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May 18, 2023

¿No encuentras la pieza de bicicleta que necesitas? Imprimirlo en 3D

Las bicicletas de montaña son sólo una colección de cientos, si no miles, de piezas especialmente diseñadas. Incluso las piezas, como los frenos y las horquillas de suspensión, están formadas por cientos de piezas. es mucho que

Las bicicletas de montaña son sólo una colección de cientos, si no miles, de piezas especialmente diseñadas. Incluso las piezas, como los frenos y las horquillas de suspensión, están formadas por cientos de piezas. Hay mucho que seguir, y las impresoras 3D prometen facilitar las cosas, no sólo para las empresas de componentes sino también para los consumidores. Sí, hemos estado hablando de esto desde al menos 2013, pero como descubrí recientemente, estamos más cerca que nunca.

Sitios web como Thingiverse e Printables ofrecen a los consumidores acceso a planos de impresora 3D para todo, desde piezas de repuesto para bicicletas hasta adaptadores y accesorios. Y una vez que te das cuenta de que casi cualquier cosa hecha de plástico (ya sea en tu bicicleta o en tu casa) está disponible casi instantáneamente a un costo de unos pocos centavos, queda claro que la impresión 3D tiene el potencial de alterar aún más el gasto en piezas de bicicleta y reparación en el futuro.

En este artículo, explicaré brevemente cómo funciona el proceso de impresión 3D y luego profundizaré en ejemplos de los tipos de artículos relacionados con bicicletas que se pueden imprimir.

Para imprimir piezas de bicicletas en casa se requiere una computadora y una impresora 3D. Una impresora decente para el consumidor cuesta entre 500 y 2000 dólares, y una bobina de 1 kg de filamento cuesta entre 20 y 30 dólares.

Si bien es posible diseñar tus propias piezas, ya hay miles de modelos de piezas de bicicleta en 3D disponibles en línea. Los archivos de modelo generalmente están disponibles para descargar de forma gratuita y tienen una licencia Creative Commons Share Alike donde los usuarios son libres de usar y modificar diseños, pero deben aceptar compartir cualquier modificación con la comunidad.

Otros modelos de software para piezas están disponibles para su compra, generalmente por uno o dos dólares. Los modelos tienen incorporada una forma de gestión de derechos digitales (DRM) que puede evitar que los compradores modifiquen el diseño o lo pasen a otros.

Una vez que se ha descargado un archivo, se debe preparar para la impresora utilizando un software 3D. Si bien algunos modelos de piezas son plug-and-play, la mayoría deberá modificarse o, al menos, orientarse para una impresión óptima. Hay matices en la impresión 3D (consideraciones estructurales, estabilidad durante la impresión, etc.) y la mayoría encontrará algunos proyectos fallidos en el camino hacia la adquisición de experiencia. En otras palabras, imprimir un objeto 3D no es tan fácil como imprimir sus declaraciones de impuestos.

Las impresoras pueden trabajar con una variedad de materiales similares al plástico con nombres como PLA, PETG, ASA, ABS y PC. Cada material tiene un conjunto único de propiedades, por lo que los usuarios deben seleccionar el material adecuado para el trabajo. Por ejemplo, el ASA es más resistente al agua y a los rayos UV que el ABS, lo que lo convierte en una mejor opción para artículos que se utilizarán al aire libre. Los diferentes materiales también tienen diferentes valores de rigidez y resistencia finales.

Debido a que los artículos se imprimen una capa a la vez, es posible crear estructuras internas que agregan rigidez sin exceso de peso ni materiales. Muchos de los programas de diseño 3D utilizados junto con las impresoras pueden intentar optimizar la estructura automáticamente. Los procesos de fabricación de piezas de bicicleta más tradicionales, como el CNC y la extrusión, generalmente no pueden crear formas internas tan complejas.

Dependiendo del tamaño y la complejidad de una pieza, las impresiones pueden tardar desde unos minutos hasta varias horas. El costo de los materiales para la mayoría de las impresiones se mide en centavos, aunque algunos artículos pueden requerir el uso de uno o dos dólares en filamento.

La mayoría de las piezas de bicicleta implicarán agregar herrajes metálicos, como tuercas y tornillos, para completar la pieza. Los artículos más complejos pueden incorporar múltiples impresiones que luego se atornillan o pegan.

Mi amigo Marc tiene una impresora 3D Prusa i3 MK3S+. También tiene un timbre de bicicleta Knog Oi. Cuando perdió el pequeño martillo de plástico de su Oi hace unos meses, supo exactamente qué hacer: imprimir una pieza de repuesto.

Marc encontró justo la pieza que necesitaba en Thingiverse, un sitio donde los usuarios pueden compartir diseños de piezas en 3D con otros. El diseñador de esta pieza en particular dice que su diseño no es un reemplazo exacto; en cambio, pretende ser una mejora con respecto a la pieza original, que es (claramente) propensa a romperse.

Muchas personas imprimen artículos en casa simplemente porque las piezas no están disponibles para su compra. Knog no incluye martillos Oi de repuesto a la venta en su sitio web, probablemente porque no vale la pena almacenar y enviar una pieza tan pequeña. Incluso si hay una pieza de repuesto disponible para comprar, imprimir la pieza en casa es mucho más rápido que esperar a que se envíe.

Otros planes disponibles en Thingiverse incluyen piezas como espaciadores de potencia, ruedas jockey compatibles con Shimano, espaciadores de casete de tamaño SRAM y fichas de horquilla Fox. Si bien este tipo de piezas están más disponibles para su compra en línea o incluso en su tienda de bicicletas local, ninguna de estas opciones de compra es tan rápida ni tan económica como imprimir en casa.

