Un cadre sans soudure. Le seul?

Fra m’avait demandé une contribution. Je lui ai proposé cela, car je voulais éviter d’écrire sur un vélo que je ne possède pas. Je pense que c’est intéressant.

Et puis, il y a l’ébauche de post sur la soudure. Je n’ai pas voulu y contribuer car très mal démarré et je doute de la possibilité d’apprendre à souder derrière un écran. Pour cela, il faut attraper le coup de main. Pour la technique, lire le bouquin Paterek.

Donc voici un cadre avec absence de soudure.

L’absence est une exception. Ici, pas de soudure ni de méthode d’assemblage. Un cadre est normalement constitué d’éléments tubulaires assemblés. Même les cadres actuels en fibre de carbone doivent être considérés comme soudés, assemblés. Soudés par les morceaux de toile de carbone noyés dans la résine. Tous les cadres sont soudés. Que ce soit par métal, assemblés par de la colle, de la résine, si on y réfléchit c'est toujours un procédé d'assemblage de morceaux.

Il y a déjà 5 ans, sur https://veloretrocourse.proboards.com/ , je commençais cette histoire par un clip disco-funk.

https://www.youtube.com/watch?v=aXgSHL7e­fKg

Ceci car ces vélos sont totalement freak. Irrationnels, disparus et impossibles à reproduire.
Très rare, très spécial, je connaissais la bête par une série de photos Flickr, équipé de dérailleurs Ofmega blancs, une autre de mes obsessions.

Pas de matériaux rare ni cher. Le truc, un métal, en poudre, extrait d’un m3 d’eau de mer. Il doit y avoir assez d’eau de mer pour produire un trillion de cadre mais épuiser ces réserves n’est vraiment pas le but.

Ce métal ? Le Magnésium. Encore plus léger que l’alu. Le Magnésium ..... 1,7 g/cm3 contre 2,7 pour l’alu.

La fabrication: Poudre de magnésium fritée sous pression en une fraction de seconde. Et hop le cadre est fait. ... Comment cela marche ? Les 2 parties du moule sont maintenue par des presses hydrauliques tandis que le magnésium en poudre est frité dedans, introduit en force par un processus explosif.

La forme du cadre: pas de tubes mais un profilé d'une pièce. Pas de soudure ni d’assemblage ! Un temps minime pour obtenir un cadre : le cycle moulage – fritage – démoulage était annoncé à 8 secondes. Toutes les 8 secondes un cadre pouvait sortir du moule.

Or, ils annonçaient une production journalière de 425 blancs de fritage, soit une petite heure de cycles. Après, je suppose qu’il fallait ébarber, fraiser, poser des inserts, peindre, etc… Ce qui donnait une production journalière de 100 vélos. Reste à savoir ou passaient les 325 manquants. Si ils ne moulaient qu’un jour semaine, …

Filoo m’a sorti cette photo pour expliquer les manquants

Mais cette photo illustre plus comment l’usine a fini.

Exposé à l'eau, le magnésium réagit.
Pas autant que le sodium mais il réagit
Exemple du Sodium (à ne pas reproduire. C’est plus dangereux que vous pourriez le croire)
https://www.dailymotion.com/LAB_Physique­-Chimie

Donc vu la pluviométrie élevée dans le pays d’origine ... il faut protéger le cadre

Parait-il plus problématique, les capacités ignitives du Magnésium
Quelques voitures de course qui ont été réduites en cendres. (Les composants concernés : jantes en magnésium, bloc moteur. Un copain un jour m’a mis dans la main les écrous de roue de sa vieille 911. En magnésium, cela ne pèse rien)
Pas trop de danger avec le cadre. C’est la poudre qui est hyper dangereuse.
Exemple : il faut chauffer longtemps ce bloc de Mg

https://youtu.be/mLt0cToM_vw

Freak, ce n’est pas simplement le cadre mais aussi ceux qui parlent du matériel

https://youtu.be/KS3A8reNZyw

Résultat : l’usine a fini en cendres…

Le genre de feu qui ne s’éteint pas.

