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Vélo en Bambou

11 573 octets ajoutés, 24 janvier 2017 à 12:39
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{{Projet
|status=Prototype
|status_pub=Publié|image=V2-FinitionVeloB_Avant_Complet2.png
|description=Contruction de velos en bambou, fibre de lin, epoxy et récup
|license=[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ CC-by-sa-4.0]
| 1.92 à 2.00 m || 94 cm || 62 cm
|}
=Choix des matériaux==
==Le bambou==
En dehors de sa forme naturellement adaptée, c'est une herbe très résistante surtout en traction et en flexion (on retrouve les caractéristiques dans la page [[bois]])
==Construction du cadre==
On s'est rendu compte que notre process été était pas terrible et largement améliorable avec des choses très simples, donc on décrira ce que l'on a fait et on reviendra dans la section [[Vélo_en_Bambou#Et_si_c.27.C3.A9tait_.C3.A0_refaire_.21|Et et si c'était à refaire]] avec des trucs et astuces améliorant tout ça.
===Mise en position du cadre===
Image:V1-Montage2.png|Liaison pédalier
Image:V1-Impregnation2.png|Imprégnation pas encore cellophanée.
Image:V1-Impregnation.png|Sechache tige Séchage tube de fourche
Image:V1-Finition1.png|Tige de selle
Image:V1-Finition2.png|Support roue arrière
Image:Poncage_tube_fourche-nq8.png|Tube de fourche poncée
</gallery>
 
====Déchirure d'une liaison====
[[File:Dechirure_cadre-nq8.png|200px|thumb|Dechirure au niveau du tube de fourche]]
Après avoir tout installé et monté dessus, j'ai commencé à voir une liaison se déchirer sous mes yeux...
 
Après avoir réfléchi un peu on s'est rendu compte, que c'était du à plusieurs facteurs et que ça aurait pu très facilement être évité, si on avait un peu réfléchit avant de faire les liaisons...
 
[https://bamboobikesupplies.com/pages/hemp-composite-wrapping On a vu plus tard un site qui en parle]
 
=====Analyse de la déchirure=====
Cette déchirure est dût a un ensemble de facteur:
*Principale, la liaison n'avait pas de nœud... c'était juste un enroulement...
*Manque d'époxy par endroit, fragilisant la liaison.
*Scotch de peintre imperméable, empêchant le lin/epoxy d'adhérer au bambou.
*Ponçage insuffisant du bambou (peau imperméable encore présente).
*Aucun blocage sur la rotation du bambou.
 
En a résulté que sous mon poids, la tige de fourche c'est incliné, le bambou est parti en torsion, et est progressivement sortie de la liaison lin/epoxy a mesure de la déchirure. Le fait que la liaison était un simple enroulement à bloqué le bambou dans un sens mais pas l'autre.
 
=====Solutions trouvées=====
[[File:Cannellure_cadre-nq8.png|200px|thumb|Encoches en bout de bambou]]
 
Au final la liaison aurait simplement été en 8 le problème n'aurait pas eu lieu. C'est incroyablement résistant le lin/epoxy.
 
Pour assurer le coup, on a répondu à chacun des facteurs.
*Simplement enlever le plus de scotch possible
*Poncer correctement le bambou et le lin/epoxy
*Pour le blocage en rotation du bambou on avait deux choix
**Créer des encoches dans le bambou et placer du lin/epoxy en face, avec le séchage le lin prendra la forme des encoches, bloquant la rotation.
**Sinon faire une forme arrondie en bout afin qu'elle épouse la forme interne du tube de fourche, dans notre cas cela impliquait de raccourcir le bambou, donc la géométrie du vélo, donc on a préféré l'autre solution.
*On a refait les noeuds cette fois en 8 dans les deux sens avec enroulements supplémentaires au niveaux des fin de filaments.
 
Cela fût fait en deux temps, le système d'encoche et la reprise des nœuds, et pour le coup déjà avec le système d'encoche c'était hyper solide.
 
