Revue si on ose : Le Mythos Elix 3D

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De manière générale, les nouveaux lancements de tiges attirent rarement beaucoup d'attention. Encore moins ces derniers temps, car les fabricants de vélos et de composants se tournent vers les configurations de guidon et de potence intégrées en une seule pièce. Cela a changé lorsque Metron Additive Engineering a annoncé sa potence Mythos Elix plus tôt cette année. Imprimée en 3D et pleine de trous, l'Elix n'est pas une potence ordinaire.

Les potences sont un composant essentiel à la sécurité sur n'importe quel vélo. L'échec n'est pas une option lorsque les conséquences sont potentiellement mortelles. En tant que telle, l'idée d'une tige fabriquée à l'aide d'un matériau et d'une technique inconnus de la plupart, avec plus de trous que de surface, pourrait naturellement ne pas inspirer confiance.

De manière déconcertante, une de ces saintes tiges attendait d'être revue à mon retour du Tour de France. Chaque avis est différent, et ce qui a suivi avec la tige sacrée imprimée en 3D était plus un voyage mental qu'un essai de produit. Je me suis demandé pourquoi et comment on pourrait imprimer une tige en 3D, si c'était sûr et, finalement, si je pouvais être convaincu de monter une tige ressemblant à du fromage suisse.

Alerte spoil: Après beaucoup de persuasion, j'ai roulé avec une tige sacrée imprimée en 3D. Il ne s'est pas cassé, et rien de tout cela n'est le point.

J'ai récemment fait un voyage en Angleterre pour visiter Metron Additive Engineering afin de rencontrer Dimitris Katsanis pour répondre à ces questions et voir s'il pouvait me convaincre de rouler avec la tige sacrée.

Personnage extrêmement sympathique, Katsanis est également l'un des esprits les plus brillants de l'industrie. Son travail à la pointe du cyclisme de haute performance remonte à trois décennies. Il a produit des vélos pour tous les Jeux olympiques depuis Barcelone en 1992 et a conçu le vélo UKSI utilisé par la Grande-Bretagne avec un grand succès au cours de la première décennie et demie du 21e siècle.

Partout dans l'installation, des photos de champions faisant du vélo et des composants fabriqués sur mesure par Katsanis sont jonchées. Des photos de Chris Hoy sur un "beam bike" dans les années 90, au record de l'heure de Bradley Wiggins, et au-delà.

Katsanis a également été impliqué dans d'innombrables avancées technologiques au cours des deux dernières décennies. Bien qu'il ait joué un rôle déterminant dans la conception de la gamme F de Pinarello Dogmas, il détient également le brevet, qu'il concède à Zipp, pour le profil de jante en dents de scie NSW. Il a travaillé sur le vélo de piste Hope-Lotus GB. Composants F1, "pièces" imprimées en 3D de qualité médicale utilisées dans les prothèses de hanche, les roues, les cadres, les barres les plus rigides que j'ai jamais vues conçues pour les sprinteurs britanniques et, bien sûr, des guidons de contre-la-montre personnalisés imprimés en 3D pour Filippo Ganna, Froome, Thomas et al. chez Ineos et la championne paralympique Sarah Storey.

C'est un trésor de kit de cyclisme, et avec les connaissances et la volonté de Katsanis de partager, cela a réduit mon hésitation à faire confiance à une potence imprimée en 3D. Voici un designer et une marque dont de nombreux cyclistes n'auront jamais entendu parler, et même si je connaissais Dimitris et Metron, je pensais que le cyclisme n'était qu'une infime partie de leur activité. Je n'aurais pas pu me tromper davantage.

Le cyclisme est presque l'affaire de Metron, et cette prise de conscience m'a fait réfléchir. Voici un constructeur dont on entend très peu parler, qui ne sponsorise pas un seul coureur, encore moins toute une équipe du World Tour, et ne fait jamais de publicité pour ses produits. Pourtant, dans un monde où ces champions obtiennent tout ce dont ils ont besoin gratuitement, souvent même payés pour rouler avec l'équipement d'une marque spécifique, ils font la queue pour payer Metron pour le kit.