Le cadre a été imaginé et produit par un ingénieur Anglais, Frank Kirk.
Avant de détailler cela, mon Kirk, mentionné par Arthur Dent

Même s’il a subi plusieurs modifications depuis, un des 2 défauts est évident sur cette photo.
La géométrie. Ce n’est pas un défaut pour tout le monde mais dans mon cas, très difficile d’obtenir une position adéquate pour ma taille.
Hé oui… Les Kirk étaient produits sur mesure, dans n’importe quelle taille, pourvu qu’elle corresponde à l’unique taille du moule. Tu es plus grand ? Bah, débrouilles toi avec une longue tige de selle, potence. Tu es trop petit ? Mais c’est pour toi qu’on a prévu un cadre slooping. Cela va toujours pas ? Bah, mange de la soupe et tu grandiras.

Cette taille unique, le « one size fits none », c’était le foutage de gueule de Kirk. Apparemment la taille convenait à Phil Anderson.

A moins qu’au vu du second défaut majeur, ce ne soit le montant du chèque de sponsoring qui convenait à l’équipe PDM.
On va écouter ce que Phil en dit

https://www.youtube.com/watch?v=Lq4ioEdo­u6Q

Donc très rigide mais pas assez rigide au niveau du triangle arrière. Problème d’adaptation au cadre, boitier mal positionné nécessitant de reculer la selle (et ma selle n’est pas assez en arrière).

A noter que ces Kirk Precision ne sont pas standard. À 3min 15, on peut apercevoir l’une des particularités différentes des modèles commerciaux : le câble de dérailleur arrière qui s’arrête plus haut sur le hauban (un peu comme sur mon Revolution)

Le cadre est très rigide et très solide. A l’époque les journalistes s’amusaient à rouler dessus pour montrer sa solidité
https://www.youtube.com/watch?v=ZdU8j5yd­VuI

Evidement, vu l’époque, afin de donner un sentiment de modernité absolue, le cadre est illustré en simulation sur ordi par éléments finis, ce qui permet d’affirmer que les calculs ont démontré sa rigidité à toute épreuve et son design parfait.
https://www.youtube.com/watch?v=y17C2FM1­C18

Et on roule sur une piste d’aviation désaffectée ou le cycliste doit faire plus attention aux trous qu’à autre chose…
On y trouve même une présentation par le clown Pignolo
https://www.youtube.com/watch?v=-ELD1Tze­9yA

Beaucoup de marketing mais il semble que les precision avaient leurs accessoires qui ne tenaient pas. Les filetages, les inserts qui se détachaient. D’autres problèmes concernent les diverses fourches montées. Voir la vidéo Phil Anderson. Vous vous rendrez compte que les premières fourches alu Vitus ont été remplacées par des fourches acier…

Quelques faillites et reprises plus tard, ces problèmes s’étaient atténués et Kirk sorti la version vétété. Le Kirk Revolution.

Son triangle arrière est alors d’un design différent. Ai-je un Kirk Revolution ? Heu, non. C’est marqué dessus. C’est un Precision…

A l’époque, le site de Simon Haydn expliquait cela mais je crois qu’il a disparu.
J’ai monté ce VTT en route et c’est un truc que je recommande. Mr le Duc m’a inspiré

Ma fourche est l’une de celles montée en vtt, une Tange ShockBlades

La meilleure montée sur ces cadres VTT, mais … les élastomères sont morts, il y a longtemps et je n’ai jamais réussi à la démonter pour les remplacer. Donc, remplacer la fourche me ferait gagner une dizaine de kilos et perdre beaucoup de style. C’est le vrai problème des Kirk.

Un problème de poids

Si le magnésium est très léger, le cadre en forme de poutrelles pleines est … LOURD.

Le groupe, du Deore LX

et quelques composants ultralégers pour essayer de compenser, en vain.
Groupe incomplet ce qui, avec des brifters Campagnolo, une roue libre vissée, pose quelques problème d’indexation. En gros cela marche moins sur les extrêmes de la roue libre.

