное сопротивление.
То, что одни слои находятся над другими – крайне важно для конечного результата. Это ключевой аспект в создании рамы из углеродного волокна.
На поверхности наших гоночных (‘racing’) рам до момента их покраски видны эти самые углеродные волокна. Их легко увидеть через прозрачное покрытие. Это может показаться браком, но на деле это – достоинство, которым мы очень дорожим. Ведь так можно наглядно показать конструктивные особенности, продемонстрировать не только качество ручной работы над рамой, но и качество самой рамы на её выходе из пресс-формы.

Для получения монококовой рамы такого качества и лёгкости мы были вынуждены использовать формы настолько сложных композитных волокон, что при работе с ними нам пришлось прибегнуть к помощи самых современных ткацких станков.
Каждая композитная преформа – с характеристиками, разными по весу и направлению – растягивается внутри пресс-формы в точности так, как это было предусмотрено на стадии проектирования, на основе рассчитанных компьютером данных.
Только так можно достичь производственного стандарта велосипедных рам, соответствующего минимальным требованиям нормативы ISO 4210-6:2014 (Международная организация по стандартизации).

Компания North Thin Ply Technology™ из Лозанны, Швейцария, - официальный и эксклюзивный поставщик ламинированных углеродных волокон, используемых при создании наших велосипедных рам.

TPT™ Thin Ply Technology

TPT – это сокращение от Thin Ply Technology™, то есть «технологии тонких слоёв».
Проще говоря, чем тоньше слои ламината в сравнении с окончательной толщиной, тем выше его механические свойства. Таким образом, механические свойства способны уменьшить толщину и, соответственно, вес.

На основе этого принципа разработана вся технология утоньшения углеродных нитей – с 11 до 5 микрон. Это позволяет иметь множество нитей вместо одной с сохранением веса и получать таким образом более тонкие и лёгкие ткани.

NTPT не использует искусственный ламинат, так часто используемый при производстве велосипедных рам. Имея опыт в производстве парусов из углеродных волокон для яхт Кубка Америки (America’s Cup), компания закупает и сама выплетает нити по собственной запатентованной, секретной технологии. Нам лишь известно, что этот процесс выполняется с применением специальных ткацких станков, позволяющих получать бобины однонаправленной ткани, пропитанной эпоксидной смолой, достигающей в ширину нескольких сотых миллиметра и весящих 15 грамм на квадратный метр.

Бобины с тканью, предварительно пропитанной смолой, затем отправляются на специальный 3-осевой станок, размещающий один на другой слои ламината разной направленности, согласно требованиям.

Таким образом получается единая многослойная ткань, пропитанная смолой – в нашем случае состоящая из 3х или 4х слоёв с направлением, например, на 0°/+45°/-45°/90°.
В зависимости от рабочих потребностей и нагрузок на разные области рамы, мы используем различные слои этого многослойного и многонаправленного ламината внутри пресс-формы и в результате получаем раму из 28-ти слоёв однонаправленного углеродного ламината, рассчитанного на 0°, +-30°,+-45°, +-60° и 90°.

Поскольку работать с лёгкими и тонкими тканями объективно сложнее, то чем больше слоёв ламината нужно уложить, тем больше времени это занимает. Однако, налицо преимущества, которые и указали нам путь в этом направлении. Несмотря на то, что стоимость такого ламината в 10 раз выше, чем искусственного, используемого большинством производителей рам для гоночных велосипедов.

Эта революционная технология работы с тканями запатентована компанией North Thin Ply Technology™ из Косоне, Швейцария, и является результатом многолетнего опыта в производстве углеродных парусов для яхт, участвующих в регате Кубка Америки (America’s Cup).