Heureusement c'était la seule liaison raté.
 
[[File:Velo_Complet1-nq8.png|thumb|300px|Assemblage temporaire du 1er vélo]]
=====Cadre final=====
Voilà une image d'une première version assemblée du vélo. (avant déchirure)
 
 
Sinon voilà la version finale
 
<gallery mode="packed">
Image:VeloB_Arriere_Final.png
Image:VeloB_Pedalier_Final.png
Image:VeloB_Avant_Complet1.png
Image:VeloB_Avant_Complet2.png
</gallery>
===Dans l'idée===
L'idée était de mettre en forme un guidon (ici ou cintre de vélo de route) avec des tubes de pvc, ainsi avec un dessin et un pistolet thermique/briquet, on a mis en forme les deux extrémités courbes.
Qui sont reliées à la tige droite centrale, par des coudes.
Après avoir mis en forme le cintre avec les tubes, il faut le rigidifier avec le lin et l'époxy.
===Premier essaitest===
Pour cela on voulait enrouler simplement le tissu de lin imbibée d'époxy sur le tube central. Mais ça glisse ... Le tissu d’élargie comme une feuille de papier que l'on aurait roulée. Ensuite le passage avec la pompe à vide, n'a fait qu’aplatir toute la forme, rendant la forme inutilisable.
===Deuxième essaitest===
[[File:CintreDroitVide.png|thumb|300px|La partie droite du cintre sous vide]]
Ensuite un deuxième test, a été fait: on a rajouté du scotch double face sur une ligne entre la fibre et le tube pvc. Ainsi les deux étant solidaires, on peu serrer beaucoup plus facilement en fessant tourner le tube, le lin s'enroulant tout seul sur le tube. Avec un petit coup de main, et du film étirable c'est a peu près serré. Néanmoins faut faire ça vite puisque quand l'époxy atteint de scotch par capillarité, on revient au premier test.<br/>
On passe ensuite dans le sac avec la pompe à vide.<br/>
La manipulation consiste à faire le vide jusqu'à ce que le tube s’aplatisse un petit peu. Ensuite on lui rend ça forme ronde en appuyant sur le sac, on attend une demi heure que l'époxy devienne plus visqueux et malléable. Après on remet un coup de vide, on reforme l'objet et on refait jusqu'à ce que l'on considère comme l'équilibre entre une bonne puissance du vide et la bonne forme voulu.
Après quelques heures de séchage dans le sac (environs 3 heures) on peut sortir la première pièce du sac. Et finir le séchage avec un total de 24h.
===La suite===
Maintenant que le process est près on fera la même chose pour le reste des pièces, on poncera en suivantaprès le séchage complet. Et on rajoutera d'autre parties ou couches Et les assemblages des 3 parties on préférera utiliser a utilisé du lin long comme pour le cadre.
En suite Au total 3 couches on ponce tout pour unifier été mises, mais ça c'est parce que je flippe un peu, c'était déjà super rigide avec 2 couches. A la structure et rajouter quelques bout limite la 3ème couche sur la partie centrale peu être pertinente si besoinon a des doutes. <gallery mode="packed">Image:Cintre_LinLong-nq8.png|Une liaison en coin avec le lin longImage:Cintre_ManqueEpo-nq8. Après on ajoutera la guidolinepng|Micro manque d'époxy à corriger avant ponçageImage:Cintre_linlong_postponcage-nq8.png|Une liaison en coin après ponçageImage:Cintre_Final-nq8.png|dernière version poncéImage:Cintre_final_1.png|Version finale</gallery>
