Luft- und Raumfahrt trifft auf Kunsthandwerk: In der Werkstatt von Sturdy Cycles

Jun 13, 2023

3D-gedruckte Titanfahrräder, hergestellt in einer alten Schmiede

Titan-Fahrräder sind für viele von uns das „Ewig-Fahrrad“. Die Beschaffenheit des Materials, das unempfindlich gegenüber Rost und Korrosion ist, die Stahl und schließlich auch Aluminium befallen, bedeutet, dass der Rahmen mit ziemlicher Sicherheit funktionieren wird, solange Sie nichts Unsinniges wie die Montage eines Tretlagers mit einem Kreuzgewinde vornehmen überlebe dich. Titan-Fahrräder folgen jedoch in der Regel dem gleichen Grundprinzip wie Stahl-Fahrräder, mit runden (oder eher runden) Rohren, die passend auf Gehrung geschnitten und zu einem Rahmen zusammengeschweißt werden. Gabeln, Lenker und alles andere, was Sie benötigen, um aus dem Rahmen ein Fahrrad zu machen, stammen aus Aftermarket-Quellen.

Bei Sturdy Cycles ist das etwas anders, nicht nur, weil ein großer Teil des Rahmens selbst aus 3D-gedrucktem Titan besteht, sondern auch, weil auch so viele Bestandteile im eigenen Haus hergestellt werden. Ich würde sogar sagen, dass ein Sturdy das umfassendste Custom-Bike ist, das man heute in die Finger bekommen kann, da fast jedes Teil, das im eigenen Haus hergestellt werden kann, im eigenen Haus hergestellt wird. Wenn Sie meinen Blick hinter die Kulissen der Colnago-Fabrik gesehen haben, haben Sie einige 3D-gedruckte Teile und einen Blick auf die Fabrik gesehen, in der sie hergestellt werden, aber das ist im Hinblick auf die Verwendung von Titan um Größenordnungen größer.

Wenn es um ein Fahrrad geht, lohnt es sich, zwischen „Custom“ und „Maßanfertigung“ zu unterscheiden. Maßgeschneidert ist der komplette Rahmen, oft ein Rahmenbauer, der Ihnen alles baut, was Sie wollen. Custom ist etwas anders, da es immer noch Modelle gibt, die den beabsichtigten Zweck repräsentieren, innerhalb dieser jedoch Optimierungen möglich sind. Stellen Sie sich das so vor, als würden Sie sich einen maßgeschneiderten Anzug von der Stange besorgen, anstatt mit einer vollen Brieftasche irgendwo in der Savile Row herumzulaufen und gezielt nach noch größeren Taschen zu fragen.

Kürzlich habe ich eine kurze Zugfahrt von Bristol unternommen, vorbei an meinem Büro in Bath, südöstlich nach Frome, um mir die Sturdy-Werkstatt anzusehen und Ihnen einen Schnappschuss davon zu geben, wie einige der modernsten Fahrräder des Weltraumzeitalters, die Sie kaufen können, in einer alten Schmiede in Somerset hergestellt werden .

Das ist Tom Sturdy. Er hat ein lockeres Lächeln, das häufig zum Vorschein kommt, wenn er sich darauf vorbereitet, einen Rahmen zu schweißen.

Das Fahrrad jedes Kunden erhält ein Tablett, auf dem die Bestandteile seines zukünftigen Fahrrads aufbewahrt werden, wie die Rückseite des Tabletts eines Anatomen nach einer Sektion; Saubere Einschnitte, die wichtige Bestandteile eines größeren Ganzen trennen

Auf dem Ausrichttisch, einer vollkommen flachen Stahlplatte, angeordnet, wirken die Einzelteile wiederum leicht medizinisch. Manche Teile erinnern an Instrumente, andere an Implantate

An anderer Stelle in der Werkstatt baut Jack ein komplettes Fahrrad zusammen, wobei 90 % davon mit einem einzigen T25-Torx-Schlüssel erledigt werden können. Interessanterweise hat dieser Kunde auf die charakteristische eloxierte Oberfläche verzichtet.