Инженерные работы

Многие воспринимают велосипед как некий простой механизм. На самом же деле, проектирование велосипедной рамы и изучение нагрузок – это крайне сложные и трудоёмкие процессы. Учитывая хотя бы несчётное количество различных вариантов, все из которых нужно изучить и сымитировать в реальности.
Весь процесс начинается с моделирования поверхностей, производимого с помощью программы Rhinoceros™. Когда внешняя форма велосипедной рамы выбрана, симулируется монтаж центральной каретки, установка педалей и короны, условных дисковых тормозов, проход цепочки по нижним футлярам и звёздочкам, давление на переключатель и колёса, проход проводов внутри труб, седельного ремня и вилки, а также все остальные детали и аксессуары, как то: электронный узел переключения передач и держалка для фляги.
Крайне важно, чтобы любая имитация (симуляция) происходила с точностью до миллиметра. Поэтому для утверждения чертежа и проверки, что проект будет на все сто процентов совпадать с его реальным воплощением, выполняется прототип в масштабе 1:1 из поликарбоната. Прототип выполняется методом быстрого проторипирования на 3D-принтере.

Анализатора конечных элементов

После утверждения 3D-чертёж обрабатывается с целью структурного анализа посредством FEA (Анализатора конечных элементов). Эта программа делит 3D-чертёж велосипедной рамы на множество ячеек или простых геометрических фигур, являющихся теми самыми конечными элементами, к которым прикладывается математическая модель. В нашем случае симулируется поведение рамы при различных нагрузках и последовательных кручениях при разных условиях вождения. Итак, анализ выявил критические моменты значительного воздействия на сопротивление рамы при езде.
Получив результат и произведя должные изменения, мы смогли зафиксировать минимальные требования к безопасности, оптимизируя использование материала без негативного воздействия на сопротивление, прочность и лёгкость веса.
За счёт того, что рама выполнена из цельного элемента, применяемые нагрузки выдерживаются однородно по всей структуре, таким образом не допуская появления слабых зон и областей наибольшего давления.

В конечном итоге, нами была найдена идеальная форма структуры, секций и размеров труб.
Эти данные, загруженные в программу, позволили нам получить окончательный расчёт по раме, которая, в итоге, должна состоять из резаных преформ однонаправленного ламината, представленных в большем числе слоёв и в другом весе, за счёт чего повышается прочность и сопротивляемость при меньшем объёме используемого материала.
Имея на руках окончательный чертёж рамы и полученный расчёт, мы снова ввели данные в программу Rhinoceros™ с целью создания подробной модели пресс-формы.

Компания Swisstech разработала инновационный процесс создания пресс-форм для своих рам. Процесс получил название MMS™ (Modular Moulding System).
Речь идёт о модульных пресс-формах – сверхсовременных и крайне сложных, позволяющих печатать рамы одним решением, то есть цельно.

За счёт того, что рама One изготовлена из цельного элемента материала и сформирована 28-ю тонкими слоями волокон ламинированного углерода, её механические характеристики просто великолепны.

Углеродный ламинат, состоящий из многослойных волокон и смолы, режется в плоттере по преформам, установленным на стадии проектирования, которые потом скрупулёзно протягиваются внутри пресс-формы – одна сверху или рядом с другой – в положениях, точно выверенных программой. Они протягиваются в большее число направленных слоёв и по разным толщинам согласно линиям загрузки, обеспечивая следующее преимущество: имея больше тонких слоёв одинаковой толщины, ламинат обеспечивает более высокое сопротивление, а при одинаковом сопротивлении уменьшается толщина и, соответственно, уменьшается вес.

Внутренние и внешние стенки рамы внутри пресс-формы помещаются в вакуум посредством сложной системы, состоящей из силиконового пакета и латексных мембран, не пропускающих воздух и, соответственно, делающих невозможным образование пузырьков в структуре углеродного волокна.
Пресс-форма помещается в автоклавную печь и подвергается давлению в 6 бар при температуре 120°.
Сочетание вакуума внутри и высокого давления снаружи уплотняет строение волокна, делая его архитектуру идеально однородной и гладкой, в том числе внутри труб.

Технические детали

Вес велосипедной рамы SWI One варьируется между 700 и 800 граммов, в зависимости от размеров. Мы могли бы снизить и эти показатели, но отнеслись к вопросу веса с осторожностью, предпочтя остаться в этих пределах, ожидая решение UCI по новым весовым стандартам для велосипедов.

Горизонтальная труба, рулевая коническая труба, труба сиденья, центральный асимметричный кронштейн PressFit 86.5мм и весь задний кузов, состоящий из нижних и наклонных ножен, закрытых от ударов ступицы колеса) спроектированы для цельного (единого) моделирования.

