Abbiamo inventato il cerchio in carbonio in filament winding.
I cerchi Venn nascono da gallerie del vento, supercomputer e stampi articolati in più parti. Ecco il lavoro che c'è dietro e i numeri che puoi verificare.
In galleria del vento: fumo e laser tracciano il flusso d'aria su una bici Velocite
- 2015I primi cerchi da bicicletta in filament winding e un Eurobike Award
- 10Premi e riconoscimenti assegnati da giurie in Germania, Belgio e Taiwan
- 150JSoglia d'impatto per i cerchi da downhill; 100 J per strada, gravel e XC. L'UCI richiede 40 J
- 5anniGaranzia su ogni cerchio Venn
L'ingegneria dei cerchi Venn
Sviluppo continuo dal 2015Sviluppo continuo dal 2015: i primi cerchi da bicicletta in filament winding, un metodo brevettato, un laminato ottimizzato con l'analisi agli elementi finiti, un profilo trovato da un algoritmo e i cerchi di oggi. Ogni tappa è datata, con le sue immagini e i suoi disegni.
Resistente lungo la fibra
Un cerchio in carbonio è fatto di filamenti di carbonio, ciascuno da 5 a 7 µm di diametro, tenuti insieme dalla resina. Sollecitato lungo le fibre, il laminato è molto più resistente che in direzione trasversale, dove a tenere è solo la resina.
Per questo un cerchio vale quanto il percorso delle sue fibre e il punto in cui finiscono: dove una fibra termina, il suo carico deve attraversare la resina per raggiungere la successiva. Progettare il laminato significa portare la fibra dove corre il carico, ed è da qui che è partito il lavoro di Venn.
I primi cerchi da bicicletta in filament winding
Nel 2015 abbiamo presentato i Venn Rev 35, i primi cerchi da bicicletta in filament winding. L'anno stesso del lancio hanno vinto l'Eurobike Award, il Taipei Cycle d&i award e il Golden Pin Design Award.
Il metodo che abbiamo brevettato
TW I607894, un brevetto che abbiamo detenuto (depositato nel 2016, concesso nel 2017, inventore Victor Major), descriveva il metodo in cinque fasi: avvolgere, tagliare, piegare, unire, stampare. Questi sono i disegni del brevetto.
Il laminato del Var 507, nato dall'analisi agli elementi finiti
Per il Var 507 abbiamo diviso il cerchio in quattro parti e ottimizzato a turno la laminazione di ciascuna con l'analisi agli elementi finiti, tenendo fisse le altre. Il modello è stato prima verificato con i dati di prova. Lo stesso anno i cerchi Venn in filament winding hanno vinto lo Start-up Innovation Award di Flanders Bike Valley.
- Simmetrico dove il laminato lo consenteCosì la ruota non si svergola mentre flette.
- BilanciatoOgni strato inclinato ha il suo corrispondente speculare, così il cerchio non si deforma a taglio mentre si allunga.
- Nessun blocco spesso in una sola direzioneQuegli strati sono distribuiti nello spessore del laminato, con strati inclinati in mezzo per fermare le cricche.
Il profilo del Var 77, nato da un algoritmo
Il Var 77 è stato il primo profilo di cerchio progettato da un algoritmo. In collaborazione con la National Cheng Kung University, un algoritmo genetico che pilotava un solutore CFD ha generato 675 profili, e il migliore è diventato lo stampo. Il suo percorso di avvolgimento è stato progettato via software.
Il video sul filament winding
Fotogrammi dal video del 2023 sul filament winding.
I cerchi di oggi
Ogni cerchio Venn è prodotto secondo lo standard ETRTO e ogni modello affronta lo stesso programma di test prima della vendita: soglie d'impatto di 100 J per strada, gravel e XC e di 150 J per downhill. L'UCI richiede 40 J.
Fori per i raggi stampati, nessuna fibra tagliata
Sui Venn 420, 520, 440, 540 e 620A TCD UL i fori per i raggi sono stampati, orientati verso la flangia del mozzo, non trapanati dopo la cura. Le fibre girano intorno a ogni foro invece di interrompersi lì.