Roue libre vissée car je l’avais monté avec des roues à jantes en bois, 40 rayons en 650B …

J’avais cette paire de roue qui trainait depuis longtemps et le 650b rattrape un peu de développement par rapport aux roues 26 ‘’ d’enfants.

Ces roues à jantes en bois marchaient bien, provoquaient quelques évanouissements de la part de spectateurs, jusqu’au jour ou …

La jante avant a éclaté.

J’ai trop gonflé…

La roue avant faisait 2kg 130. L’arrière 2kg850. La roue libre, ½ kg….

Depuis, j’ai monté une paire de 650b sur moyeux Normandy grandes flasques à trous ronds(j’ai rajouté des trous, augmenté leurs diamètres) mais ce n’est plus la même chose. Une petite découverte aussi : la fourche à suspension n’est pas faite pour les grandes flasques. Le bas des fourreaux interférait avec les rayons et j’ai réglé cela.
J’ai dû gagner 500 gr, ce n’est pas grand-chose. Le problème c’est les gros boudins, les jantes plus large, la multiplication des pignons

J’ai envisagé de monter une paire de roue avec un moyeu arrière Brubz et un avant Hugi (c’est la même chose) – merci à Alain pour le moyeu avant – mais je n’ai plus de jantes 650b en stock et je n’ai pas trouvé de modernes compatibles avec le freinage à patins

En conclusion, si on a la taille idéale, si on n’est pas trop concerné par le poids, ces vélos sont extraordinaires. On n’en fera plus. Trop d’investissements seraient nécessaires. Le magnésium aussi. Il s’obtient par électrolyse de l’eau de mer et, à présent, on a mieux à faire avec l’électricité. Selon mes souvenirs Kirk avait été repris par une compagnie de production d’électricité Norvégienne qui avait des surplus et besoin d’une image technologique.

Toutes ces raisons font que les Kirk sont très collectionnables.

Plus ici https://veloretrocourse.proboards.com/th­read/30/munny-1981-salle-dexpo-travaux?p­age=16

Merci c'est très intéressant !!

Super ! Merci pour cette contribution à la section du pigolisme.

Du coup, ton modèle c'est un Revolution avec un autocollant Precision, c'est ça ?

Tu as pesé le cadre ?

Comment sont fixés les inserts ?

Dans cette vidéo, on apprend notamment que Frank Kirk avait été designer auto avant de se lancer dans la fabrication de vélo :
https://www.youtube.com/watch?v=hlZqy7LY­5Ds&feature=emb_rel_pause

Super découverte merci beaucoup :)

Bravo pour l’article très complet 👍
Une vraie découverte !

Designer, c'est un peu exagéré.
Designer, pour moi, cela devrait s'appliquer à celui qui dessine la ligne de la carrosserie.
Ingénieur automobile serait plus correct.
Je n'ai pas pesé mon cadre.

Precision, Revolution...
Je crois qu'il est plus correct de parler de Kirk I et II
Les modèles vétété (II) sont moins rares que les modèles route (I), en tout cas par ici.
Le problème c'est que les vendeurs pensent que le cadre est fait en un autre métal, l'Or.

Si on compare le Kirk de ta vidéo au miens, plusieurs aspects seront frappant.
Le propriétaire de ce Kirk blanc doit avoir une taille plus en rapport avec celle du cadre.
Sortie de selle normale, comparée à la mienne.
Une autre chose est le parcours en zig zag du câble de dérailleur arrière. Absurde et probablement une source de passage de vitesse approximatifs.
Alors que le parcours était en ligne droite sur les VTM, ils l'ont complexifié pour ces Kirk I de production. Sur Kirk II, c'est beaucoup mieux et facile avec le nouveau dessin du triangle arrière.

