Revolucionando el Ciclismo: La Historia Detrás de un Soporte Inferior Cambiante

Este video incluye a Wes Wolfenbarger y Gary Mailhiot describiendo qué despertó la idea para su pieza única de bicicleta y cómo pasaron del desarrollo a convertirse en una empresa internacional que produce más de 100 variaciones diferentes de la pieza.

Cuando el ávido ciclista y mecánico profesional de bicicletas Gary Mailhiot decidió fabricar su nuevo diseño para el soporte inferior de una bicicleta, trabajaba en una tienda de bicicletas y no tenía experiencia en mecanizado. Pero, con la ayuda de su amigo y futuro socio comercial, Wes Wolfenbarger, y un distribuidor de máquinas herramienta cercano, resolvieron un problema de fallo prematuro de rodamientos que había plagado a la industria de la bicicleta.

La idea de Mailhiot para un nuevo diseño de soporte inferior surgió cuando su nueva bicicleta de fibra de carbono de $5,000 llegó a la tienda en 2013 con dos carcasas de rodamientos de plástico para acoplar con un juego de bielas de titanio de alta gama. Sabiendo que un mejor diseño era necesario, se preguntó si una configuración de aluminio de una pieza sería una mejor alternativa.

Consultó a Wolfenbarger, un ingeniero mecánico que trabajaba en un taller de mecanizado, sobre su idea para el nuevo diseño. Entusiasmados con la perspectiva, los dos trabajaron en un prototipo en el empleador de Wolfenbarger en ese momento. Finalmente, sin embargo, los dos decidieron crear su propio taller de mecanizado en North Little Rock, Arkansas, para fabricar soportes inferiores internamente.

¿Un Soporte Qué?

El soporte inferior de una bicicleta es el componente usado para conectar el juego de bielas al cuadro de la bicicleta, permitiéndole girar independientemente del cuadro. El soporte inferior en bicicletas compuestas se prensa en la carcasa del cuadro y contiene dos rodamientos en cada lado.

La pareja decidió que podían mecanizar una carcasa de aluminio de pared delgada para los dos rodamientos a partir de tubo de barra. Luego, los rodamientos podían prensarse en cada extremo del tubo para crear un soporte de una pieza que ofrece concentricidad mejorada entre los dos rodamientos.

Afortunadamente, Wolfenbarger tenía una relación de trabajo con un distribuidor local de máquinas herramienta, TechMach (Rogers, Arkansas), que casualmente tenía un torno Doosan en stock en ese momento. Después de familiarizarse con la máquina en la ubicación del distribuidor, los socios comerciales decidieron que el centro de torneado Doosan Lynx 220 LYA debería ser su primera compra debido a su velocidad de 6,000 rpm. Esta alta velocidad de husillo es crítica para mantener las tolerancias muy ajustadas que la carcasa de aluminio de pared delgada requiere, explica Wolfenbarger.

Mailhiot luego alquiló una instalación de 1,500 pies cuadrados con la guía de TechMach. El distribuidor también asesoró a los socios sobre requisitos de energía, servicios de izaje y una empresa de financiamiento. Fue solo el comienzo de una aventura exitosa para esta nueva startup llamada BBInfinite.

La compañía, nombrada acertadamente por el producto que fabrica (soportes inferiores) e "Infinite", como en "girando para siempre", recibió rápidamente una patente para su diseño de una pieza, según Wolfenbarger.

Problema Resuelto

Wolfenbarger explica que la mayoría de fabricantes de bicicletas usan un soporte inferior de dos piezas que consiste en dos rodamientos, cada uno en su propia carcasa, con uno en cada lado del cuadro de la bicicleta. Pero este diseño ha sido problemático porque cuando uno de los dos rodamientos se desplaza (debido a la cantidad desigual de peso puesto en ambos rodamientos), uno de los rodamientos tiende a desgastarse más rápido que el otro.

"Nuestro diseño de una pieza ha sido una gran solución al fallo prematuro de rodamientos porque podemos controlar la colocación del rodamiento mucho mejor", explica Wolfenbarger. Además, este diseño facilita al fabricante o constructor de bicicletas prensar el ensamblaje en el cuadro.

La compañía comenzó a fabricar sus soportes inferiores para algunas marcas de bicicletas de alta gama. Wolfenbarger dice que había una marca que se sabía tenía más problemas con su soporte inferior que otras, así que se enfocaron en vender a esa compañía primero. "Construimos un catálogo agregando nuevos productos a nuestro sitio web", explica. "Y luego crearíamos un nuevo video de YouTube para ese producto. Y simplemente progresó desde allí."

