Έχοντας βαθιά γνώση των ανθρακονημάτων, ο ανώτερος μηχανικός σύνθετων υλικών της Trek έχει παίξει μεγάλο ρόλο στο να γίνουν τα ποδήλατα αυτό που είναι σήμερα
Ποδηλάτης: Πώς ξεκίνησες στο Trek;
Jim Colegrove: Το 1990 η Trek ήθελε να κατασκευάσει σύνθετα εξαρτήματα εσωτερικά μετά από μια καταστροφική αρχή χρησιμοποιώντας μια ξεχωριστή εταιρεία για την κατασκευή του πλαισίου 5000. Αυτό ήταν ένα φτιαγμένο σε ένα κομμάτι το 1988 και το 1989. Τρομερή αποτυχία – σχεδόν όλοι πήραμε πίσω. Οι βασικοί άνθρωποι συνειδητοποίησαν ότι οι ίνες άνθρακα ήταν το μέλλον και με προσέλαβαν για να βοηθήσω να φέρω την παραγωγή σε αυτήν την εγκατάσταση. Προέρχομαι από μια μικρή εταιρεία μηχανικών στο S alt Lake City που συνεργαζόταν με πελάτες αεροδιαστημικής – Boeing, Lockheed, Northrop, τέτοιου είδους εταιρείες. Η Jackson Street ήταν εκεί που ξεκίνησε το Trek, που ήταν ένας κόκκινος αχυρώνας στο κέντρο του Waterloo [Wisconsin]. Η Trek ξεκίνησε τη συγκόλληση κουφωμάτων εκεί το 1976. Τώρα στεγάζει τη μονάδα κατεργασίας εργαλείων CNC για να κόβουμε όλα τα καλούπια που χρησιμοποιούμε για την κατασκευή των εξαρτημάτων μας.
Cyc: Η αεροδιαστημική και η στρατιωτική βιομηχανία χρησιμοποιούν άνθρακα πολύ υψηλότερης ποιότητας από αυτόν που χρησιμοποιείται στα ποδήλατα;
JC: Το υλικό που χρησιμοποιούν η αεροδιαστημική και η αμυντική βιομηχανία είναι σχεδόν πανομοιότυπο με το υλικό που χρησιμοποιούν οι βιομηχανίες αναψυχής. Αυτό που λείπει γενικά είναι η πιστοποίηση αλλά και η επαλήθευση της κατασκευής. Χρησιμοποιούμε πολλές διαφορετικές ίνες, μερικές από τις οποίες είναι ίδιες με αυτές που χρησιμοποιούνται για κορυφαίους στρατιωτικούς και αεροδιαστημικούς σκοπούς. Το M60J, για παράδειγμα, είναι μια ίνα Toray εξαιρετικά υψηλού συντελεστή. Την τελευταία φορά που κοίταξα, ήταν κάτι βόρεια από 900$ η λίβρα [περίπου 1,270 £ το κιλό]. Μερικά από αυτά τα υλικά υψηλού και εξαιρετικά υψηλού συντελεστή ταξινομούνται ως στρατηγικά υλικά και αυτό σημαίνει ότι είναι διαθέσιμα μόνο σε ορισμένες χώρες του ΝΑΤΟ επειδή μπορείτε να φτιάξετε όπλα από αυτά. Χρησιμοποιούμε σχεδόν όλες τις ίνες εκεί έξω, είτε πρόκειται για Toray, Mitsubishi, Hexcel, Cytec. Ονομάστε το, το χρησιμοποιούμε.
Cyc: Τι το ιδιαίτερο έχει ο τρόπος που κάνει τα πράγματα η Trek;
JC: Ένα από τα βασικά πράγματα είναι ο τρόπος με τον οποίο αποδεικνύουμε λάθη τη διαδικασία. Κάθε φορά που βάζετε έναν άνθρωπο στο μείγμα, υπάρχει πιθανότητα για λάθη. Όλα τα προϊόντα μας τα τελευταία πέντε ή έξι χρόνια έχουν περάσει από το εργαστήριο επικύρωσης, το οποίο είναι ένα είδος εικονικού εργοστασίου. Προσφέρουμε ειδικούς στην τεκμηρίωσή μας που λένε στους χειριστές μας τι πρόκειται να κάνουν. Φέρνουμε αυτούς τους χειριστές στο εργαστήριο επικύρωσης και τους εκπαιδεύουμε ώστε να έχουμε μια απρόσκοπτη μετάβαση. Προσπαθούμε να αναπτύξουμε τα πράγματα με τρόπο που θα μεταβεί καλά στην παραγωγή. Γιατί όταν βγάζεις πράγματα από ένα εργαστηριακό περιβάλλον και στην παραγωγή, υπάρχουν πάντα μικρές δυσλειτουργίες – πράγματα που δεν είχες σκεφτεί.
