Como construir tu propio cuadro en fibra de carbono a medida y personalizado

Supongo que la unión de la cabeza de la horquilla con el tubo de la dirección debe ser un punto sumamente complicado...

Por otra parte @Luis Blanc , podría explicar las caracteristicas y diferencias entre distintos tipos de carbono 1k, 3k, UD, etc... Lo que tengo visto es que muchos fabricantes hacen el cuadro con 3K y posteriormente la última capa la ponen UD, no solo por estética sino por temas estructurales.

Gracias.

 

las vainas trabajan a flexion y las tijas a compresion, y es como dices las vainas estan sometidas a un movimiento periodico amortiguado es lo que tu llamas reverberacion y en cambio las tijas al estar sometidas al esfuerzo en direccion del tubo es una carga a compresion equivalente a un modulo elastico que absorve esfuerzo hasta que deforma inelasticamente y rompe luego. Si fuera un metal, se usaria metal forjado pero en cambio para las vainas no seria adecuado ya que se deformarian, cada parte del cuadro debe llevar un carbono distinto y configurado de distinta forma.
Pero si es como tu has notado y explicado

 

Pues si. Allí en Tucson aprendí hacer cuadros en fibra de carbono (http://www.framebuildingschool.com/). Muy buen curso por si a alguien le interesa.

Saludos

 

Pues se han escrito ríos de tinta sobre los distintos tipos de fibra de carbono. Hay un interesante hilo al respecto: http://www.foromtb.com/threads/carbono-1k-2k-3k-ud-hmf-hmx.736610/

Lo que te puedo comentar es lo que hay que tener en cuenta a la hora de utilizar la fibra de carbono para hacer cuadros de bici. Empezando por la denominación de los diferentes tipos de fibra de carbono, o sea, 1K, 3K, 12K, unidireccional (UD), etc. Lo que estos números significan es la cantidad de filamentos por tira. Por supuesto, cuantas mas filamentos haya en cada tira pues mas resistente va a ser pero también mas rígido y pesado. O sea, si quieres una bici super comoda y ligera que amortigüe todo tipo de rugosidad del asfalto pues te haces un cuadro con 1K. En cambio, si quieres un cuadro super rígido pues entonces utilizaríamos 12K, pero claro, seria un poco mas pesado y bastante incomodo pues transmitiría todas las vibraciones de la carretera y acabarías con el cuello, espalda y brazos destrozados. Lo que normalmente se hace es utilizar 3K pues reúne un equilibrio entre resistencia, flexibilidad y estética. Luego tenemos las unidireccionales que cada vez se usa mas en la fabricación de cuadros. Este tipo de fibra de carbono tiene todos los filamentos en una dirección. La fibra de carbono es muy resistente en la dirección de los filamentos por lo que puedes alinear fibras de carbono UD en varias direcciones (0, 45, 90 grados, etc) para optimizar la resistencia a los diferentes esfuerzos dependiendo de que parte del cuadro estamos trabajando.

Lo que la mayoría de constructores hacen es utilizar UD en las capas interiores en diferentes direcciones y acabar la pieza con fibra de carbono 3K en la capa externa por la cuestión estética.

Saludos

 

Aquí os pongo un ejemplo de lo que comentaba en mi post anterior: el utilizar varias capas de diferentes tipos de fibra de carbono para sacar mayor beneficio a las características de cada tipo. En este caso, el ejemplo que os muestro es como se refuerza la unión del sillín con el cuadro que estoy haciendo ahora :
1) En la primera capa, se utiliza fibra de carbono unidireccional con orientación 0°,

2) se recubre con la siguiente capa también unidireccional (UD) pero esta vez orientada a 90°,

3) se sigue con una capa a 45° y se acaba con 2 capas de 3k trenzado,

De ahí a la bolsa de vacío y al horno. El resultado final sera una unión totalmente fusionada como si de una pieza única se tratara.

 

Y se hace distinción entre fibra High Strength i High Modulus? Me imagino que para según que parte del cuadro puede interesar una o otra, pero no se si en un cuadro de bicicleta se tiene en cuenta eso o si se usa de un sólo tipo.

Por cierto Lluís, esa gravel tiene una pinta espectacular!!