Debido a que los soportes inferiores no son un tamaño universal, la compañía ahora fabrica alrededor de 100 variaciones de lo que llama el módulo central. Créditos de foto: BBInfinite

El Doosan Lynx 220 mecaniza el aluminio de pared delgada a 6,000 rpm, lo que Wolfenbarger dice que es una velocidad necesaria para un material tan delicado que mantiene tolerancias ajustadas.

Debido a que los soportes inferiores no son un tamaño universal, la compañía ahora fabrica alrededor de 100 variaciones de lo que llama el módulo central. Las variaciones varían en diámetro desde 1-1¼ a 2 pulgadas (36 mm a 50 mm). La barra mide 3 pies de largo, lo que usualmente rinde alrededor de 8 a 12 piezas.

La base de clientes de BBInfinite ha crecido para incluir tanto fabricantes de bicicletas de alta gama como entusiastas del bricolaje que arman bicicletas en sus garajes. "Gary y yo queríamos desarrollar un sistema para estos clientes para que pudieran instalar el soporte inferior ellos mismos", dice Wolfenbarger. "Y crearíamos una estructura de soporte alrededor de eso." Por lo tanto, el equipo ha grabado muchos videos de YouTube a lo largo de los años que contienen instrucciones de instalación claras. La compañía también construyó un sitio web y eventualmente usó Shopify como tienda en línea para vender sus productos.

Desarrollando un Proceso de Mecanizado Efectivo

Con el centro de torneado Doosan Lynx 220 LYA de 20 hp del taller y el conocimiento de TechMach sobre accesorios clave de rendimiento, BBInfinite demostró que es posible lograr consistentemente las tolerancias ajustadas necesarias para mecanizar la carcasa de aluminio de pared delgada para su ensamblaje de soporte inferior. El torno mantiene consistentemente una tolerancia de ± 0.00025, lo cual, según Wolfenbarger, es crítico para mecanizar aluminio muy delgado que para algunos de sus clientes es de aproximadamente 0.02 pulgadas de espesor, con un acabado superficial suave.

El uso de herramientas de diamante también ayuda a lograr ese acabado superficial de calidad, dice Wolfenberger. Después de trabajar con insertos Sandvik Coromant para trabajos previos en su anterior posición de mecanizado, ya sabía que elegiría esta herramienta para el componente de aluminio del taller. "Me gusta pensar que estamos construyendo un Ferrari — no vamos por alto volumen tanto como vamos por calidad", dice. "Así que buscamos la mejor herramienta que podamos obtener para producir piezas de alta calidad."

Pero, además, la máquina herramienta así como sus accesorios deben trabajar juntos como un sistema. BBInfinite dice que ha descubierto la combinación correcta de las siguientes opciones para eficiencia al mecanizar sus soportes inferiores.

• Transportador de Virutas: La compañía usa un transportador de virutas de filtrado tipo tambor Hennig para mantener la máquina limpia moviendo eficientemente las virutas pequeñas y finas que el torno produce fuera de la máquina. Esto elimina la necesidad de remover virutas manualmente de la máquina.
• Portapinzas: El portapinzas de agarre rápido de Royal Products minimiza el tiempo de inactividad al cambiar pinzas al mecanizar diferentes tamaños de piezas, según Zach Chimarys, ingeniero de ventas en TechMach, quien trabaja estrechamente con BBInfinite. Además, el portapinzas tiene una clasificación de rpm alta que coincide con la velocidad del husillo de la máquina, añade.
• Extracción de Barra con Corte: El Lynx 220 también está equipado con un extractor de barra Royal Products que incorpora una herramienta de corte. Chimarys explica que esta característica es una forma de automatización de máquina porque puede mecanizar piezas sin necesidad de abrir la puerta y extraer manualmente la barra para la siguiente pieza a mecanizar, dice. "Pueden correr una barra de aluminio o tubo de aluminio de 3 o 4 pies de largo, y pueden obtener múltiples piezas de él sin interrupción del operador", dice.

Wolfenbarger junto al Doosan Lynx 220, que mecaniza el tubo del soporte inferior de la compañía en bajos volúmenes. El negocio va bien para BBInfinite, incluso durante la pandemia de COVID-19, ya que la industria de la bicicleta floreció. Wolfenbarger predijo una escasez en la cadena de suministro, sin embargo, y decidió comprar el torno Doosan más nuevo, el Lynx 2100.

Después de que el torneado se completa, la herramienta de corte de la unidad separa la pieza de trabajo de la barra. El extractor de la unidad luego agarra inmediatamente la barra y la tira a posición para la siguiente operación de torneado. Combinar elementos de esta manera usa solo una estación de torreta. También elimina la necesidad de indexar un extractor separado en posición, lo que disminuiría el tiempo de ciclo.