British Cycling avait un contrat exclusif avec Katsanis jusqu'à ce que son financement soit coupé après Londres 2012. C'était une équipe nationale non seulement payant Katsanis pour son kit et son expertise, mais payant pour s'assurer qu'aucune autre équipe n'avait accès à cette expertise révolutionnaire. Team Sky et Pinarello ont rapidement récupéré Katsanis lorsque GB l'a libéré, et la majeure partie de son travail depuis lors a été avec cette équipe extrêmement réussie. Il a même travaillé avec l'UCI alors qu'elle cherchait à apporter les premiers changements majeurs à son règlement depuis la Charte de Lugano en 1997.

L'expérience Metron érodait lentement ma barrière mentale, mais un seul kit s'est avéré la clé pour la briser. Un ensemble de guidons en carbone La plupart des guidons d'un Pinarello F10 reposent sur une table d'appoint. À côté d'eux, deux autres guidons apparemment identiques, mais les barres en carbone sont les plus étranges de ce trio. La finition brillante sur un guidon donne un indice sur la raison pour laquelle Metron a conservé ces souvenirs, mais ce n'est que lorsque Katsanis explique que les barres noires, avec la plupart des logos, les leviers Di2 et le ruban de guidon ne sont pas ce qu'elles apparaissent, qu'il clique. Les barres sont, en fait, une barre et une potence intégrées en titane imprimées en 3D conçues pour et utilisées par Chris Froome lors du Tour de France 2018.

Cela m'a frappé d'avoir voyagé jusqu'en Angleterre parce que je ne faisais pas confiance à ce que je pensais être une nouvelle façon de fabriquer une potence de route, seulement pour découvrir qu'une potence imprimée en 3D avait déjà transporté un coureur sur le podium du Tour de France près d'une demi-décennie plus tôt.

Au-delà d'un simple guidon imprimé en 3D pour Chris Froome, Katsanis a donné de nombreuses autres bonnes raisons de faire confiance aux composants imprimés en 3D de Metron.

Metron est qualifié pour l'aérospatiale selon la norme AS9100. AS9100 est un système de gestion de la qualité largement adopté et normalisé pour l'industrie aérospatiale. Il garantit une norme de qualité, contrôle les processus de fabrication et rend obligatoire la tenue de registres spécifiques, garantissant une traçabilité complète de chaque composant. On parle souvent des normes ISO et des contrôles de qualité, pendant ce temps, cette marque de cyclisme adhère volontairement à une norme de gestion au niveau de l'aérospatiale, et c'est avant même d'entrer dans ses normes de test des composants.

Katsanis admet que l'idée d'une tige imprimée en 3D avec des trous partout est un choc pour le système. L'échec très médiatisé de la poursuite par équipe des Jeux olympiques de l'année dernière a semé d'innombrables autres graines de doute imprimées en 3D dans l'esprit de nombreuses personnes. Mais Katsanis est clair dans son opinion : "L'impression 3D est comme tout autre processus de fabrication, elle a ses propres avantages et inconvénients. La clé est de comprendre ces attributs et de concevoir les pièces en tenant compte de l'utilisation spécifique. Un composant mal conçu échouera, quelle que soit la technique de fabrication ou le matériau."

Ramenant cela à la production de tiges Elix, Metron utilise Scalmalloy pour ses tiges imprimées en 3D. Cet alliage haute performance est composé d'un alliage de scandium, d'aluminium et de magnésium. Développé pour une utilisation aérospatiale, sa cohérence sur une plage de températures et sa résistance à la fatigue ou à la corrosion sont déjà bien comprises. En outre, Katsanis explique qu'il offre environ le double de la limite d'élasticité de l'alliage de qualité moyenne généralement utilisé pour l'impression 3D de pièces métalliques non critiques pour la sécurité. C'est la même chose dont le record d'une heure entière de Ganna était fait.

