Filippo Ganna破紀錄的秘密武器 Pinarello Bolide F HR空力場地車

為了打造出極致空氣力學的車架，Pinarello在車架設計上導入了新的外型與性能。但因為現階段碳纖維製程的限制，Pinarello選擇了金屬3D列印的技術，推出了全球首款全3D列印的車架Bolide F HR，提供給世界冠軍Filippo Ganna去挑戰UCI Hour Record (一小時場地紀錄)，透過3D列印，得以打造出獨一無二的空氣力學外型與絕佳的剛性。

與計時車有什麼不同呢？

Hour Record Bike (場地車-Bolide F HR) 與Time Trial Bike (計時車-Bolide F TT) 最大的差異有兩個。第一：場地車沒有煞車與變速系統，只留下自行車最基礎的原素，追求極致的速度。第二：場地車設計不需要考量側風。在設計公路車時，需要將側風也納入考量，但場地車不需要；設計更單純，但絕非更簡單。

空氣力學的車架

在場地賽，選手約有55%處於過彎的狀態，45%處於直線前進的狀態，過彎傾角約略為3°-6°之間。

除了自行車外，同時也需要將選手的身形與騎乘的姿勢一起透過大量的CFD模擬 (計算流體力學) 來設計合適的車架。Pinarello得出以下幾個改良的重點：

第一：降低迎風面積，將花鼓與BB的寬度降低。前花鼓的寬度從100mm縮短為69mm，後花鼓的寬度從120mm縮短為89mm，BB的寬度從70mm縮短為54mm。加上UCI 3:1規範的放寬，讓Pinarello可以設計出更加流線的外型，用到6:1甚至8:1的比例。

第二：前叉和後下叉調整，近期的前叉與後下叉有越做越寬的趨勢。這種設計理念從車架的角度會增加風阻，不過從選手加上車架(實際騎乘)的角度來看，整體風阻反而是下降的。然而在Pinarello內部的車架測試中，該設計的數據在提升空氣力學的角度無法提供一致性，於是採用了較傳統且經過證實的方法：縮減前叉與後下叉的寬度，盡可能讓前叉與後下叉緊貼我們的輪組。同時這也是一個有效降低重量的設計。

第三：座管外型，早在2012年設計Bolide時，Pinarello就發現了座管周圍的氣流都不是直線型的。事實上，在騎乘時腳上下踩踏的動作會不斷地去干擾並使氣流轉向，導致氣流無法緊貼著座管。氣流分散兩側形成一個低壓空間的結果，就是更多的阻力。這也是為什麼單是座管就佔了整體車架阻力的40%。因此座管的改良便是一個再清楚不過的目標。那該如何確保氣流緊貼著座管並降低阻力呢？透過阿德萊德大學對座頭鯨的研究，發現即便身形巨大，卻能夠極為靈敏的游動與轉彎。主要是因為座頭鯨鰭肢前方的突起物(結節)，大幅的降低了水的阻力，讓水流能緊貼著鰭肢流過。而Pinarello將這個研究結果融入了座管的設計(AeroNodes)而這款全新的座管也沒有讓人失望，透過這些結節使得氣流能夠緊貼座管，大幅降低了因為氣流分散而產生的阻力。

空氣力學的把手

不只車架，把手也是。鈦金屬3D列印把手，早在2015年，Sir Bradley Wiggins的Bolide HR便已經搭載。就像之前提到的，某些空氣力學的設計可能會增加該零件的阻力，但目標是降低整體(包含選手)的阻力。新的把手也是同樣的設計理念，而在經過無數次的CFD測試，也成功降低了整體的風阻。雖然或許可以透過壓鑄/CNC/碳纖維製成，但這些方式不是太慢(壓鑄)就是太貴(碳纖維模具)。透過3D列印，可以在相對更合乎成本且更快的時間內，製作出更複雜的外型。

金屬3D列印的製程

碳纖維是一種非常適合用來打造輕量化且堅固車架的材質，但是為了要打造出我們全新的AeroNodes座管，勢必要用到另外一種製成方式：金屬3D列印。金屬3D列印所選用的材質與機器對於車架的生產是至關重要的，若選用低強度材料，需要使用更多的材料來補足強度，重量也會因此上升。若選用一般尺寸的3D列印機，車架會拆為太多個分割模型，後續的拼接上會更為麻煩。

於是Bolide F HR的車架與前叉選用了一種專為3D列印所開發的高強度合金：Scalmalloy，由鈧(Scandium)-鋁(Aluminium)-鎂(Magnesium)所組成。機器方面，英國的Metron A.E.使用了EOS M400列印機來印製總共五個分割模型。前三角由三個分割模型組成，後上叉及後下叉各一個分割模型，再使用航太級的黏著劑組裝而成。最後再送至德國的EFBE實驗室，經過ISO 4210內記載的疲勞、撞擊、扭轉等測試，並且全數通過。完美的生產出全球第一架3D列印車後，接下來的事，大家已經都知道了，車手Filippo Ganna騎著Bolide F HR，改寫UCI Hour Record 紀錄，騎出56.792km的新紀錄。