Ce nouveau dessin est là pour adresser une caractéristique du matériau.
Si on utilise des alliages d'aluminium pour un cadre, plusieurs formules offrent diverses caractéristiques et on s'approche d'un siècle d'étude des alliages. Sur VRC, on s'est un peu penché sur cela, le Duralumin, etc.
Avec ce cadre, c'est du Mg pur ou avec impuretés? Mais pas un alliage travaillé. C'est beaucoup moins rigide.
Le dessin du triangle arrière du Kirk I provient des vélos habituels. Ils peuvent raconter ce qu'ils veulent, leur étude sur ordi de l'époque à fourni un triangle avant bien rigide, mais (voir l'interview de Phil Andersen) ce n'était pas suffisant pour l'arrière.
Donc nouveau design avec le Kirk II.
Et cette fois, un arrière plus rigide. (le "tube de selle" est entièrement revu, comme la poutre inférieure du trapèze avant)

Phil Anderson évoque autre chose dans son interview: les composants qui ne sont pas standard. Mis en production comme cela, le vélo n'aurait pas été vendu.
On peut penser à la fixation du dérailleur avant
Une photo d'un Kirk I

Par Benz sur Flickr

Là, à la fois le système de fixation, le problème de corrosion, l'adaptation au standard.

Sur Kirk II, c'est différent pour pouvoir acceuillir le Deore, une épaisseur est montée, avec une surface courbe dont le rayon correspond au standard Deore. Malgré tout, cela passe avec 1 mm de jeu.

La corrosion.
Quelques souvenirs d'un cours de chimie élémentaire? Tableau périodique ? Mg, sur la seconde colonne... La corrosion électrolytique, avec l'acier sera à tenir à l'oeil.
Ce serait pour cela que les inserts se détachaient ?
Comment ? Vis acier directement dans le Mg fileté? Ou dans un insert prévu dans le moule?
Je n'ai pas exploré car tout est recouvert d'epoxi
Des inserts dans le moule, cela affecterait très fort le cycle moulage-démoulage.
D'autres problèmes de corrosions sont évoqués par d'autres propriétaires.
Le boitier de pédalier qui se baladerait, l'interdiction de monter une tige de selle acier comme la mienne. Je n'ai pas de problème de corrosion. Pas encore?

Le Kirk II dispose de plusieurs points de fixation filetés pour d'éventuels accessoires.

Le numéro de mon Kirk donne peut être des indications sur la production
201712
On peut raconter n'importe quoi en interprétant un faible nombre de numéros. Sur tontonvélo, je vois un spécialiste de l'interprétation foireuse, toujours obligé de faire l’acrobate quand de vrais spécialistes lui mettent le nez dans ses incohérences.
Donc, ce qui suit n'est pas a prendre au comptant. Il est fort possible que ce soit totalement faux.
J'ai envie de voir le premier chiffre, 2, comme une indication de la seconde forme de moule.
Alors mon cadre serait le 1712ème moulé ?
Au vu de sa fréquence, c'est possible. Et si on compare cela avec les chiffres de production donnés, ils n'auraient pas travaillé souvent. Et il y a de fortes chances que mon interprétation soit foireuse.

Je ferai quelques photos additionnelles pour préciser tout cela

Les inserts filetés dans le moule, cela paraît difficile en effet. Quid pour la boîte de pédalier ?
Peut-on imaginer un filetage manuel après démoulage ?

Question bête : peut-on souder une pièce métallique sur le magnesium ?

Pour ce qui est de ton montage, pourquoi un cintre route ? Tu utilises le vélo pour la randonnée ?

Pourquoi un cintre route?
Mais parce qu'un cintre route offre 4 positions au contraire de la barre vétété.
Plus compliqué, élégant.
Aussi parce que les brifters campagnolo. Plus élégants que les shimano 7700, et qui permettent de passer plusieurs pignons si on le veut.
Pour compléter ces roues 650B (plus de développement)
J'ai failli monter d'autres composants de route comme un pédalier, déraileurs.
Les plateaux ont plus de dents qu'en vétété.