Tom bereitet einen bereits zusammengehefteten Rahmen zum Schweißen vor. Die 1,80 Meter großen Zylinder mit den Schweißgasen stehen in der Ecke neben ihm, und ich gehe davon aus, dass er gerade eine letzte Prüfung der Drücke und Spannungen durchführt.

Angesichts der Sauberkeit und des Weltraumzeitalters der fertigen Fahrräder verfügt die Werkstatt über eine wunderbare Menge Spanplatten.

Eine wunderschöne alte Drehmaschine, im gleichen Grün lackiert wie die 50-jährige Jubiläumsausgabe des Land Rover Defender, läuft immer noch wie ein Traum, wobei die Kontaktpunkte von unzähligen Händen poliert wurden.

An Haken hängen an der Wand teilmontierte Fahrräder, die auf die endgültige Fertigstellung warten

Angesichts der Modernität des Betriebs ist der Anblick klassischer Bearbeitungswerkzeuge, wenn nicht unerwartet, auf jeden Fall eine interessante Gegenüberstellung

Testanodisierungen von Flaschenhaltern hängen wie futuristische Fahnen neben den Chemiebädern in der Ecke

Es sind nicht nur die Makroteile, die 3D-gedruckt werden. Auch die Kleinteile wie die Computerhalterung entstehen auf die gleiche Weise.

Die Umwerferhalterung nutzt die Umwerferschraube selbst, um die Klemmkraft bereitzustellen, was bedeutet, dass eine unansehnliche Schraube weniger sichtbar ist.

Ich habe nie herausgefunden, was „Shiny Shine Shine“ ist, aber es wurde verwendet, um jeden Teil zu reinigen und Teile zu vervollständigen, und es entstand etwas, das nicht ganz matt, nicht ganz glänzend, aber irgendwo dazwischen liegt.

Goldene, maßgefertigte Schrauben und ein maßgefertigtes, goldenes Tretlager an einem Fahrrad an der Wand deuten darauf hin, wie gut die passende Kombination möglich ist.

Wie bei jeder Fahrradmarke, die den Namen ihres Gründers trägt, ist es hilfreich, den Hintergrund der Person hinter dem Namen zu erfahren, um die Dinge in einen Kontext zu bringen. Sturdy Cycles ist Tom Sturdy, allerdings jetzt mit Hilfe von Jack und Omar in der Werkstatt. Tom ist in gewisser Weise in der Fahrradbranche tätig, seit er ein Samstagsjunge in einer Werkstatt war. Er studierte Luft- und Raumfahrttechnik und war gleichzeitig Profi-Triathlet, bevor er (in seinen eigenen Worten) in Loughborough blieb, um Sportbiomechanik zu studieren, um weiterhin Student zu sein.

Wie bei den meisten Rahmenbauern begann Study mit Stahl, doch sein Fokus lag mehr auf der Verwendung von Biomechanik und Rahmengeometrie, um schneller zu werden, als auf dem Versuch, ein Produkt zu entwickeln. Stahl ist im Hinblick auf den Rahmenbau jedenfalls einfach zu verarbeiten und relativ fehlerverzeihend. Nach Sturdys eigenen Worten wurde das Basteln und Basteln zu einem ernsthafteren Unterfangen, nachdem eine Kollision mit einem Auto seine Rennkarriere praktisch beendete. Da er nicht mithalten konnte, gründete er ein Rahmenbauunternehmen und durchlief einen langwierigen Prozess, bei dem er eine Reihe von Rahmen hintereinander herstellte, wobei er jedes Mal einen Aspekt der Geometrie isolierte und veränderte, um herauszufinden, was den Unterschied ausmacht Was ist die ideale Kombination aus Winkeln, Gefällen, Höhen und Neigungen?

Die Umstellung auf Titan schien vielschichtig zu sein. Natürlich ist die Verbindung zurück zur Luft- und Raumfahrt einfach, da das Metall in diesem Bereich häufig verwendet wird. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich gut auf ein Fahrrad übertragen, darüber hinaus handelt es sich jedoch um eine hochwertigere Option. Kleinere Rahmenbauer können unabhängig von ihren Fähigkeiten kommerziell nicht mit Massenprodukten der unteren bis mittleren Preisklasse konkurrieren. Kundenspezifisches Titan hingegen wird nicht annähernd im gleichen Umfang angeboten, und obwohl es ein viel einzigartigeres Produkt ermöglicht, macht es den gesamten Betrieb auch wirtschaftlich rentabler.