Сцепки ступицы заднего колеса сформированы многослойными волокнами углерода и штампуются вместе с рамой, в то время как сменные вилки монтируются позже и крепятся двумя болтами. Они полностью выполнены из алюминия Ergal 7075 на 5-осевых машинах CNC.
Вес передней вилки - меньше 300 грамм. Передняя вилка изготовляется отдельно из того же ламината углеродного однонаправленного волокна; она соединяется с рулевой трубой подшипниковым узлом.

Система внутреннего прохода проводов разрабатывалась и имитировалась на компьютере во избежание препятствий на пути стальных проводков. Электрический провод передач и гидравлической системы дисковых тормозов также проходят внутри велосипедной рамы.
Вход и выход проводов и гидравлических труб в раме осуществляется по проделанным пазам, в которые вставляются съёмные вкладыши-кожухи из алюминия для стальных проводов и резиновые прокладки для электрических проводов и гидравлических труб. Под центральной кареткой провода проходят по съёмному вкладышу из пластикового самосмазывающегося материала, крепящемуся центральным болтом.
Выход провода заднего переключателя сделан с помощью специального гнезда со вкладышем, оборудованным ограничителем ножен, выходящим сверху правых нижних ножен. Создание рамы начинается после принятия решения о том, ручным или электронным будет переключение. Во втором случае рама выполняется без гнёзд для стальных механических проводов, в том числе без гнезда под центральной кареткой.

В версии с дисковыми гидравлическими тормозами в раме предусмотрена возможность установки новых стандартных тормозов “Flat Mount”, на сегодняшний день производимых только компаниями Shimano и Sram. Перед покраской рама тщательно проверяется специальными точными приборами на предмет точного, до последнего миллиметра, соответствия цифрам, заявленным в проекте.

Наши рамы выходят из пресс-формы уже практически полированными, поэтому не нуждаются в шлифовке, а лишь в лёгкой полировке для удаления неизбежных разделительных линий, оставшихся после пресс-формы. Многие производители предпочитают красить рамы, скрывая производственные дефекты, нуждающиеся в полировке, шлифовке и, в конечном итоге, покраске (почти как в автомобильных мастерских).

Мы используем две разных технологии покраски. Первая – для гоночной модели (‘racing’) – простая защитная и очень лёгкая покраска весом около 50 грамм. Эстетически более «элегантная» покраска выполняется в несколько слоёв и весит примерно 150 грамм.

Тесты

Для проверки проектировки прототипы наших велосипедных рам проходят всеобъемлющую проверку в очень строгом тестовом режиме. Первый этап проверки – лабораторные испытания, на которые впоследствии выдаётся сертификат другими, независимыми лабораториями, специализирующимися на надзоре и контроле за продукцией.

Тестовые весовые нагрузки превышают нормативы, предписанные стандартом ISO 4210-6:2014 (Международная организация по стандартизации), минимум на 10% как по силе, применяемой при краш-тесте, так и по числу циклов испытаний на усталость. А поскольку лабораторные испытания могут не в точности соответствовать действительности, несколько прототипов SWI One мы оборудовали датчиками, анализирующими динамику стресса структуры рамы при различных условиях езды. Езда при таких испытаниях осуществляется профессиональным велосипедистом.

Экстензометрические/торзиометрические датчики показали, что изгибание под весом распределяется по нескольким точкам рамы очень легко – не так, как при имитации езды. Стиль езды сильно влияет на вес – например, при вписывании в крутые повороты, скоростном спуске или быстром кручении педалей в стоячем положении «вне сиденья». Всё это повышает напряжение всей системы. Экстензометрические данные обязали нас произвести структурные изменения и добавить силы и прочности в некоторые секции рамы, при этом не увеличивая объём используемого материала, тем самым, не допуская увеличение веса. Например, центральная каретка, оказывающая значительный вес на заднюю часть рамы, была переделана для усиления сопротивления и комплексной прочности системы.

В конечном итоге, мы захотели сравнить нашу раму с другими рамами, представленными на рынке и изготовленными по другим технологиям. В частности, мы сравнили три разных конструкторских технологии рам из углеродного волокна: рамы «обшитые» - с независимыми и склеенными друг с другом трубами, рамы соединительные – состоящие тоже из независимых труб, объединённых соединительной накладкой и склеенных, и искусственные монококовые рамы с единственным передним монококовым треугольником и приклеенным задним кузовом.