J'ai eu l'un des tous premiers VTT en Belgique mais cela correspond mieux à ma vélocitude actuelle.
Passer un cadre VTT ancien en route est à essayer.

275 pages de post sur le sujet https://www.bikeforums.net/classic-vinta­ge/828426-show-your-vintage-mtb-drop-bar­-conversions.html

L'utilisation du Magnésium était inévitable, un peu comme le carbone de nos jours. Et surtout si Kirk était d'abord dans l'automobile je crois que cette transition gagne autant plus de raison.
Je sais qu'en étant tout d'abord passionné des 4 roues avant les 2 roues que le Mg était souvent utilisé dans l'auto de compète et de "tuning" d'époque car c'était plus léger. Mais avec le temps on a aussi pu réaliser que c'était quelque chose d'assez "fragile" en terme d'endurance et de stresse mécanique ; de mémoire le plus grand défaut des alliages Mg c'était leur tendance à se fissurer ; souvent des jantes, bloc moteurs, ou autres pièces mécaniques.

C'est d'ailleurs cette fragilité qui à fait qu'on tourne vers d'autres métaux et alliages (pas la seule raison bien sûr) et pourquoi aussi j'imagine la même raison pour lequel les Kirks sont aujourd'hui si rares en état complet et pas en morceaux!

Après d'un point de vue objet et visuel, c'est vrai que ces Kirk étaient assez révolutionnaires; dans le concept mais aussi dans le design. On pourra carrément parler de design "Biomimétique" ou encore Procédural avant l'heure car même si à mon avis la forme était ici issue du process de fabrication, que le cadre nu même à clairement une nature organique.

une nature orgasmique

Donc cela te fait de l'effet.
Ne pas oublier le processus, pour autant qu'il ait bien été utilisé.
Ce n'est pas un métal forgé, ni une fonte.
C'est du frittage.
Le site http://www.kirk-bicycles.co.uk/ de Simon Haydn a disparu et il expliquait cela. Depuis, tout ceux que je lis auraient raté le truc.

Sintering or frittage is the process of compacting and forming a solid mass of material by heat[1] or pressure[2] without melting it to the point of liquefaction

Selon mes souvenirs de cette lecture...
Les parties du moule (3 ou plus) sont assemblées et tenues en place par des vérins hydrauliques puissant.
Puis la charge de poudre de magnésium est envoyée dans ce moule à une pression extrême via un processus explosif.
La poudre va s'agglomérer à une température inférieure à la température de fusion.
On aurait une température de frittage de l'ordre de 300°C (augmentation de T suite à la pression) alors que la température de fusion du Mg est de l'ordre de 650°C

Cela a des avantages et des inconvénients. Je ne sais pas si les cadres étaient retravaillés.
Donc pas de grains cristallins, pas de fonte.
Est-ce similaire au prototypage rapide actuel utilisant l'impression 3D en métal?

Cela a certainement un impact sur les propriétés mécaniques des cadres.

Fra : tu as oublié le titre du post. Cadre sans soudure. Je ne parlerai pas de soudure entre métaux divers et pour le Mg, c'est tout à fait inconnu pour moi.

En recherchant le site de Simon, je suis tombé sur un autre modèle de cadre Kirk sur Classic RV.
Cela fait 4 versions et je suis pas sur que CRV aient compris
http://www.classicrendezvous.com/British­_isles/Kirk_Precision.htm

Le Kirk Genesis

Le trapèze est fait de poutres différentes du "Precision"
Moins de fenêtres sur la poutre supérieure. Poutre inférieure plus "bulky" comme le Revolution, avec passage du câble dérailleur sur le bas de la poutre plutôt que sur le haut.