Cyc: Πώς ανταποκρίνεστε στις απαιτήσεις του σχεδιασμού και της έρευνας στις Ηνωμένες Πολιτείες ενώ κάνετε μεγάλο μέρος της παραγωγής σας στην Άπω Ανατολή;
JC: Αυτό που πιστεύω ότι είναι πραγματικά βασικό είναι ότι όσα μαθαίνουμε εδώ διαδίδονται στους Ασιάτες εταίρους μας. Ένα από τα πράγματα που αισθάνομαι ότι μας ξεχωρίζει είναι το γεγονός ότι είμαστε βαθιά συνδεδεμένοι με τη μεταποίηση. Κατασκευάζουμε όλα τα κορυφαία ποδήλατα Project One στο Ουισκόνσιν και γνωρίζουμε ότι το εργοστάσιο είναι ακριβό, αλλά αν δεν το κάνουμε εδώ χάνουμε αυτή την άμεση σύνδεση με την κατασκευή του προϊόντος. Μπορούμε να σχεδιάσουμε ένα όμορφο πλαίσιο και να το στείλουμε σε κάποιον, αλλά δεν θα ξέραμε αν αυτό που σχεδιάσαμε μπορεί να κατασκευαστεί και αν μπορεί να κατασκευαστεί με καλό, μοναδικό τρόπο.
Cyc: Πώς η σύνθετη φύση των ανθρακονημάτων επηρεάζει το σχεδιασμό του πλαισίου;
JC: Υπάρχει ένα είδος θεωρίας για το «μαύρο αλουμίνιο», όπου οι σχεδιαστές αντιμετωπίζουν τον άνθρακα σαν να ήταν ένα κανονικό ισότροπο μέταλλο. Έτσι, μερικά από τα FEA [Ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων] που χρησιμοποιούνται στη σχεδίαση ποδηλάτων γίνονται με την εισαγωγή αλουμινίου ως υλικό και τον σχεδιασμό των σωλήνων αποκλειστικά με βάση την επίδραση ορισμένου πάχους τοιχώματος. Αυτό δεν είναι αληθινό σύνθετο FEA. Αυτό είναι καλό για να αποκτήσετε ένα αποδεκτό προϊόν, αλλά αν θέλουμε να προσεγγίσουμε τον τύπο της απόδοσης οδήγησης που κυνηγάμε στην κορυφή, πρέπει να κάνουμε τα πράγματα σωστά. Στο σχέδιό μας μπορείτε να δείτε τον αριθμό των στρώσεων και το πού τα έχουμε τοποθετήσει, και όλα αυτά καθορίζονται από την ανάλυσή μας.
Cyc: Πώς έχει επηρεάσει η τάση για βελτιωμένη αεροδυναμική τον τρόπο που προσεγγίζετε το σχεδιασμό;
JC: Η αεροδυναμική μας έχει δημιουργήσει πραγματικά ένα δίλημμα. Τα σχήματα αεροσωλήνων τείνουν να απαιτούν μεγαλύτερες επιφάνειες και όποτε προσθέτετε περισσότερη επιφάνεια σε οποιοδήποτε μέρος, υπάρχει περισσότερο βάρος, σωστά; Επίσης, είτε είναι τόσο σκληρό για τον αναβάτη επειδή είναι τόσο ψηλό τμήμα, είτε είναι τόσο στενό που το ποδήλατο είναι παντού [λόγω πλευρικής κάμψης]. Εκεί είναι που η ανάλυσή μας μπαίνει πραγματικά στο παιχνίδι. Πρώτα απ 'όλα αναλύουμε το σχήμα από αεροδυναμική σκοπιά, και μετά μόλις μάθουμε ότι έχουμε ένα συγκεκριμένο αεροδυναμικό σχήμα, τότε αρχίζουμε να το συνδέουμε στο FEA. Εάν αυτά τα δύο δεν πρόκειται να παίξουν μαζί, τότε πρέπει να προσθέσουμε υλικό για να ανταποκριθούμε στην αεροδυναμική, αλλά τότε η μοτοσυκλέτα θα είναι πολύ βαριά - αυτό δεν θα είναι αποδεκτό. Έτσι συγκλίνουμε συνεχώς στην καλύτερη λύση.
