Cómo Colnago optimiza pruebas aerodinámicas con HP Jet Fusion 5600 y PA 12S
En el ciclismo de alto rendimiento, la aerodinámica puede definir diferencias de segundos entre competidores. Por ello, fabricantes de bicicletas y equipos profesionales necesitan evaluar no solo el cuadro, sino también la posición del ciclista, los componentes y la ropa utilizada durante una competencia.
Colnago, fabricante italiano de bicicletas de alto desempeño, colaboró con ADDITIVE ITALIA para desarrollar un maniquí modular basado en la anatomía real de una ciclista profesional.
El modelo fue fabricado mediante HP Multi Jet Fusion en una HP Jet Fusion 5600 Series 3D Printing Solution, utilizando HP 3D High Reusability PA 12S.
El objetivo era crear un maniquí ligero, ajustable y dimensionalmente realista que pudiera utilizarse repetidamente en un túnel de viento para estudiar diferentes posiciones de manejo y configuraciones de equipamiento.
El reto: reproducir la geometría real de una ciclista
Las pruebas en túnel de viento permiten medir la resistencia aerodinámica bajo un flujo de aire conocido y controlado.
Sin embargo, utilizar un maniquí genérico limita la precisión del análisis, ya que no representa fielmente la anatomía, postura y proporciones de un atleta específico.
En 2025, Colnago se propuso evaluar la aerodinámica de sus bicicletas utilizando la geometría real de una integrante de su equipo.
La empresa también necesitaba modificar distintas variables durante las pruebas:
- Posición de brazos.
- Ángulo de piernas.
- Orientación de manos.
- Postura del torso.
- Diferentes trajes de ciclismo.
- Configuraciones de bicicleta y accesorios.
Para lograrlo, el maniquí debía desmontarse, ajustarse y volver a colocarse con precisión entre cada sesión.
El proyecto tenía además limitaciones de presupuesto y tiempo. Se requería fabricar una sola unidad de gran tamaño, con una geometría compleja y un nivel elevado de detalle, lo que hacía poco práctica la fabricación convencional.
Escaneo 3D de una ciclista profesional
El desarrollo comenzó con el escaneo 3D de Elisa Longo Borghini, ganadora del Giro d’Italia Women 2024 y medallista olímpica en ciclismo de ruta.
El proceso permitió capturar la geometría de su cuerpo en una posición de competencia.
Colnago entregó a ADDITIVE ITALIA la información detallada de las superficies para desarrollar el modelo digital.
La combinación de datos de escaneo y herramientas CAD avanzadas permitió:
- Reproducir la anatomía real.
- Dividir el maniquí en componentes fabricables.
- Diseñar articulaciones móviles.
- Reducir peso.
- Mantener rigidez estructural.
- Preparar las piezas para impresión 3D.
El objetivo no era crear únicamente una representación visual, sino un sistema funcional y repetible para pruebas de ingeniería.
HP Jet Fusion 5600 para fabricar componentes de gran formato
La HP Jet Fusion 5600 Series fue seleccionada para producir los elementos del maniquí mediante tecnología Multi Jet Fusion.
El proyecto requería fabricar piezas:
- Grandes.
- Geométricamente complejas.
- Ligeras.
- Dimensionalmente precisas.
- Resistentes a la manipulación.
- Con buen acabado superficial.
- Compatibles con mecanismos móviles.
La tecnología HP Multi Jet Fusion permitió producir estas geometrías sin recurrir a moldes o herramentales específicos.
Esto era especialmente importante porque se trataba de una sola unidad personalizada. El costo y el plazo de los procesos convencionales habrían sido difíciles de justificar para una aplicación de bajo volumen y alta complejidad.
HP 3D HR PA 12S para piezas grandes y precisas
El material utilizado fue HP 3D High Reusability PA 12S.
De acuerdo con el caso, este material permitió imprimir piezas grandes sin deformaciones importantes, manteniendo superficies uniformes y detalles finos.
Sus propiedades fueron relevantes para:
- Componentes de gran tamaño.
- Articulaciones esféricas.
- Piezas con tolerancias estrechas.
- Ensambles móviles.
- Secciones que requerían rigidez y durabilidad.
- Superficies que debían reproducir la geometría del ciclista.