Was mir bei meinem Besuch in der Werkstatt aufgefallen ist, ist, dass auf den ersten Blick viele Entscheidungen zur Herstellung und Endbearbeitung der von Tom Sturdy entworfenen Motorräder hyper-boutiquehaft zu sein scheinen, aber wie Sie sehen werden, liegt alles zugrunde Dabei handelt es sich um ein Streben nach Effizienz. Wenn das Unternehmen auf lange Sicht nicht rentabel ist, kann das Produkt, egal wie gut es ist, nicht weiter produziert werden.

Mit der Schweißmaske wird Sturdy zu einem Bild der Konzentration, vor allem weil man sein Gesicht nicht sehen kann. Vielleicht hat er die Zunge herausgestreckt, aber ich würde es nie erfahren.

Die Verbindungsbereiche werden in der Rahmenlehre montiert und frisch geschnittene Titanrohre werden in die Lücken gesteckt, um sie zusammenzuheften.

Der gesamte Vorgang vom Zusammenheften des Rahmens bis zum vollständigen Verschweißen dauert weniger als eine Stunde. Das Design der Teile ist eindeutig ein Premium-Prozess, aber die Effizienz steht im Mittelpunkt

Hier sehen Sie die kleinen Rahmennägel, die erzeugt werden, während sich der Rahmen noch in der Vorrichtung befindet, sowie die Inertgasspülung, die durch das Tretlager eingepumpt wird.

Leichte und Aero-Kettenblätter hängen in der richtigen Reihenfolge an der Wand. Sie sind 1x-spezifisch und werden extern von einem Dritten nach den Spezifikationen von Sturdy CNC-gefräst.

Das Ende des Schweißbrenners pumpt Inertgas durch ein feines Netz hinter der Elektrode nach außen, um den Schweißbereich abzudecken und jegliche Oxidation zu verhindern, die die Schweißnahtfestigkeit beeinträchtigen würde.

Während Tom schweißt, bearbeitet Omar die Innenseite der Sitzgruppe, damit die Sattelstütze beim Zusammenbau perfekt passt.

Durch den Sucher einer Kamera wird der Schweißprozess zu etwas Außerweltlichem, vor allem dank der Ähnlichkeit einer Schweißmaske mit dem Helm eines Astronauten.

Traditionell und selbst bei den modernsten Rahmenbauern und in großem Umfang bei der Produktion auf industriellem Niveau umfasst der Bau eines Fahrradrahmens das Nehmen von Rohren, das Schneiden auf Gehrung (d. h. das Anbringen von Kerben in den Rohrenden), damit sie alle zusammenpassen, und das anschließende Heften des Rahmens zusammen und schließlich wird der Rahmen zusammengelötet oder geschweißt. Um die Rahmengeometrie zu verändern, passt man die Aussparungen in den Rohren an, doch bei Casa del Sturdy ist das anders.

Ein großer Teil eines Sturdy-Rahmens wird in einer DHL-Box geliefert und von einer 3D-Druckerei in Neuseeland versandt. Steuerrohr, Gabeln, Kurbeln, Lenker, Tretlager, Sitzgruppe und die gesamte Kettenstrebenbaugruppe werden fertig bedruckt geliefert. Jedes Teil ist so konzipiert, dass die Hauptrohre des Rahmens einfach auf Länge geschnitten und die bedruckten Teile darin eingesteckt werden können, ein weitaus schnellerer Vorgang als das Schneiden auf Gehrung. Auch hier kommt es zu Effizienzeinsparungen, und jeder Kunde kann seine Geometrie an seine Bedürfnisse und seine eigene Biomechanik anpassen.