Cyc: Τα ποδήλατα από ανθρακονήματα είναι μισές ίνες άνθρακα και μισές ρητίνες. Πόσο σημαντική είναι η ρητίνη;
JC: Πολύ. Δεν το συζητάμε πολύ, αλλά δουλεύουμε συνεχώς με διαφορετικές ρητίνες. Είναι ένα σύνθετο υλικό - οι ίνες άνθρακα κάνουν τη δουλειά και η εποξειδική ρητίνη κρατά τις ίνες στη θέση τους. Έτσι, εάν η ρητίνη δεν κάνει τη δουλειά της κρατώντας τις ίνες στη θέση τους, δεν πρόκειται να έχετε πραγματική απόδοση από τις ίνες. Δημιουργήσαμε μια ισχυρότερη σχέση με τον [παραγωγό ανθρακονημάτων] Hexcel επειδή έχει μια μεγάλη γκάμα ρητινών που έχουν μοναδικές και ιδιαίτερες ιδιότητες. Το πρόβλημα είναι ότι περιπλέκει περαιτέρω μια ήδη περίπλοκη έννοια. Υπάρχει τόση πολλή ορολογία τριγύρω – είναι ένα T700 ή ένα T800 ή ένα IM7 ή ένα IM8, ποιο είναι το μέτρο, η δύναμη και η επιμήκυνση; Είναι αρκετά μπερδεμένο χωρίς να μπαίνει σε ρητίνες.
Cyc: Το Carbon μερικές φορές έχει κακή φήμη ότι έχει περιορισμένη ζωή. Είναι αλήθεια αυτό;
JC: Οι άνθρωποι φαίνεται να ανησυχούν για τις ίνες άνθρακα επειδή είναι άγνωστο. Οι άνθρωποι έχουν μεγαλώσει με ατσάλι και αλουμίνιο. Κάθε υλικό έχει μια ζωή κούρασης. Πάρτε έναν ατσάλινο συνδετήρα και λυγίστε τον εκατό φορές, πιθανότατα θα σπάσει. Κάντε το ίδιο με το αλουμίνιο, και πιθανότατα θα σπάσει στο μισό χρόνο γιατί το αλουμίνιο δεν είναι τόσο καλό στην κόπωση όσο το ατσάλι. Τα σύνθετα υλικά, γενικά, έχουν άπειρη διάρκεια κόπωσης. Αλλά αυτό εξαρτάται από τη χρήση ανθρακονημάτων, τη χρήση ρητίνης και το πόσο καλά υποβλήθηκε σε επεξεργασία. Με άλλα λόγια, υπάρχουν πολλά κενά στο laminate; Επειδή τα κενά θα σκοτώσουν ένα σύνθετο υλικό πολύ γρήγορα. Αυτό ήταν συνηθισμένο πριν από χρόνια, αλλά όχι πια. Εδώ, πάλι, ο πλήρης έλεγχος των υλικών, της διαδικασίας και της μηχανικής διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο. Εάν αναλάβετε τον έλεγχο όλων αυτών, μπορούμε να πούμε οριστικά ότι ένα ποδήλατο που αγοράζετε σήμερα, μπορείτε να οδηγείτε για όλη σας τη ζωή και δεν θα υποβαθμιστεί κατά τη διάρκεια αυτής της ζωής.
Cyc: Ψάχνετε για νέα και εξαιρετικά υλικά;
JC: Αναζητούμε πάντα νέες μορφές υλικού. Το γραφένιο είναι ένα από αυτά, αλλά εξακολουθεί να αναπτύσσεται. Υπάρχουν κατασκευαστές αιμοπεταλίων νανο-γραφενίου, οπότε μπορείτε να τα αποκτήσετε ήδη, αλλά είναι πολύ ακριβό. Το μεγαλύτερο πράγμα για εμάς είναι ότι εκτός και αν μπορούμε να δούμε όφελος στο σύνθετο, δεν είμαστε εντελώς πουλημένοι. Αν μπορούμε να βρούμε κάποιον τρόπο να αποκτήσουμε νανοσωλήνες γραφενίου ή ινών άνθρακα για να δημιουργήσουμε τις μακριές χορδές όπως έχουμε για τις τρέχουσες ίνες άνθρακα, θεέ μου, η ακαμψία, η αντοχή, το βάρος θα ήταν απίστευτα.
Trek.com