Un composant mal conçu tombera en panne quelle que soit la technique de fabrication ou le matériau

Une fois le matériau choisi, Metron s'est mis à finaliser la conception exacte de la tige, les paramètres de l'imprimante et enfin à fabriquer des prototypes de tiges de test pour chaque taille et variante de tige. Au total, Metron a testé 94 tiges pour s'assurer que chaque taille est sans danger pour une utilisation sur route.

J'ai simplifié un sujet complexe pour cette revue, mais Katsanis explique le processus de manière beaucoup plus détaillée lors d'un récent épisode du podcast Nerd Alert. De toute évidence, Metron met dans les chantiers durs, et l'attention portée aux détails est évidente, mais j'étais curieux de savoir à quel point nous pouvons être la norme ISO et les processus de test sont pertinents pour la conduite sur route en extérieur.

La norme ISO4210 spécifie les conditions de chargement, les cycles de test, les tests d'impact et de charge maximale, mais la norme est-elle suffisamment rigoureuse pour les composants critiques à hautes performances et à fortes contraintes ? Katsanis suggère, du moins pour les guidons, que ce n'est pas le cas.

La norme couvre individuellement la route, le VTT, la piste, le vélo de ville, etc., mais il n'y a pas de normes spécifiquement conçues pour répondre aux exigences de la compétition de niveau élite et aux forces extrêmes qu'un sprinter sur piste peut exercer sur les barres ou aux contraintes d'un coureur de contre-la-montre heurtant un ralentisseur à 60 km/h.

En tant que tel, Metron a développé son propre test qui, selon Katsanis, est beaucoup plus pertinent. Il donne l'exemple des prolongations contre la montre de Metron. La norme ISO exige une extension aérodynamique pour réussir un seul test de charge de 15 kg. Le test de Metron applique la même charge de 15 kg avec 100 000 répétitions. La charge de 15 kg peut encore sembler plutôt faible, mais Katsanis a expliqué qu'un composant capable de supporter 100 000 répétitions d'une seule charge pourrait supporter une charge beaucoup plus élevée lors d'un incident ponctuel. La vraie preuve est dans le pudding, cependant, et Metron affirme qu'il n'a pas eu un seul échec au cours des sept années où il a produit des guidons imprimés en 3D.

De plus, chaque tirage de tiges produit 54 tiges Elix. Sur ces 54, 50 sont des unités de production à vendre, tandis que les quatre autres sont utilisées pour les tests en cours et le développement ultérieur. L'impression comprend également une barre de test qui est stockée si Metron a besoin de tester ou d'échantillonner des tirages antérieurs à l'avenir.

Mon esprit est déjà tranquille. Je comprends maintenant que l'impression 3D n'est pas un raccourci pour Metron, mais plutôt une approche innovante avec de réels avantages dans des cas d'utilisation spécifiques. Mais Katsanis n'a pas encore fini.

Il défie ma nervosité à propos de la structure parsemée de trous, suggérant que cette conception rend en fait la tige encore plus résistante à l'échec. Il décrit comment Metron a découvert un élément de redondance de conception inhérent à sa tige non intentionnellement incorporé dans la conception.

Si une fissure se produit quelque part dans une tige tubulaire traditionnelle, elle peut se déplacer sans interruption et assez rapidement à travers la structure, provoquant une défaillance complète. Dans le cas de la potence Elix, le corps principal de la potence est composé de plusieurs bras individuels ou de structures en forme de pont.

L'équipe qui a testé la potence Elix a découvert que les bras en forme de pont inhérents à la conception Elix peuvent échouer indépendamment, mais lorsque la fissure ou la défaillance atteint une ouverture, elle est stoppée net. De même, parce qu'un matériau peut mieux résister à un démarrage de fissure qu'à une propagation de fissure, les trous ouverts limitent toute fissure unique au bras ou au pont unique dans lequel elle a commencé. L'équipe a découvert qu'une tige pouvait conserver sa structure malgré de multiples points de défaillance individuels lors de tests de résistance conçus pour provoquer intentionnellement de telles défaillances.