Испытания в лаборатории и на улице показали, что механико-структурные качества нашей цельной монококовой рамы выше за счёт улучшенных характеристик продольной и торсионной прочности и эластичности, обеспечивающих больший комфорт и эффективность от кручения педалей как сидя в сиденье, так и в положении «вне сиденья».

Геометрия

Первым делом мы определили стандарты пропорций, применяемых к геометрии рамы, разработав на компьютере параметры из базы данных, полученные в ходе сотен биомеханических измерений, проведённых на велосипедистах в лаборатории – то есть параметры, соответствующие наибольшему числу людей на один размер.

Благодаря этим данным мы смогли установить 12 базовых размеров, всего на один сантиметр отличающихся друг от друга. Таким образом, мы сгруппировали практически все конфигурации человеческого тела, при этом, оставляя возможность производства рамы под запрос для людей нестандартных размеров.

Велосипедные рамы Swi One производятся в 12-ти размерах – от 50 до 61 см. Разница всего в один сантиметр и столь широкий диапазон размеров позволяет нам предложить клиентам выбор, в котором они с большей вероятностью найдут свой, подходящий именно им размер.
Время производства стандартной рамы – примерно 60 дней.

Под запрос производятся рамы “Custom Made”, то есть рамы, создаваемые по заданной клиентом геометрии. Для этого делается эксклюзивная монококовая пресс-форма. Период доставки – примерно 90 дней.

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
До того как оформить заказ, рекомендуется провести биомеханический тест. При помощи специального лабораторного велосипеда, подключенного к компьютеру, при осуществлении биомеханического контроля, осуществляется полная выверка параметров велосипедиста путём тщательных замеров тела и внимательной оценки осанки. Велосипедист крутит педали на велосимуляторе, а его действия анализируются и оцениваются по эффективности кручения с разбивкой результатов анализа на две ноги.
Конечная цель – получить максимальную округлость кручения педалей при различных условиях езды путём непрерывных и точных структурных изменений; с помощью специального потенциометра отметить в реальном времени параметры эффективности, определить идеальное положение «в сиденье» и, соответственно, единственно-подходящий размер.

Выводы

  • Всё спроектированное нами для Swi One сделано с абсолютной уверенностью, что ничто не было отдано на волю случая, и с полной ответственностью за работу, направленную на достижение максимального качества (state-of-the-art).
  • Для реализации такого проекта нам пришлось предпринять некоторые «анти-коммерческие шаги» - в том смысле, что мы ни разу не задали вопрос «сколько это стоит?», чтобы не подгонять проект ни под какие рамки.
  • Мы применили всё лучшее в своём поиске и разработке композитных материалов, инженерии, технологии процессов обработки и проектирования, что впоследствии было включено нами в другие составляющие системы мобильности, тем самым реализовав новаторский и уникальный продукт.
  • Swi One – это сверхсовременное гоночное транспортное средство, которое – в силу непромышленного производства – выпускается в ограниченном количестве.
  • Рама полностью разрабатывается и производится в Швейцарии из дорогостоящих материалов, поэтому нет смысла сравнивать её с аналогами азиатского производства.
  • Swi One производится в 12-ти размерах от 50 до 61 см.
  • В случае производства под заказ (“Custom Fit”), рама производится с помощью эксклюзивной пресс-формы, созданной под единственного клиента. Поэтому стоимость рамы, сделанной «под заказ», выше стандартной.
  • Это продукт, нацеленный как на профессиональных велосипедистов, так и на требовательных любителей вело-езды, ищущих для себя серьёзный, максимально качественный и эксклюзивный продукт “Made in Switzerland”.
  • Цена готовых велосипедов варьируется в зависимости от их компонентов и может быть легко посчитана на этом сайте с помощью калькулятора. В то же время Вы можете в любое время связаться с нами и уточнить стоимость велосипеда.
  • Рама имеет пожизненную гарантию на все виды производственного брака; она соответствует требованиям безопасности ISO 4210-6:2014 и геометрическим ограничениям Union Cycliste Internationale (UCI) .