El plástico no es el primer material que nos viene a la mente cuando pensamos en herramientas para bicicletas, pero en realidad hay varias herramientas que se pueden imprimir en 3D y algunas son más viables que otras. Si ha trabajado mucho en casa, inevitablemente ha llegado a un punto en el que se da cuenta de que le falta una herramienta especializada para el trabajo y, con una impresora 3D, es posible que pueda evitar un viaje al taller o casa de un amigo para pedir prestado uno.

Las herramientas y accesorios para purgar frenos son bastante comunes, con planes para todo tipo de embudos, espaciadores, copas y tetinas disponibles. Las prensas de rodamientos también son una buena opción para los polímeros 3D; Este está diseñado para instalar un pedalier Shimano de ajuste a presión y, aparte de las piezas impresas, solo requiere una varilla roscada y algunas arandelas y tuercas.

Si bien algunos materiales de impresión de polímeros son más resistentes que otros y las piezas pueden diseñarse con refuerzos internos adicionales o incluso una construcción completamente sólida, todavía existe un límite para la resistencia de las herramientas impresas en 3D. Por ejemplo, una llave hexagonal de plástico impresa en 3D probablemente no funcionará muy bien.

Sin embargo, algunas piezas impresas son lo suficientemente buenas para un uso único o para usar en caso de necesidad. Encontramos herramientas para quitar casetes y extractores de manivela que podrían funcionar en piezas que no han sido apretadas excesivamente.

Tarde o temprano todos necesitaremos un adaptador. Las marcas de bicicletas utilizan sus propios estándares para muchas piezas, y esos estándares no siempre combinan bien juntos, por lo que los adaptadores cierran la brecha.

Marc y yo encontramos planos para un adaptador de luz para bicicleta Light & Motion que sea compatible con soportes y accesorios GoPro en printables.com. Descargamos los planos y los preparamos en un programa de software llamado Autodesk Fusion 360. Esta impresión en particular tomó unos 30 minutos y utilizó material por valor de 0,08 dólares.

Resulta que Light & Motion vende en línea un adaptador muy similar por 10 dólares. Me comuniqué con la marca para conocer su opinión sobre la disponibilidad de planes como el que usamos Marc y yo, pero no recibí respuesta. A medida que la impresión 3D se vuelve más accesible, las marcas podrían ver menos ventas en artículos particulares como este. Sin embargo, existe la posibilidad de recuperar las ventas perdidas debido a los diseños de bricolaje si las marcas optan por licenciar sus propios archivos de diseño.

Después de imprimir nuestro adaptador Light & Motion + GoPro, solo necesitábamos agregar una tuerca y un perno de tamaño estándar para que fuera funcional. Al apretar el perno quedó claro que nuestra pieza impresa no era tan segura como el soporte de fábrica. No solo eso, se formaron grietas encima y debajo de los orificios de los pernos.

Por un lado, es NBD modificar el diseño y reforzarlo (de hecho, Marc hizo precisamente eso). Por otro lado, cuando (no si) este soporte en particular falla, podría significar la pérdida de una luz costosa.

Recientemente necesité un adaptador para montar una palanca de cambios Shimano I-Spec EV directamente en mis manillares para poder utilizar un juego de frenos Hayes en lugar de Shimano. Investigué un par de opciones de aleación en línea, con un precio de entre 40 y 50 dólares, lo que parece mucho para pagar por una pieza tan pequeña para usar una palanca de cambios que ya tengo.

Al final, pedí en eBay una abrazadera de barra impresa en 3D a un vendedor de Estonia por 9 dólares, más gastos de envío. En este caso definitivamente no ahorré tiempo (la pieza tardó semanas en llegar), pero sí ahorré dinero y la abrazadera ha estado funcionando bien. (Es probable que también pese menos que esas piezas de aleación). ¿Este diseño está aprobado por Shimano? Es casi seguro que no, aunque la marca no respondió a los comentarios para esta historia.

Como puede ver, muchas piezas de bicicletas impresas en 3D dependen de varias piezas metálicas pequeñas, como arandelas, tuercas y pernos, para funcionar. Algunas piezas pueden requerir la unión de varias piezas impresas en 3D, como la abrazadera del manillar que pedí. Una configuración de impresión 3D bien equipada incluye varios carretes de filamento además de todos los tornillos y tuercas necesarios para completar un proyecto.

Más allá de imprimir piezas de repuesto, herramientas de reparación y adaptadores, las impresoras 3D ofrecen infinitas oportunidades para crear piezas de bicicleta nuevas que no existen. Como este asiento de bicicleta para niños con forma de T-rex. O este adorno navideño de bicicleta. O estos portabotellas de agua.

Con una impresora 3D, los propietarios pueden crear piezas de bicicleta únicas y, si lo desean, vender los artículos terminados o incluso solo los planos a otros. El potencial de innovación en el sector de las bicicletas es enorme y sólo aumentará a medida que las impresoras se vuelvan más comunes.

Si bien es poco probable que en el futuro haya una impresora 3D en cada escritorio, la proliferación de impresoras y planos tiene el potencial de impactar la industria de la bicicleta. Por ahora, los manitas individuales tienen la oportunidad de crear piezas de bicicleta para su propio uso, aunque no está claro cómo podrían reaccionar las marcas si las tiendas de bicicletas locales imprimen las piezas pequeñas que necesitan en lugar de pedirlas por catálogo, o si vendedores como el de Estonia están infringiendo las leyes de patentes o marcas.

Una cosa es segura: los ciclistas seguirán jugando y se seguirán mejorando los diseños de todas las piezas de las bicicletas.