Diese Produktionsmethode bedeutet, dass Tom Sturdy eine Schachtel mit gedruckten Teilen nehmen und diese in etwa 40 Minuten in einen Rahmen verwandeln kann, was für die Rahmenproduktion ein Kinderspiel ist. Zusammenstecken, heften, verschweißen, fertig. Na ja, fast, denn damit ist es noch nicht getan, sowohl aus technischer als auch aus fertiger Sicht.

Durch das Schweißen wird einem sehr begrenzten Bereich des Fahrradrahmens viel Wärme zugeführt, und unabhängig von den Fähigkeiten des Schweißers erhöht dies die Belastung des Rahmens. Im Großen und Ganzen stellt es nie wirklich ein großes Problem dar, aber das hält nicht davon ab, dass jede Schweißnaht und das ganze Fahrrad als Ganzes mit kleinen Glasperlen kugelgestrahlt wird. Das Kugelstrahlen unterscheidet sich vom Kugelstrahlen dadurch, dass es sich nicht um einen absichtlich abrasiven Prozess handelt, sondern das Ziel darin besteht, die Oberfläche des Metalls leicht zu komprimieren, es zu komprimieren und die Zugspannungen darunter abzubauen. Es entsteht einfach ein abrasives Nebenprodukt. Dadurch entsteht eine gleichmäßige, tief strukturierte Oberfläche des Fahrrads, und mir wurde gesagt, dass sich einige Teile des Rahmens nach dem Strahlen um mehr als 1 mm verschieben.

Die frischen Produkte aus dem Drucker, in diesem Fall Ersatzbremshebel von Sram, haben eine matte Oberfläche, müssen aber noch kugelgestrahlt werden, damit sie mit dem Rest des Fahrrads harmonieren.

Polierte Bauteile sind möglich, aber selten. Titan ist hart und widerstandsfähig, aber polierte Teile zeigen deutlich schneller Kratzer als kugelgestrahlte.

In einer Reihe von Schubladen befinden sich die Planwerkzeuge für das Tretlager; eine härtere Aufgabe als mit einem Stahl-BB.

Das Strahlmittel im Kugelstrahlgerät besteht aus Glasperlen, die bei Aufprall und Funken zerplatzen und sich schließlich in ein feines Pulver verwandeln, das ersetzt werden muss, wenn es nicht mehr wirksam ist.

Die Eloxierungsstation: Ein temperamentvoller chemischer Prozess, der die glänzenden metallischen Oberflächen erzeugt.

Alle Spannungs- und Stromregler sind in diesem Netzteil untergebracht, was mich an eine Stereoanlage aus den 90er Jahren erinnerte.

Eine Referenzröhre mit beschrifteten Spannungen zeigt, dass nur bestimmte Farben glückliche Nachbarn sein können.

Teile, die zur Eloxierung bereit sind, werden abschließend in einem Spülbecken eingeweicht, um eventuelle Säurespuren zu entfernen.

Durch Anlegen von Spannung über ein angefeuchtetes Tuch sind jedoch fleckige Muster möglich.

Wahrscheinlich das schickste Schaltauge, das ich je gesehen habe.

Während einige Kunden es übertreiben und andere eine Eloxierung gänzlich ablehnen, ist die Frontpartie von Sturdys eigenem Zeitfahrrad ein Beweis dafür, was in puncto Verarbeitung möglich ist.

Während ich in der Werkstatt war, kam ein Kunde, um sein Fahrrad abzuholen ...

... das Finish ähnelte dem von Sturdys TT-Bike, jedoch mit einem einfachen, rein blauen Schema und nicht mit Überblendungen.

Die fertigen Fahrräder werden mit größter Sorgfalt hauptsächlich aus hauseigenen Komponenten zusammengesetzt.

Damit der Ausschussbehälter einer endgültigen Aufnahme würdig ist, bedarf es einer speziellen Werkstatt. Hier finden sich Reste, aber auch fehlerhafte Eloxierungen und Kettenblätter, die nicht den Spezifikationen entsprechen.