Le specifiche di ogni scheda riportano ERD, opzioni di foratura e misure che ti servono per il montaggio.
Qualità misurabile
Stampato per una parete impeccabileUn cerchio in carbonio vale quanto la sua parete, ed è liscio quanto la superficie contro cui prende forma.
A parte i cerchi Var in filament winding, ogni cerchio Venn prodotto oggi nasce in stampi articolati in più parti, contro una superficie di contatto rifinita con standard elevati. Il carbonio viene laminato con precisione e preformato alla forma finale prima di entrare nello stampo, così la posizione della fibra non è mai lasciata al caso. Stampi e preformatura di questo tipo sono comuni nell'aerospaziale. Nella produzione di cerchi non sono la norma.
Ogni ciclo di cura si svolge con pressione e temperatura controllate. Insieme compattano completamente il laminato e fanno scorrere la resina dove serve: la parete esce praticamente priva di vuoti e di imperfezioni superficiali, senza bisogno di trasparente per nascondere nulla.
- ETRTOProdotto secondo lo standard ETRTO.
- ImpattoSoglie d'impatto di 100 J per strada, gravel e XC, 130 J per all-mountain e 150 J per downhill. Il test UCI per le ruote chiede 40 J.
- PesoEntro ±15 g dal peso dichiarato sui cerchi da 29 pollici e 700c.
- ControllatoControllato prima della spedizione.
Dove tutto è iniziato
Nel 2015 il team Venn ha realizzato i primi cerchi da bicicletta in filament winding e con questi ha vinto un Eurobike Award; Taiwan ha poi concesso i brevetti per il metodo (TW I607894 e TW I634964, da noi detenuti). Il filament winding era lo stato dell'arte del suo tempo. Ciò che abbiamo imparato allora su fibra, resina e stampi è il metro con cui oggi giudichiamo ogni cerchio.
Riconoscimenti
10 premi e riconoscimenti dal 2010Giurie in Germania, Belgio e Taiwan hanno premiato il nostro lavoro per design, innovazione e tecnologia produttiva. L'industria dei compositi ci ha invitati a mostrarlo.
Cerchi in carbonio in filament winding
Per aver avvolto fibra continua attorno al profilo del cerchio invece di laminare a mano fogli tagliati. Una prima assoluta per i cerchi da bicicletta.
Venn Rev 35
Gli stessi cerchi hanno vinto alla più grande fiera della bicicletta d'Asia, l'anno stesso del lancio.
Venn Rev 35
Il principale premio di design di Taiwan, per il cerchio che ha aperto l'era del filament winding.
Start-up Innovation Award
Il primo premio del suo genere, consegnato al Velofollies di Kortrijk, per i cerchi Venn in filament winding.
Velocite Helios Aero
Il telaio aero che ha vinto il premio congiunto iF Design e Taipei Cycle d&i nella categoria biciclette.
National Entrepreneurship Award
Uno dei dieci premiati, scelti tra 80 candidati, seguito dal Taiwan Excellent Enterprise Quality Award nel 2011.
Invitati dall'industria dei compositi
Al JEC Asia 2019 il JEC Group ha messo in evidenza Velocite per il suo lavoro pionieristico nella lavorazione dei compositi. Victor Major ha parlato dei progressi dei compositi termoplastici e delle domande a cui l'industria deve rispondere: aumentare i volumi di produzione e rendere riciclabili le strutture.
Dalla ricerca al cerchio
Ogni cerchio Venn nasce da un quesito di ingegneria, non da un esercizio di stile. Lavoriamo con università, centri di ricerca e produttori di materiali, e i risultati finiscono direttamente nel laminato.