_image_incoming
==Construction d'une fourche==
===Principe===
Au début on coupera l'axe de la fourche à la meuleuse.
Puis exactement de la même manière que pour le guidon, on fera deux tubes courbes. Que l'on assemblera avec du lin long, sur le l'axe de la fourche précédemment coupé, on prendra soin de faire l'assemblage avec le cadre sur le support pour bien garder l'angle des tubes et de la fourche<gallery mode="packed">Image:Fourche_TubePVC-nq8.png|Les tubes de pvc torduImage:Fourche_TubeLinEp-nq8.png|La première couche de lin après ponçage sur les tubesImage:Fourche_V0-nq8.png|L'assemblage avec l'axe de la fourcheImage:Fourche-V2_ponce.png|Fourche V2 poncé</gallery> 
Pour le moment j'ai préparé des pièces crochets pour attacher les roues<gallery heights=500px mode="packed">Image:Fourche-V2_final. La réalisation est passé par fabrication d'un moule archaïque png|Version Finale sans freinImage:Fourche-V3_final.png|Version Finale avec du contre plaqué collé, ensuite du cellophane pour limiter l'adhésion de l’époxy au bois. On remplit le moule d'époxy et de fibre de lin, un petit coup sous pompe a vide, et enfin on démoulera en cassant le moule au ciseaux à bois.freins</gallery>
La on réfléchit comment faire le lien entre les tubes ===Crochet de fixation de la roue avant===Après il reste à trouver un moyen de fixer la roue avant sur la fourche , pour ça on a moulé et cette piècefixer des crochets aux tiges de la fourches.
_image_incoming====1ère version====Les premiers moules étaient en bois (CP + colle) avec les dimensions initiales des crochets de la vieille fourches.
===Potence Sauf qu'au démoulage, entre le fait que les moules ont étés sorti au ciseaux à bois et rattachement à la fourche===le ponçage après, les crochets était un peu petit.
Comme on a des vielles fourchePour la fixation aux tiges de fourches, on a pris des vieilles potences longueun trou, que l'on a coupé au niveau de la tête pour pouvoir insérer un guidon de routeune vis et une surcouche lin époxy.
On recherche encore un moyen simple et efficace pour bien verrouiller le guidon Pour les parallélismes (roue perpendiculaire à la potencefourche, et parallélisme des crochets) ça été quelques heures de ponçages et de test successifs.
_image_incoming<gallery mode="packed">Image:Crochets_V1-nq8.png|Les crochets après démoulage et ponçage.Image:Crochets_V1Fix-nq8.png|Visualisation de la fixation avec vis.Image:Crochets_V1Roue-nq8.png|Un test avec la roue.</gallery> ====2ème version====[[File:Crochets_V2Moule-nq8.png|thumb|200px|Moule en deux parties après démoulage]]Bon comme c'était un peu cours et que j'avais peur que la fix soit un peu faiblarde. J'ai ajouté de la matière, avec des moules aux dimensions exactes (imprimé en 3D). J'ai simplement placé les moules, avec du lin/epoxy de dans, sur les crochets déjà présents.  