Una empresa de diseño industrial usa NX para fijar nuevos estándares de rendimiento y atractivo para el consumidor en tecnología ciclable

Transporte práctico y fantástico

El ligero traslado de peso puede ser la clave para moverse por el ambiente urbano en un monociclo eléctrico, pero un diseño meditado es clave para la comodidad y el rendimiento. Fueron los valores del diseño industrial los que motivaron a Uniwheel para comenzar a transformar un diseño genérico de monociclo en uno ergonómico a la vez que fiable.

«Éramos conscientes de que la mayoría de monociclos eléctricos del mercado seguían un diseño bastante sencillo: la electrónica se disponía en el interior de un dispositivo del que salían pedales cuadrados», explica Steve Milton, director ejecutivo de la empresa con sede en Londres. «El feedback de los usuarios reveló que esa forma de caja hacía daño en las piernas. Por lo tanto, queríamos ofrecer una experiencia de usuario cómoda, segura y agradable».

El objetivo de Uniwheel era el de ser el primero en el mercado con un diseño que había sido concebido detenidamente. Este propósito se cumplió a finales de 2015 cuando la empresa lanzó su primer producto de consumo, tan solo siete meses después del concepto inicial. El uso del software NX™ del especialista en gestión de ciclo de vida del producto (PLM) Siemens Digital Industries Software fue esencial para el éxito y la velocidad de todo el proyecto de desarrollo.

Equilibrio de forma y funcionalidad en una única rueda

Desde el concepto inicial, el equipo de diseño empezó a utilizar NX para crear modelos básicos en 3D de elementos como el diseño externo de la carcasa de plástico, que tenía luces integradas, el metal para los pedales y el motor, y detalles delicados como la sujeción de la superficie de los pedales. El principal reto era el de unir la electrónica sofisticada y el software, la batería extraíble, el motor y la rueda. Distribuir los espacios apropiados para los cables fue fundamental. Con un claro énfasis en la ergonomía de la carcasa principal, las curvas 3D desempeñaron un papel importante. «El diseño de NX es excelente, las funcionalidades de superficie son muy completas», comenta Carson Brown, un diseñador.

Con la seguridad como foco fundamental durante todo el proceso de diseño, se incorporaron varios sensores en algunas partes, como los pedales o el asa. Estos sensores permiten que el motor responda automáticamente cuando se quita o se pone el pie en el pedal, o cuando se levanta el dispositivo. También hay un punto para evitar que el motor llegue a su límite.

Se ha pensado mucho en el diseño de la rueda y el neumático. Después se ha ajustado la presión del neumático para crear más contacto de la superficie con el suelo con el fin de ofrecer estabilidad y prolongar la vida de la batería. Asimismo, el equipo usó NX para diseñar un patrón de rodamiento específico que permite que el agua caiga fácilmente para un mejor agarre.

Se crearon y evaluaron casi 400 componentes y 25 piezas de herramientas diversas dentro de NX para garantizar que no existieran interferencias o problemas de choque. En algunos casos, se usó la impresión en 3D para crear prototipos rápidamente, sobre todo para las luces bidireccionales, que cambian dependiendo de la orientación de la máquina, se ajustan a los niveles de luz y se iluminan más cuando el ciclista ralentiza.

Para este caso, se eligió el copoliéster Tritan™, un plástico duro y resistente a colisiones. Se sobremoldeó con caucho de silicona para absorber la fuerza del impacto. Los ingenieros idearon una prueba física de desgaste para reproducir el proceso de un monociclo que recibe golpes a diario. «La carcasa principal es muy compleja. Con todo, los únicos problemas que encontramos en las pruebas eran estéticos, por lo que podíamos ajustar los detalles en las superficies», dice Steve Godden, diseñador de Uniwheel. «Con NX obtenemos una claridad y una precisión magníficas.»

La predicción atenúa la presión

Puesto que varios proveedores internacionales comenzaron a fabricar herramientas, era fundamental que los diseñadores de Uniwheel transmitieran la intención de diseño. El uso de NX y la transferencia directa de los archivos de diseño asistido por ordenador (CAD) permitieron abrir un debate constructivo sobre las herramientas y el proceso de fabricación. Solo se llevó a cabo una prueba de herramientas, como parte del proceso de ajuste de luces. «NX nos dio confianza desde el principio», señala Milton. «Sabíamos que si comprobábamos todo en NX no recibiríamos muchas preguntas de nuestros proveedores».

Utilizando NX para optimizar la manera en la que se integran todos los elementos de diseño, el equipo pudo reducir el peso general un kilo. Así, el dispositivo pesaba menos de 11 kilos, un logro que llevó a que se patentara la carcasa del motor. El equipo también pudo esconder los agujeros para tornillos en la carcasa principal al tiempo que se garantizaba la facilidad de montaje. Solo hace falta una hora para montar un producto final en la unidad de investigación y desarrollo de Uniwheel Londres. Justo a tiempo, los primeros monociclos eléctricos totalmente terminados se lanzaron en diciembre de 2015, tan solo sietes meses después de la idea original.

Para el equipo de diseñadores de Uniwheel, la fiabilidad y estabilidad de NX fue esencial. «Por experiencias anteriores, sabía que NX es una solución sólida y completamente predecible, y con nuestros plazos ambiciosos era exactamente lo que necesitábamos», señala Mark Kennell, diseñador.

«He usado otros tipos de software que se colapsaban dos veces al día, y esto puede tener un impacto grave en la productividad, sobre todo cuando existen plazos muy ajustados», dice Brown. «Con NX, no teníamos ningún problema.»

«NX es un producto estándar del sector y nosotros somos una start-up, pero ahora sé que no podríamos haberlo hecho sin esta herramienta», añade Eryk Sokolowski, diseñador.

La primera rueda eléctrica de Reino Unido

Con una rueda de unos 40 centímetros y un motor de 1500 vatios que se para automáticamente cuando el usuario deja de usarlo, el Uniwheel tiene la flexibilidad necesaria para lidiar con baches y curvas sobre el terreno, aunque sentirse cómodo en una sola rueda requiere de un poco de práctica. «Lo más difícil es circular a menos de 10 kilómetros por hora, cuando no puede confiar en el momento para el equilibrio», dice Steve Milton, director ejecutivo de Uniwheel. «Sin embargo, vemos la curva de aprendizaje como un atractivo intrínseco para posibles clientes».

Diseñado y montado en Reino Unido, el Uniwheel está optimizado para ajustarse a la pantorilla y ofrece 90 minutos de tiempo de conducción. Puede alcanzar velocidades de 19 kilómetros por hora y tiene un alcance de 15 kilómetros. Solo tarda una hora en cargarse completamente. Los controles son fáciles de utilizar y se permite la personalización con parachoques de colores, que se pueden sustituir si se rayan con un uso regular. Los pedales también se pueden cambiar.

Aprovechando la demanda creciente de transporte personal asistido, Uniwheel está considerando innovaciones. «Puesto que el rendimiento/peso es un aspecto importante, estamos pensando en ampliar nuestra capacidad usando NX para CAE», dice Milton.

Milton reflexiona sobre el primer año de la empresa: «Para nosotros, es fundamental que podamos confiar en NX. Esto es una start-up con un objetivo ambicioso y un equipo de jóvenes diseñadores que no han llevado el producto directamente desde diseño a fabricación antes, pero sabía que NX nos podría llevar de visualizar el producto en un trozo de papel al producto final».