Alors Metron m'a convaincu que le Mythos Elix est sûr. Depuis, j'ai mis la potence sur un vélo, j'ai fait de l'équitation en plein air et cela a parfaitement réussi à garder mon guidon attaché à mon pivot de fourche. J'ai trouvé l'Elix nettement plus rigide que la potence qu'elle a remplacée, cela a du sens car Metron affirme que l'Elix est 15% plus rigide qu'une potence en alliage standard équivalente. De plus, et peut-être involontairement, il offre l'une des options d'acheminement interne des câbles les plus simples pour les vélos qui acheminent les flexibles de freins, etc., à travers ou sous la potence. Mais encore, pourquoi imprimer une tige en 3D ?

À 500 £, il est loin d'être bon marché, et à 169 grammes pour notre potence d'examen de 120 mm, ce n'est pas vraiment léger. Esthétiquement, même Dimitris admet qu'il s'agit bien d'un "design marmite". Alors quel est le point?

Pour répondre à cette question, nous devons revenir sur les raisons pour lesquelles Katsanis a investi dans la technologie et la production d'impression 3D pour commencer. Il nous explique que le but ultime est d'explorer le futur.

"Nous pourrions revenir en arrière et demander pourquoi utiliser du carbone, pourquoi utiliser de l'alliage avant cela, pourquoi utiliser de l'acier, finalement nous revenons en arrière et demandons pourquoi avoir un vélo, je peux aller à pied."

C'est en partie une progression et une évolution, mais comme l'explique Katsanis, "les idées de ciel bleu sont excellentes, mais il faut qu'il y ait une application". L'impression 3D en soi ne fera pas un produit intrinsèquement meilleur et, comme toute méthode de production, elle offre à la fois des avantages et des limites.

Katsanis imprime des composants en 3D depuis 2004, d'abord pour le prototypage rapide, avant d'investir plus tard dans les machines pour produire des composants structurels et critiques pour la sécurité. Il suggère que l'impression 3D "a du sens pour les formes complexes, les formes à géométrie non fixe, pour la fabrication dans des délais courts, les composants d'ajustement personnalisés, etc. Par exemple, l'impression 3D d'un simple tube rond n'a pas de sens et n'offrirait que peu ou pas d'avantages, peut-être même une pire option".

D'un autre côté, si quelqu'un a besoin d'une conception très complexe et personnalisée ciblant une intervention aérodynamique ou d'ajustement spécifique, l'impression 3D prend tout son sens. Il me semble que Metron a décidé que la tige Elix est le meilleur moyen de faire passer ce message. Mythos (Metron) n'offre pas actuellement de longueurs ou d'angles de tige personnalisés, mais la tige Scalmalloy avec tous ses trous crie clairement que tout est possible.

La tige elle-même pourrait aller à l'encontre de bon nombre des raisons invoquées par Dimitris pour décider d'imprimer en 3D un composant spécifique. Cela ressemble beaucoup à quelque chose qu'ils ont fait parce qu'ils le pouvaient. Mais cela me semble aussi être le but même de l'Elix. La tige montre au monde ce que Metron fait depuis des années et ouvre la porte, ou vous pourriez dire, conditionne nos esprits, pour ce qui est à venir.

Dans le court laps de temps qui s'est écoulé depuis le dévoilement de la potence, Metron s'est déjà associé à Pinarello pour développer le vélo imprimé en 3D Hour Record Dan Bigham, et Ganna l'a utilisé avec tant de succès. Et après? Nous n'en sommes pas sûrs, mais dans quelques années, nous pourrions bien considérer la tige Elix comme l'ancêtre de toute une famille de produits imprimés en 3D prêts à la consommation de Metron. Pour cela, je suis excité.