L'avantage de l'impression 3D en dehors de ça précision c'est qu'il n’adhère que moyennement à l'époxy, ce qui facilite le démoulage, il faut tout de même casser le moule à la pince.Voilà le fichier source: [[:File:Moulle_AttacheRoue.STL]] <gallery mode="packed">Image:Crochets_V2-nq8.png|Crochet V2Image:Crochet-V2_Ponce.png|Crochet PoncéImage:VeloB_Crochet_Final.png|Crochet Final</gallery> Après quelques petits ponçages, et tests, et enfin une couche de finition la fourche est prête. ==Modification sur la potence== Comme on a récupérée une vieille potence, elle n'avait qu'une vis, et par conséquent y faire passer un cintre de route était compliquée. Pour y remédier, on a refait une partie de la pièce, en lin/epoxy. La pièce a été faite en deux étapes, avec deux moules. Le premier était pour faire une pièce grossière mais fonctionnel, et le deuxième pour lisser et combler les trous. Ça aurait clairement pu être fait en une fois avec un peu plus de préparation et un sac sous vide. <gallery mode="packed">Image:Pot_Etape1-nq8.png|Découpe de la potenceImage:Pot_Etape2-nq8.png|Pièce étape 1Image:Pot_Etape3-nq8.png|Pièce prête pour la finitionImage:Potence_final_1.png|Au final</gallery> Pour les fichier que j'ai utilisé::La première étape de la pièce a été faite avec celui ci [[:File:CoqueAttache.STL]]:Et les finitions avec ses trois ci: [[:File:Last1.STL]][[:File:Last2.STL]][[:File:Last3.STL]]
==Assemblage du vélo==
====Cas du boîtier de pédalier====
On avait intégré dans le cadre, la partie contenant les filetages du boîtier de pédalier. Sauf que les filetages ayant vécu on a forcé et décollé cette pièce métallique du lin/époxy l'entourant. Du coup on a changé de stratégie. Puisque les filetages étaient mort, on a enlevé cette pièce métalique métallique du cadre et on va passer par acheter une pièce équivalente, c'est un montage du adaptateur BB30 to BSA. La [http://www.velotech.fr/boitier avec -de-pedalier-standards/ norme BB30] est la nouvelle norme sans filetagede d'assemblage, elle demande un simple alésage de diamètre 42mm. Ainsi on a poncé un peu le trou existant dans le cadre pour avoir le bon diamètre, après l'insertion de l'adaptateur on comble l'entre-deux avec une coulé d'époxy. L'adaptateur ayant une forme, un peu creuse à l’extérieur, la coulée l’empêchera de bouger.
Pour ce faire on fera des pièces directement en époxy. On Ce n'est en phase de conception la dessuspas optimal, mais suffisant.
====Cas des frein Vbrake====
On réfléchit Pour les freins, seul le frein avant à été fait, juste par facilité. Ensuite Thomas ma passée des freins Vbreak, donc il manquait juste la liaison pivot entre la fourche et les freins. Un premier essais fut d'imprimer des moules en 3D, pour faire les pièces et les fixer sur le cadres.A première vu c'était une bonne idée, sauf que pour fixer le frein il faut une vis, donc il a fallu percer et tarauder. Après le perçage il restait 1.5mm d'épaisseur, le taraudage était perdu d'avance. Le lin n'aime pas la torsion... Finalement, pour faire plus simple, j'ai pris les support de la vieille fourche déjà en morceaux avec la fabrication de celle en lin, un coup de scie a métaux et hop. Ensuite j'ai taillé deux encoches sur la pièce et l'insertion des supports dans ai fixé à la fourche en enroulant le lin au tour, avec moult noeuds. Les encoches servant à faciliter le maintient pendant que le cadrelin durcie. <gallery mode="packed">Image:VeloB_Frein_Final.png|De profilImage:Frein_Final_Face.png|De face</gallery>
=Et si c'était à refaire !=
 
