La progettazione e lo sviluppo di cerchi in fibra di carbonio non rappresentano solo una sfida tecnica, ma anche un obiettivo finale di prestazioni ed estetica. KOIBIKE (KOI) combina scienza dei materiali, aerodinamica e processi di produzione di precisione attraverso l'innovazione continua, impegnandosi a creare cerchi in fibra di carbonio leggeri, ad alta rigidità e aerodinamici. Offriamo ai clienti prodotti ad alte prestazioni con processi di sviluppo stampi efficienti e affidabili, promuovendo al contempo la diffusione della tecnologia in fibra di carbonio nel settore della bicicletta e la mobilità sostenibile.
RICERCA AERODINAMICA KOIBIKE
Le prestazioni aerodinamiche del cerchio influiscono direttamente sull'efficienza di guida, in particolare sulla stabilità ad alta velocità. Il team di ricerca e sviluppo di KOI ha utilizzato la tecnologia di simulazione CFD (Computational Fluid Dynamics) fin dalla fase di progettazione iniziale per analizzare la resistenza al vento della forma del cerchio. Ottimizzando la curva di transizione tra la curvatura del bordo del cerchio e la superficie di contatto del flusso d'aria (Figura 1), garantiamo che il punto di separazione del flusso d'aria sia ridotto al minimo, la generazione di turbolenza sia ridotta e la resistenza al vento sia ridotta.
Progettazione della struttura dei cerchi e analisi meccanica
Sulla base dell'ottimizzazione aerodinamica, i cerchi devono soddisfare i requisiti di elevata rigidità, resistenza agli urti e leggerezza. KOI utilizza un algoritmo di ottimizzazione topologica multi-obiettivo, combinato con la distribuzione dei fori dei raggi sul cerchio, le caratteristiche strutturali del bordo del freno (se applicabile) e l'area di contatto del labbro dello pneumatico, per costruire un modello meccanico (Figura 2). Attraverso la simulazione FEA della distribuzione delle sollecitazioni del cerchio sotto carico radiale (simulazione di supporto di guida), flessione laterale (simulazione di curva) e carico d'impatto, garantisce che le aree chiave (come il bordo del freno e la zona attorno ai fori dei raggi) presentino una resistenza ridondante. Allo stesso tempo, attraverso l'ottimizzazione iterativa dell'angolo di layup e la progettazione dei rinforzi locali, si ottiene il miglior rapporto tra peso e rigidità.
Il team di ingegneri KOI utilizza software CAD per progettare la geometria del cerchione (altezza, larghezza, forma della sezione trasversale, ecc.), combina l'analisi dei dati della meccanica dei fluidi CFD e l'analisi agli elementi finiti per ottimizzare la distribuzione della forza e disegna disegni 3D (Figura 4).
Sviluppo stampi per cerchi
La progettazione dello stampo è il fulcro della produzione in serie dei cerchi. KOI adotta una soluzione di stampo modulare basata sul modello 3D del cerchione (Figura 5):
Verifica dello stampo dei cerchi e test del prodotto finito
Il primo campione deve superare quattro fasi di verifica:
Ispezione dimensionale: Utilizzare la CMM per misurare e confrontare la rotondità, la larghezza e l'eccentricità del cerchio (Figura 7);
Test di carico dinamico: simula la fatica radiale durante la guida (norma EN 14781, 100.000 carichi) e l'impatto laterale (norma ISO 5775);
Prove distruttive: sovraccarico al 150% della resistenza di progetto, analisi delle modalità di guasto per ottimizzare la progettazione degli strati;
Test su strada di veicoli reali: Eseguire test completi sulle condizioni stradali a lunga distanza in collaborazione con team di professionisti per valutare le prestazioni effettive e la durata.