 

Hay un montón de marketing y tecnicismos por parte de los diferentes constructores a la hora de definir el tipo de fibra de carbono que usan. Cuanto mas complicada sea la palabra mas bueno parece que debe de ser. La idea es tratar de convencer al público en general de que están usando algo especial que en realidad poco significado tiene. Las diferencias reales son bastante simples.

Cada fibra de carbono se define por dos propiedades: rigidez (stiffness en ingles) y resistencia a la tensión (o que tan elástica es). Estas dos propiedades son inversamente proporcionales, o sea, una fibra de carbono que es altamente resistente a fuerzas de tensión (muy elástica) es menos rígida y viceversa. A esta propiedad combinada se le pone un nombre: modulo de elasticidad que varia entre 33 millones de libras por pulgada cuadrada (MSI) o bajo modulo (low modulus) hasta 55 MSi o alto modulo (high modulus). A partir de ahí, los diferentes fabricantes de fibra de carbono y constructores de cuadros han empezado a meter el high strength (alta resistencia) que, en términos generales, viene a decir bajo modulo de elasticidad. Y ahí entra el marketing. Muchas compañías han empezado a mezclar los términos como High Strength High modulus, ultra high modulus, etc., etc. como para dar a entender que ellos han dado con la respuesta a todos los problemas: como crear una bici super ligera que sea super resistente y cómoda. Claro, una ecuación que no tiene una solución optima. Para mi, lo primordial es la comodidad. Si uno no va cómodo encima de la bici ya puede tener la ultima tecnología pero de poco le servirá. Lo segundo es la seguridad del cuadro, o sea, usar un carbono que no sea muy rígido (por que es quebradizo e incomodo) ni muy elástico, por que pierdes energía flexionándolo. Por eso yo cuando leo super high strength o ultra high modulus pienso en puro marketing. Ah, otra cosa, que no hay forma de demostrar de que en realidad usan la fibra de la que hablan. Por ultimo, el peso. Hay otras formas de ahorrar peso (y mucho mas baratas) como por ejemplo, usando solo un bidón (y te paras mas a menudo a rellenarlo), tratar de no cargar con las llaves, el mobil, la cartera, etc, y por supuesto, controlar el peso corporal.

Saludos

 

Este el aspecto que tiene el cuadro recién salido del horno. Este es un paso critico. El éxito de un buen curado de la fibra de carbono pre-impregnados es aplicar la presión y temperatura adecuada. De no ser así vas a tener una material composite deficiente (exceso de resina sobrante, delaminacion de las diferentes capas, arrugas, etc). Lo mejor es usar un autoclave pero están al alcance de unos pocos pues tiene un costo muy elevado. La alternativa es usar un curado en una bolsa de vacío y un horno. Lo de la bolsa de vacío es mas fácil decirlo que hacerlo. Suele tomar varios intentos antes de conseguir un sellado aceptable. Si no se consigue o pierdes el sello durante el curado, pues ya puedes tirar el cuadro a la basura. O sea que, cuando toca poner el cuadro en el horno, son horas de tensión.
Hay quien decide evitar ese paso trabajando con fibra de carbono sin ser previamente impregnada con resina y permitir que la resina se cure a temperatura ambiente. Pero trabajar de esta manera es muy engorroso sobre todo por que la resina acaba ensuciando todo el taller.

 

Este ultimo cuadro va a tener cambio electrónico. Aquí os muestro como todos los cables electrónicos se unen en el pedalier. Son 4 los cables que se juntan en este sitio: uno proviene de la centralita de los mandos de cambio (baja por el tubo diagonal), otro de la pila (en el tubo del sillín), otro va al desviador delantero y otro al desviador trasero (dentro de la vaina derecha). Todo estos cables se van a colocar cuidadosamente dentro del tubo diagonal antes de instalar el eje y las cazoletas del pedalier.

 

Precioso el cuadro, me encanta el color elegido y las formas del cuadro. Gran trabajo si señor. Y se me pasaba, el nombre suena muy bien y queda guapo en el cuadro.

Enviado desde mi GT-N7000 mediante Tapatalk

 

¿No utilizas Peel-Ply y Manta? O al ser tan pequeñas las partes no es necesario.

 

Luis es tu post, pero como entiendo que aquí estamos para opinar no estoy de acuerdo en lo que comentas respecto a 1K, 3K,12K, UD.
Un cuadro por estar construido en 12 k no es mas o menos rígido.