Suite à cette expérience, on a vu notamment deux stratégies sympa
*La première que l'on dira rapide, consiste à ne changer que le cadre, en gardant des bout d'un vieux cadre on refera le cadre, il ne reste ensuite qu'a monter le vélo.
*La deuxième plus lente, elle profite du lin/epoxy pour fabriquer directement un maximum de pièce.
:Entre la potence, le guidon, la fourche, les bouts de cadres manquant, ... Avec du temps, une imprimante 3D il y a clairement moyen de faire un paquet de chose.
 
On a expérimenté un truc intermédiaire, et au final au vue du temps passé, on c'est rendu compte qu'un cadre seul, c'est rapide (2,3 jours). Mais dès que l'on touche au reste cela demande beaucoup plus de temps, entre les multi-couches...
==Méthode de fabrication==
Au vu du petit problème rencontré, on récap les conseils avec quelques solutions possibles, pour faire des laisons lin époxy.
 
#Bien poncer les surfaces en contact avec l'époxy (y compris une précédente couche lin/époxy)
#:Des outils comme une lime électrique ou ponceuse à bandes peuvent faciliter le travail.
#Évitez le plus possible les couches intermédiaires entre les pièces et les liaisons (scotch, colle ...)
#:Un support permettant le maintient total de la structure sans occulter les liaisons peut être pratique.
#Augmenter le plus possible les surfaces de contactes entre les pièces
#:Par exemple pour le bambou, on peut arrondir le bout pour épouser la forme d'un autre bambou
#Prévoir le blocage des mouvements internes (pour le bambou, une tige pour tourner sur elle même si elle est bien ronde, des arrêts peuvent être prévu en bouts)
#:L'arrondi cité plus haut peu faire l'affaire, ou des encoches...
#Bien imbiber le lin d'époxy
#:La mesure au préalable de chaque bout de lin et prévoir un peu plus d'époxy peu être utile.
#Anticiper les noeuds, et prévoir de vraies nœuds (généralement des [https://fr.wikipedia.org/wiki/Br%C3%AAlage brelages])
#:Faire des tests à vide (le blocage par "passage par dessus" suffit largement)
#Comprimer la liaison durablement (au moins 3h)
#:Par un sac sous vide, du film étirable ou encore des cales avec serre joints ...
#Poncer la liaisons, pour une meilleure finition et faire apparaître les zones vraiment mal imbibées d'époxy. (on attendra bien les 24h avant de poncer)
==Piècesmoulés==Pour le moulage, on notera que les plastiques et métaux lisses, sont très peu adhérent à l'époxy. #Prévoir les assemblages entre les pièces dans le modèle 3D, dans certains cas cela peu s'inclure directement dans le modèle#:Tout en sachant que le ré-usinage est possible après.#Imprimer un moule en 3D.#:En PLA, d'épaisseur 1-2mm suffit, en une ou deux parti suivant la géométrie de la pièce (prévoir le démoulage)#Préparer des fibres courtes de lin (environs 5cm)#:On peu dépiauter, ou récup les chutes de lin#Préparer un plus d'époxy qu'initialement#Préparer un moyen de faire pression du coté ouvert du moule, afin de bien tasser l’intérieur#:Pile de bouquin, serre joints ...#Ponçage post séchage, pour linéariser les défauts du moule 3D et les imperfections. Une bonne préparation permet de faire la pièce en une seule fois dans la plus part des cas.
=Bilan=
Finalement le projet fût beaucoup plus long que prévu, mais il fût riche en expérience et perspective, sur ces matériaux, tant le lin/epoxy que le bambou.
 
Pour le coup, avec la récup et quelques dépenses évitables on arrive à 300 euro le vélo.<br/>
Sachant que je pense qu'il y a entre 100 et 150 euro qui sont inévitables (lin, epoxy ...).
 
Il est possible de développer une solution "clef en mains" avec quelques modèles de moules en 3D qui rendrait tout ça très rapide.
Il est aussi possible de réduire le poids total, en ayant des liaisons et pièces mieux fini.
==Sources documentaires=====Bambou===
[http://www.guaduabamboo.com/preservation/ Site Guardua bamboo]<br/>
[http://www.bambouscience.fr/2011/06/24/caracteristiques-mecaniques-du-bambou/ Centre de recherche sur le bambou]<br/>
[http://mainguyen.nhaan.free.fr/wiki/index.php?view=bambou_8 Un site amateur très complet avec plein de sources sur le bambou]
===Vélo en bambou===[http://www.instructables.com/howto/bamboo+bike/ La tonne de lien instructables sur des gens qui font des vélo en bambou]<br/>[https://bamboobikesupplies.com/pages/hemp-composite-wrapping ya quelques tuto bien fait ici aussi]<br/>[http://bambusimport.dk/pdf/bambuscykel.pdf Un doc bien complet avec des modélisations]<br/>[https://web.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-043015-101238/unrestricted/Engineering_a_Bamboo_Bicycle.pdf Un mémoire sur les cadres en bamboo]