La estabilidad dimensional del PA 12S ayudó a que las piezas pudieran ensamblarse y reposicionarse correctamente durante las pruebas.
Articulaciones esféricas y magnéticas
Uno de los principales retos de diseño fue permitir cambios de posición sin perder repetibilidad.
ADDITIVE ITALIA desarrolló un sistema de articulaciones esféricas y magnéticas que facilitaba desmontar y volver a montar las diferentes secciones del maniquí.
Estas articulaciones permitieron ajustar:
- Brazos.
- Piernas.
- Manos.
- Secciones del torso.
- Configuraciones de postura.
Las articulaciones se imprimieron como piezas individuales integradas, aprovechando la precisión y durabilidad del proceso HP MJF.
El PA 12S permitió trabajar con holguras reducidas entre componentes móviles, algo esencial para mantener una articulación funcional sin generar juego excesivo.
Estructuras internas para reducir peso
El maniquí debía mantener una geometría exterior realista, pero no podía ser excesivamente pesado.
Un modelo sólido habría complicado su manipulación, montaje y reposicionamiento dentro del túnel de viento.
Para reducir la masa sin comprometer la estructura, cada componente incorporó nervaduras internas.
Este diseño permitió:
- Eliminar material innecesario.
- Mantener la forma exterior.
- Conservar rigidez.
- Mejorar la manipulación.
- Reducir el peso total.
- Optimizar el consumo de material.
La capacidad de fabricar refuerzos internos complejos es una de las ventajas de la manufactura aditiva frente a procesos que dependen de bloques sólidos o ensambles manuales.
Cuatro trabajos de producción para todo el sistema
Todos los componentes del maniquí, incluidas las articulaciones y los moldes para juntas, fueron fabricados en únicamente cuatro trabajos de producción.
Esto ayudó a reducir tiempos y costos, además de simplificar la coordinación del proyecto.
La producción incluyó:
- Secciones del cuerpo.
- Articulaciones.
- Componentes magnéticos.
- Elementos de conexión.
- Moldes para juntas de silicona.
La posibilidad de acomodar diferentes geometrías en una misma construcción permitió producir el sistema completo sin desarrollar herramientas exclusivas para cada pieza.
Moldes impresos en PA 12S para juntas de silicona
El maniquí necesitaba componentes de sellado para conservar continuidad superficial entre las secciones desmontables.
Estas juntas se fabricaron en silicona mediante moldes impresos con HP MJF.
Los moldes se produjeron en el mismo material PA 12S y se diseñaron para reproducir una textura superficial similar a la del maniquí.
Este flujo permitió:
- Fabricar moldes rápidamente.
- Ajustar su diseño.
- Producir piezas de silicona personalizadas.
- Mantener continuidad visual.
- Reducir la inversión en herramentales.
- Realizar iteraciones en periodos cortos.
La manufactura aditiva no solo se utilizó para fabricar el producto principal, sino también los medios necesarios para producir otros componentes del sistema.
De la anatomía digital al túnel de viento
Una vez ensamblado, el maniquí se instaló sobre la bicicleta y fue probado en el túnel de viento del Politecnico di Milano.
El modelo completo permitió evaluar la bicicleta junto con una geometría corporal representativa de la atleta.
A diferencia de un maniquí genérico, el sistema podía reproducir:
- Proporciones reales.
- Posiciones específicas.
- Variaciones de postura.
- Diferentes configuraciones de ropa.
- Cambios de accesorios.
- Montajes repetibles entre pruebas.
El maniquí podía desmontarse y reconfigurarse con facilidad, manteniendo la capacidad de regresar a una posición definida durante sesiones posteriores.
Repetibilidad para comparar configuraciones
En un ensayo aerodinámico, una pequeña diferencia en la posición puede afectar el resultado.
Por esta razón, el sistema debía permitir cambios controlados y repetibles.
Las articulaciones magnéticas y esféricas facilitaron el ajuste del maniquí, mientras que la precisión dimensional de las piezas ayudó a conservar la relación entre los componentes.
Esta repetibilidad permitió comparar:
- Diferentes posturas del ciclista.
- Cambios en la posición de las manos.
- Variaciones en la inclinación del torso.
- Diferentes trajes.
- Accesorios.