Si utilizamos un tejido de 12 K de 400 gramos por metro cuadrado y hacemos un tubo con dos capas, ese tubo no va a ser mas rígido que un tubo construido con un tejido de 3k de 250 gramos por metro cuadrado pero que lleve 5 capas. Lógicamente el que mas material lleve es mas rígido.

Luego en esto de los composites no todo es el la fibra (refuerzo) también tiene mucho que ver la resina y el método de compactación y curado.

Referente a lo que comentas de que el 3k se utiliza para acabado estético no es así siempre, cualquier cuadro UD que lleve la caja de pedalier y la dirección de carbono en esa zona tiene que llevar 3k 2x2 nunca un llevara simplemente UD por que no aguantaría el esfuerzo directamente.

Y casi todos los cuadros UD de alto y ultra alto modulo llevan una capa o dos interior de 1x1 o 2x2 en 3k porque un tubo exclusivamente de UD es sumamente frágil, esto te lo digo de primera mano que llevo mas de 250 cuadros reparados y los que mas rompen son los UD.

 

Si por supuesto, peel ply y manta son imprescindibles. Primero se envuelve todas las zonas en donde se ha aplicado prepreg con peel ply para que después se pueda pelar fácilmente y se aplica la manta (un tejido muy absorbente) por encima con la finalidad de absorber la resina sobrante una vez introducido en la bolsa de vacío y el horno.
En la foto muestro como aplico el peel ply en las zonas de interés
seguido por la manta y la bolsa de vacío,


Saludos

 

Muchas gracias por tus observaciones pues son todas bien ciertas.

Vayamos por partes. Por supuesto que un cuadro hecho con 3k y cinco capas es mas rígido que un cuadro de 12 k con solo 2 capas. A lo que me refiero es que en las mismas condiciones (mismas capas, misma densidad) la fibra de 12 k es mas rígida que un 3k. Y ahí es donde los diferentes constructores varían sus laminados para conseguir el balance justo entre rigidez y comodidad.

También es cierto que la calidad del cuadro depende de la resina, el método de compactación, etc. Son muchos los factores que entran en juego. De hecho, yo te diría que el tipo de resinas y como se produce la compactación (autoclave, bolsa de vacío, etc) es mas importante que la fibra de carbono en si a la hora de construir una estructura integra. Yo mas bien me refería a la pregunta acerca de las diferencias entre los varios tipos de fibra de carbono.

Las fibras UD son empleadas para optimizar la resistencia de los esfuerzos en diferentes direcciones. Lo que se suele hacer es poner varias capas en diferentes orientaciones por que las UD son las que ofrecen mayor resistencia si el cuadro recibe esfuerzos en la dirección del trazado. Se suele mezclar con capas de kevlar (para resistir los impactos mejor de una piedra por ejemplo). Lo que pasa es que no siempre se puede predecir de donde van a venir los esfuerzos sobretodo si son inesperados (un bache, un golpe al apoyar la bici, etc) por eso es conveniente poner fibra de carbono de diferente sarga siendo la 3k la mas común.

Gracias de nuevo por tus observaciones. De esto se trata: de que cada uno aporte para que todos estemos mas enterados de esta tecnología.

Saludos

 

Muy buena pinta ese cuadro Luis! Me gusta la combinación de los racores con trenzado y los tubos principales en UD.

¿El tubo diagonal es curvado o es impresión mía? Son tubos hechos por ti o comprados? Si los has hecho tu supongo que habrás utilizado preformas de silicona para permitir la extracción, no?

 

Hijo mío, mira un poco hacia atrás. Ya comentó que los tubos eran comprados a Deddaciai...

 

No seas tan condescendiente campeón

 

Todos los tubos vienen de Dedacciai. De momento los compro pero estoy trabajando para hacer los moldes necesarios para fabricar los tubos, vainas, tirantes, etc.

Si, la vista no te engaña. El tubo diagonal tiene una forma curvilínea. Este cuadro esta diseñado para competición con ángulos de 74° en el tubo del sillín y 73,5° en la de dirección. Ademas, tiene unas vainas cortas (402 mm) por lo que va a tener mucha vivacidad. El tubo de dirección es mas corto para ir mas agachado y aerodinámico. Vaya, un autentico bólido

 

Me recuerda mucho a mi SuperEvo, aunque no los tirantes ni la horquilla.

 

Unas cuantas fotos de mi ultimo montaje,