Die kugelgestrahlten Rahmen und Teile erhalten eine einheitliche Textur und Designs können durch Maskieren leicht ausgeblendet werden, um polierte Logos und Designs zu erstellen. An diesem Punkt wäre das Fahrrad nach dem Zusammenbau einsatzbereit, aber das optisch Auffälligste an diesen Fahrrädern sind die farbigen, eloxierten Teile. Ich halte mich zurück, das alte Klischee zu verwenden, dass „die Fotos der Farbe nicht gerecht werden“, aber persönlich hat die Farbe eine Tiefe, die das Kameraobjektiv nur schwer erfassen kann. Die Übergänge zwischen den metallischen Farbtönen sind so subtil, dass das Vorhandensein der nächsten Farbe fast eine Überraschung ist.

Die Eloxierung erfolgt in drei aufeinanderfolgenden Tanks, die in einer Ecke der Werkstatt versteckt sind. Ein mit Säure gefüllter Tank nimmt die Teile zunächst auf, um jeglichen Schmutz zu entfernen und jegliches Oxid zu entfernen, das derzeit auf der Metalloberfläche vorhanden ist. Ein zweiter Tank enthält entionisiertes Wasser und dient zum einfachen Spülen, bevor die Teile mit einer Krokodilklemme verbunden und in den letzten Tank getaucht werden, der als Anode fungiert (daher „Anodisierung“).

Kurz gesagt: Durch die Anwendung von elektrischem Strom durch das Titan entsteht eine extrem kleine Schicht aus transparentem Titandioxid, die ihrerseits die Wellenlänge des durch sie hindurchtretenden Lichts verändert, vom darunter liegenden Titanmetall reflektiert wird und zurück in die große weite Welt gelangt. Die resultierende reflektierte Wellenlänge und damit die Farbe, die wir sehen, hängt von der Dicke der Schicht ab, die wiederum durch die Spannung bestimmt wird. Dies bedeutet, dass die Farben ein Kontinuum und keine Reihe unterschiedlicher Optionen darstellen. Man kann nur zwischen benachbarten Farbtönen überblenden, ein helles Gelb neben einem tiefen Blau ist also unmöglich, aber Lila zu Blau oder Gelb zu Graugrün ist ideal. Dies lässt sich am besten an der von der Decke hängenden eloxierten Titanröhre veranschaulichen, die praktischerweise mit den für die Entstehung erforderlichen Spannungen versehen ist.

Eintauchen ist eine Sache und führt zu gleichmäßigen Ausblendungen. Um jedoch ungewöhnlichere Texturen zu erzeugen, kann die Titandioxidschicht effektiv aufgemalt werden, indem man eine Krokodilklemme an einem angefeuchteten Tuch oder Schwamm befestigt und damit den Strom über das blanke Material leitet Metall. Das Ergebnis sind fleckige, lebendige Texturen, die gleichzeitig an extreme Patina und etwas Biologischeres erinnern.

Die fertigen Fahrräder werden dann zusammengebaut, meist nur mit einem T25-Werkzeug, da die meisten Schrauben am Fahrrad maßgefertigte T25-Einheiten sind, und sind dann fahrbereit. Da Jack und ich ungefähr gleich groß sind und Jack gerade erst sein eigenes Sturdy erworben hatte, hatte ich die Gelegenheit zu sehen, wie es ist, bei einem tollen Tag in den Hügeln von Südwales ein komplett maßgeschneidertes Titan zu fahren.

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Will trat dem Cyclingnews-Team im Jahr 2022 als Rezensionsautor bei, nachdem er zuvor für Cyclist, BikeRadar und Advntr geschrieben hatte. Es gibt nur sehr wenige Radsportarten, mit denen er sich nicht beschäftigt hat, und er hat eine besondere Vorliebe für ältere Fahrräder und langlebige Komponenten. Das Straßenfahren war seine erste Liebe, bevor er in Yorkshire seinen Abschluss zum CX-Rennsport machte. Er ist mit einem Vintage-Tandem auf Tour gegangen, bis hin zum Gravel- und MTB-Fahren mit festem Gang. Wenn er nicht gerade mit einem seiner vielen Fahrräder unterwegs ist, findet man ihn meist in der Garage und schraubt an einem anderen davon oder ist besessen von Reifen. Da er Zwift nicht nutzt, ist er außerdem unser Ansprechpartner für Tests bei schlechtem Wetter ... Gott segne ihn.

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