• Recolección de Piezas: Para eliminar la posibilidad de rayones causados por piezas cayendo en una canasta tradicional, Wolfenbarger y Mailhiot desarrollaron un método de anillado para atrapar las piezas. Wolfenbarger describe el proceso básicamente como una herramienta de ranurado que atrapa la pieza de tubo de aluminio hueco. (Piensa en términos de un juego de "lanzar anillos" en un carnaval.) La pieza es capturada allí para que el operador la recoja después de que la pieza esté completa.
• Colector de Niebla: Con mecanizado de alto rpm, es crítico implementar un colector de niebla para capturar la alta salida de niebla y humo que se crea. Chimarys dice que este taller limpio se mantiene limpio debido a su colector de niebla LNS Fox WS 2 330, manteniendo el aceite fuera del piso y el aire limpio.

Control de Calidad es Usar el Software Correcto

Aunque no se considera a sí mismo un maquinista, Wolfenbarger operó el torno al inicio del taller porque no había nadie más para hacerlo. Desde entonces, sin embargo, la compañía ha contratado a un maquinista para operar el torno. Pero Wolfenbarger continúa programando la máquina fuera de línea en la suite CAMWorks

El programa de software de mapeo Verisurf se ejecuta en el sistema de medición Renishaw Equator 300 de BBInfinite para aumentar la precisión de la medición de tolerancia de la sonda en el tubo de aluminio de pared delgada mecanizado por el taller.

de SolidWorks usando el equipo de soporte del revendedor de software GoEngineer. Encuentra el software fácil de usar porque puede programar la pieza completa fuera de línea, haciendo innecesaria la intervención durante el mecanizado. Especialmente le gusta el complemento que ofrece una biblioteca de las herramientas en su máquina herramienta específica. Desde allí, puede simular las herramientas que están cortando la pieza y puede ajustar el programa.

BBInfinite toma su control de calidad en serio porque sin asegurar que no hay errores de cálculo de tamaño de pieza, los socios comerciales estarían fuera del negocio, dice Wolfenbarger.

Es por eso que su programa de software de mapeo Verisurf que se ejecuta con su sistema de medición Renishaw Equator 300 es tan valioso para el negocio. El software aumenta la precisión de la medición de tolerancia de la sonda en el tubo de aluminio de pared delgada mecanizado por el taller. Explica que las sondas, que parecen patas de araña rodeando una pieza que se mide, tocan la pieza mientras calculan sus dimensiones. Permite al taller saber cómo ajustar compensaciones para mantener un tamaño. Y cuando una pieza necesita ser desechada, BBInfinite recicla el material.

Marcado Láser y Ensamblaje

Después de mecanizar los tubos de aluminio, la compañía los externaliza para anodizado. Luego, el taller hace su propio marcado láser con su máquina de marcado láser de fibra de Derek Laser. La máquina marca cada tubo con un código QR que incluye instrucciones para el cliente sobre cómo instalar el soporte inferior en la bicicleta. Estas

La máquina de marcado láser interna marca cada tubo con un código QR que incluye instrucciones para el cliente sobre cómo instalar el soporte inferior en la bicicleta.

instrucciones sin papel ayudan a reducir material de empaque y permite a la compañía actualizar fácilmente sus instrucciones en línea cuando sea necesario.

El prensado de los dos rodamientos (comprados), uno en cada extremo del tubo de aluminio, es el último paso del proceso de ensamblaje interno de BBInfinite para sus soportes inferiores.

Progreso y Consejos

El taller aún usa solo su Doosan Lynx 220 original, que compró al inicio de la compañía, para mecanizar los tubos de aluminio. Sin embargo, los socios comerciales han comprado desde entonces otro torno Doosan — el Lynx 2100 — que ofrece un orificio de husillo ligeramente más grande para mecanizar piezas más grandes. Esta máquina más nueva ha permitido al taller agregar espaciadores Delrin para un producto diferente (que anteriormente se externalizaban) a su producción interna.

Poseer el equipo adecuado para un trabajo ciertamente es necesario, pero Wolfenbarger explica que para iniciar un negocio, comprar máquinas herramienta de inmediato no es un requisito. Dice que comercializar un producto antes de que sea producido realmente puede ser igualmente importante.

"Si estás intentando iniciar un taller de mecanizado, no te abrumes por el hecho de que no puedes permitirte una máquina", explica. "Descubre una forma de comercializarte, encuentra una forma de hacer un sitio web, encuentra una forma en que la gente pueda encontrarte. Así que cuando empieces a hacer productos, comercializarlos no será tu próximo obstáculo."

BBInfinite | bbinfinite.com

DN Solutions (anteriormente Doosan Machine Tools America) | dn-solutions.com