Una fibra per ogni compito
- Toray T1100Fibra ad altissima resistenza, ora nei laminati dei nostri cerchi più recenti
- Toray T800La struttura principale: alta resistenza e rigidità
- Toray T700SDove contano tenacità e resistenza agli impatti
- Alto moduloRigidità dove serve, senza peso in più
Aerodinamica, prima calcolata e poi misurata
Progettiamo i nostri profili con la fluidodinamica computazionale, poi li convalidiamo in galleria del vento. Marchi di biciclette grandi e piccoli, e fabbriche OEM di cerchi, hanno usato lo stesso lavoro per i propri prodotti.
- Progettati per il ciclistaLa guidabilità con il vento laterale conta quanto la resistenza aerodinamica in rettilineo.
- Profili per ogni disciplinaI cerchi da strada, gravel e MTB hanno ciascuno una forma adatta allo pneumatico e alla velocità.
- Verificati in galleria del ventoPrima la simulazione, poi la misura su ruote vere.
Portanza praticamente nulla, in ogni condizione
Il Var 507 non ha mai inseguito il valore di resistenza aerodinamica più basso in una singola configurazione di galleria del vento. Il suo profilo colloca il centro aerodinamico appena dietro l'asse, così le raffiche e il passaggio dei veicoli non trasmettono praticamente alcuna reazione al manubrio.
Il primo profilo di cerchio progettato da un algoritmo
In collaborazione con la National Cheng Kung University, un algoritmo genetico che pilotava un solutore CFD ha generato 675 profili. Abbiamo fissato solo lo pneumatico (25 mm), il profilo (77 mm) e il punto più largo (30 mm; senza quel limite la forma ottimale era larga 42 mm). La forma in sé è rimasta libera. I candidati concavi e bombati sono rimasti nella ricerca senza modifiche e, se uno di loro fosse stato il più veloce, lo avremmo realizzato. I candidati migliori sono stati poi modellati in 3D e simulati come ruote complete, e il migliore è diventato lo stampo. Nessun cerchio da bicicletta era mai stato progettato così.
Controllo qualità, con i numeri
Ogni modello di cerchio Venn affronta lo stesso programma di test prima della vendita. L'unica cosa che cambia è quanto forte lo colpiamo.
Il resto del programma, con i risultati
Un esempio dal fascicolo di prova del set di ruote Venn 520 TCD UL:
| Test | Risultato |
|---|---|
| Fatica | 596 km al banco, circa 1.000.000 di cicli: nessuna cricca, nessun rigonfiamento, nessun distacco dei raggi |
| Centratura in marcia | 4 ore e 130 km di funzionamento continuo: centratura della ruota posteriore entro 0,1 mm |
| Resistenza dei fori per i raggi | Ogni foro oltre la soglia di 300 kgf |
| Rigidità laterale | 133 kgf/mm (0,40 mm sotto un carico di 53,2 kgf) |
| Tenuta dello pneumatico | 120 psi mantenuti per 8 ore, planarità e deformazione entro i limiti |
| Calore | 110 psi a 80 °C: la larghezza del cerchio è variata di 0,05 mm |
| Montaggio | Planarità da 0,15 a 0,18 mm, rotondità da 0,20 a 0,22 mm, prima e dopo il gonfiaggio tubeless a 120 psi |
- Anche il gravelUn Venn 440 TCD UL ha fatto registrare 0,18 mm di planarità e 0,19 mm di rotondità, con una flessione inferiore a 4 mm sotto un carico laterale di 5 kg, a fronte di un limite di 5 mm.
- Con 5 anni di garanzia sul cerchioE 2 anni sulle ruote complete.
Cerchi rim brake che reggono il calore
I nostri modelli rim brake usano una resina su misura ad alta temperatura di transizione vetrosa (Tg). Mantiene la rigidità ben oltre i valori che una frenata decisa in una lunga discesa produce normalmente, con pattini di qualità e freni ben regolati. Gli attuali cerchi rim brake hanno una Tg di 250 °C (dati in nostro possesso).
- circa 216 °COnset del modulo conservativo: il punto in cui la rigidità inizia a calare
- circa 236 °CPicco del modulo dissipativo
- circa 240 °CPicco di tan delta, il valore indicato di solito come Tg
Cerchi progettati partendo dai primi principi.
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