L'autre pour comparer

4 modèles, au moins

• Le TVM avec le câble dérailleur en ligne droite
  
• Ce Genesis
  
• Le route Precision
  
• Le VTT (Revolution)
  

Super, j'apprends plein de choses ! J'adore ce cadre, j'en ai raté un en enchères il n'y a pas si longtemps pour une bouchée de pain...
Pour le site de Simon Haydn, et heureusement pour nous, on peut le retrouver sur l'Internet Archive : https://web.archive.org/web/201709251840­30/http://www.kirk-bicycles.co.uk/

D'ailleurs, comment étaient faits les espaces vides pour les passages de tds et de potence ? Intégrés au moule ? Percés par la suite ?

@Munny En effet je pense que c'est pour cela que ces cadres ont pu devenir aussi mythiques, car la forme est vraiment comme nul autre, c'est le phénomène des Lotus, Giant, Kestrel, C4 etc. Dès que c'est exotique ca nous fait effet !

C'est intéressant le procédé de fabrication, on se rapproche plus du pate à modelé que l'on cuit préformé plutôt que donner forme à la matière chaude et ensuite laisser refroidir. Et d'après ce que j'ai pu comprendre, le frittage est bien pour réduire la porosité mais cause certaines fragilités à la forme donné (ce qui suit notamment avec les pièces Mg) donc tout prend son sens !

Pour moi, point de vue expérience de pièces métalliques industrielles, il y a très peu souvent des pièces qui ne sont pas sujet aux finitions, même si ce n'est que sur une partie minim de la structure. Après il se peut que c'était just pour retirer certains anormalités et rien d'autres.

@Fra fort probable qu'il y avait des inserts dans le moule pour les grand diamètres, car le faire après ca serait trop risqué ! Après pour les oeillets de cables etc, à mon avis là ils percé en sortant du moule.

Petit vidéo dont je me suis rappelé de notre bon Jon de GCN (dommage qu'il soit parti)
https://www.youtube.com/watch?v=HJKCWKuQ­2ac&ab_channel=GCNTech

@Munny Est-ce qu’on n’aurait pas obtenu la même chose en coulant de l’alu dans un moule à cire perdue?
Ou est-ce que cela existe (cadre monobloc)?

D'après ce qu'il disait, ça serait beaucoup plus lourd !

La vidéo GCN répond à toutes mes attentes ...

• Kirk monte en grade et devient ingénieur de Formule 1. (Je crois qu'il travaillais chez For...d )
  
• Les voitures (sur les autres vidéos) qui roulent sur le cadre... deviennent des camions
  
• This one is about my size... encore une fois, il n'y avait pas un grand choix de taille. Cela aurait nécessité plusieurs moules.
  
• Phil Anderson devient Big Dave
  
• Si on vit en Belgique, il pleut beaucoup. De la part d'un Anglais. On croirait entendre Galabru décrire le noord.
  
• Le propriétaire précédent a entre 60 et 70 vélos dans sa collection. Bah, comme un collectionneur normal, quoi.
  
  

Toujours amusant de repérer les approximations.

Ceci dit merci pour les archives. Cela remet les idées en place.
Je pense à présent que le frittage était décrit dans les documents promotionnels de Kirk et que d'autres mettaient cela en doute en parlant des premiers cadres comme coulés dans un moule.

C'est ce que Simon écrit mais la navigation de son site est particulière. Il faut cliquer sur les carrés de sa mosaïque...
Donc, selon Simon "Every frame is die-cast in just 40 milliseconds at 650°C under 650 tonnes of pressure, in the world's largest hot chamber facility." ce qui ME semble un peu juste comme température pour un truc moulé.

Les images aux rayons X apportent quelques réponses à la question des inserts

Le cadre coupé tends à indiquer non pas un procédé en frittage mais en blow molding : extrusion avec injection d'air pour gonfler le truc. Je ne savais pas que cela pouvait être appliqué aux métaux . La coupe montre aussi que certaines pièces étaient collées (raté pour le sans soudure ni assemblage! )
La direction...

Les inserts...

et là je ne peux comprendre comment ils auraient collés ces inserts par l'intérieur du cadre.

La page à voir https://web.archive.org/web/201709162230­19/http://www.kirk-bicycles.co.uk/Kirk-I­nternals.htm