- Configuraciones de bicicleta.
El valor del sistema no estaba únicamente en representar a una atleta, sino en convertir esa representación en una herramienta de medición configurable.
Ventajas de HP Multi Jet Fusion en este proyecto
La implementación de HP MJF aportó beneficios en diferentes etapas:
Personalización
El maniquí se fabricó a partir del escaneo 3D de una atleta real.
Producción sin moldes
No fue necesario fabricar herramientas convencionales para una pieza única.
Geometrías complejas
Las articulaciones, nervaduras y superficies anatómicas pudieron integrarse directamente en los modelos.
Iteraciones rápidas
El equipo pudo modificar juntas y mecanismos antes de producir la versión final.
Piezas de gran tamaño
PA 12S permitió fabricar componentes grandes con estabilidad dimensional.
Consolidación de funciones
Las articulaciones se imprimieron como piezas funcionales, reduciendo operaciones posteriores.
Menor tiempo de desarrollo
El sistema completo se produjo en cuatro trabajos de impresión.
Aplicaciones más allá del ciclismo
El mismo enfoque puede utilizarse en otras industrias y áreas de investigación.
Entre las aplicaciones potenciales se encuentran:
- Aerodinámica automotriz.
- Motociclismo.
- Deportes de invierno.
- Equipos de protección.
- Cascos.
- Textiles técnicos.
- Ergonomía.
- Ortesis y prótesis.
- Maniquíes para pruebas.
- Modelos anatómicos funcionales.
- Investigación biomecánica.
La combinación de escaneo 3D, CAD y HP Multi Jet Fusion permite desarrollar modelos físicos personalizados para pruebas donde la geometría humana o del usuario es relevante.
¿Cuándo conviene utilizar HP MJF para modelos personalizados?
La tecnología puede aportar valor cuando el proyecto requiere:
- Una o pocas unidades.
- Geometrías complejas.
- Componentes grandes.
- Ajustes precisos.
- Estructuras internas.
- Articulaciones integradas.
- Iteraciones rápidas.
- Eliminación de moldes.
- Personalización anatómica.
- Piezas funcionales para pruebas.
La viabilidad depende del tamaño total, el material, el nivel de precisión y el tipo de prueba.
Manufactura aditiva como herramienta de ingeniería
Este caso no se limita a la producción de un maniquí.
El proyecto integró varias capacidades:
- Escaneo 3D.
- Modelado CAD avanzado.
- Diseño estructural.
- Optimización de peso.
- Diseño de mecanismos.
- Impresión 3D HP MJF.
- Moldeo de silicona.
- Pruebas en túnel de viento.
La manufactura aditiva funcionó como el vínculo entre la información digital del ciclista y una herramienta física de validación.
Resultados del proyecto
El maniquí fue probado con éxito en el túnel de viento del Politecnico di Milano y cumplió con los requerimientos aerodinámicos establecidos por Colnago.
El resultado fue un sistema:
- Funcional.
- Ligero.
- Modular.
- Ajustable.
- Fácil de montar y desmontar.
- Basado en la anatomía real de una ciclista.
- Repetible entre diferentes sesiones.
- Compatible con distintas posiciones y configuraciones.
La combinación de HP Jet Fusion 5600, HP Multi Jet Fusion y PA 12S permitió fabricar el sistema en un periodo reducido y con un costo adecuado para una aplicación personalizada.
Conclusión
Colnago y ADDITIVE ITALIA utilizaron HP Jet Fusion 5600 Series y HP 3D HR PA 12S para desarrollar un maniquí modular destinado a pruebas aerodinámicas en ciclismo.
El sistema se diseñó a partir del escaneo 3D de una ciclista profesional e incorporó articulaciones esféricas y magnéticas, nervaduras internas y juntas de silicona moldeadas en herramientas impresas.
Todos los elementos, incluidas las articulaciones y los moldes, se fabricaron en cuatro trabajos de producción.
El maniquí final permitió evaluar diferentes posiciones, prendas y configuraciones de bicicleta en condiciones cercanas a una situación real, manteniendo la repetibilidad entre pruebas.
Este caso demuestra cómo la impresión 3D para pruebas aerodinámicas puede transformar datos anatómicos en modelos funcionales, personalizados y adaptables.