Sa intimnim poznavanjem karbonskih vlakana, Trekov stariji inženjer kompozita odigrao je veliku ulogu u stvaranju bicikala kakvi su danas
Biciklista: Kako ste počeli u Trek-u?
Jim Colegrove: 1990. godine Trek je želio da napravi kompozitne dijelove u svojoj kući nakon katastrofalnog početka korištenja zasebne kompanije za izradu 5000 okvira. To je bilo jednodijelno napravljeno 1988. i 1989. Užasan neuspjeh – vratili smo gotovo sve. Ključni ljudi su shvatili da su karbonska vlakna budućnost, a ja sam angažovan da pomognem u dovođenju proizvodnje u ovaj pogon. Došao sam iz male inženjerske firme u Solt Lejk Sitiju koja je radila sa klijentima iz aeronautike – Boeing, Lockheed, Northrop, te vrste kompanija. Ulica Jackson je bila mjesto gdje je Trek počeo, a to je bila crvena štala u centru Waterlooa [Wisconsin]. Trek je tamo počeo lemiti okvire 1976. Sada se u njemu nalazi postrojenje za obradu CNC alata za rezanje svih kalupa koje koristimo za izradu naših dijelova.
Cyc: Da li zrakoplovna i vojna industrija koriste mnogo kvalitetniji ugljik nego što se koristi u biciklima?
JC: Materijal koji koristi vazduhoplovna i odbrambena industrija je skoro identičan materijalu koji koristi rekreativna industrija. Ono što generalno nedostaje je sertifikacija i verifikacija proizvodnje. Koristimo mnogo različitih vlakana, od kojih su neka ista kao ona koja se koriste u vrhunske vojne i svemirske svrhe. M60J, na primjer, je Toray vlakno ultra visokog modula. Zadnji put kada sam pogledao, bilo je nešto sjeverno od 900 dolara po funti [oko 1 270 funti po kilogramu]. Neki od ovih materijala visokog i ultravisokog modula klasifikovani su kao strateški materijali, a to znači da su dostupni samo u određenim zemljama NATO-a jer se od njih može napraviti oružje. Koristimo gotovo sva vlakna koja postoje, bilo da je u pitanju Toray, Mitsubishi, Hexcel, Cytec. Vi ga nazovite, mi ga koristimo.
Cyc: Šta je posebno u načinu na koji Trek radi stvari?
JC: Jedna od ključnih stvari je način na koji dokazujemo grešku u procesu. Svaki put kada ubacite čovjeka u miks postoji mogućnost greške. Svi naši proizvodi u posljednjih pet ili šest godina prošli su našu laboratoriju za validaciju, koja je neka vrsta lažne tvornice. Dovodimo naše stručnjake za dokumentaciju koji govore našim operaterima šta će učiniti. Dovodimo te operatere u laboratoriju za validaciju i obučavamo ih tako da imamo neprimjetan prijelaz. Trudimo se da stvari razvijamo na način koji će dobro preći u proizvodnju. Jer kada stvari iznesete iz laboratorijskog okruženja i uključite u proizvodnju, uvijek postoje male greške – stvari o kojima niste razmišljali.
Cyc: Kako balansirate sa zahtjevima dizajna i istraživanja u Sjedinjenim Državama dok radite veliki dio svoje proizvodnje na Dalekom istoku?
JC: Ono što mislim da je zaista ključno je da se ono što se ovdje nauči prenosi na naše azijske partnere. Jedna od stvari za koje smatram da nas izdvaja je činjenica da smo duboko ukorijenjeni u proizvodnju. Mi pravimo sve vrhunske Project One bicikle u Wisconsinu, i znamo da je fabrika skupa, ali ako to ne učinimo ovdje, gubimo tu direktnu vezu s proizvodnjom proizvoda. Možemo dizajnirati prekrasan okvir i poslati ga nekome, ali ne bismo imali pojma da li je ono što smo dizajnirali moguće izgraditi i da li se može izgraditi na dobar, jedinstven način.
Cyc: Kako kompozitna priroda karbonskih vlakana utiče na dizajn okvira?
JC: Postoji neka vrsta teorije o 'crnom aluminijumu' u kojoj dizajneri tretiraju ugljik kao da je običan izotropni metal. Dakle, neke od FEA [Analize konačnih elemenata] koje se koriste u dizajnu bicikla se rade unošenjem aluminija kao materijala i dizajniranjem cijevi isključivo na osnovu efekta određene debljine stijenke. To nije pravi kompozitni FEA. To je u redu za dobivanje prihvatljivog proizvoda, ali ako želimo odabrati vrstu performansi vožnje za kojim jurimo na vrhu, moramo stvari učiniti kako treba. U našem dizajnu možete vidjeti broj slojeva i gdje smo ih postavili, a sve to je vođeno našom analizom.
Cyc: Kako je trend poboljšane aerodinamike utjecao na način na koji pristupate dizajnu?
JC: Aerodinamika nam je zaista izazvala dilemu. Oblici aero cijevi imaju tendenciju da zahtijevaju veće površine, a kad god dodate veću površinu bilo kojem dijelu, veća je težina, zar ne? Također, ili je tako oštar za vozača jer je tako visok dio, ili je toliko uzak da je bicikl posvuda [zbog bočnog savijanja]. Tu naša analiza zaista dolazi u obzir. Prije svega analiziramo oblik sa aerodinamičkog stajališta, a onda kada znamo da imamo određeni aerodinamički oblik, onda počinjemo da ga uključujemo u FEA. Ako to dvoje neće igrati zajedno, onda moramo dodati materijal da ispunimo aerodinamiku, ali tada će bicikl biti pretežak – to neće biti prihvatljivo. Tako da se stalno približavamo najboljem rješenju.
Cyc: Bicikli od karbonskih vlakana su pola karbonska vlakna, a pola smola. Koliko je bitna smola?
JC: Vrlo. Ne pričamo puno o tome, ali stalno radimo sa različitim smolama. To je kompozitni materijal - karbonska vlakna obavljaju posao, a epoksidna smola drži vlakna u poziciji. Dakle, ako smola ne radi svoj posao držeći vlakna u položaju, nećete dobiti nikakve stvarne performanse od vlakana. Oformili smo jači odnos sa [proizvođačem karbonskih vlakana] Hexcel-om jer ima širok spektar smola koje imaju jedinstvena i posebna svojstva. Problem je što dodatno komplikuje ionako komplikovan koncept. Toliko žargona pluta okolo – da li je to T700 ili T800 ili IM7 ili IM8, koji su moduli, čvrstoća i izduženje? Dovoljno je zbunjujuće bez ulaska u smole.
Cyc: Carbon ponekad ima lošu reputaciju zbog ograničenog života. Je li to istina?
JC: Čini se da su ljudi zabrinuti za karbonska vlakna jer je to nepoznato. Ljudi su odrasli uz čelik i aluminijum. Svaki materijal ima vijek trajanja. Uzmite čeličnu spajalicu i savijte je sto puta, vjerovatno će se slomiti. Uradite isto sa aluminijumom, i verovatno će se slomiti upola kraće jer aluminijum nije tako dobar u zamoru kao čelik. Kompoziti, općenito, imaju beskonačan vijek trajanja. Ali to zavisi od upotrebe karbonskih vlakana, upotrebe smole i koliko je dobro obrađena. Drugim riječima, ima li puno praznina u laminatu? Zato što će praznine vrlo brzo ubiti kompozit. To je bilo uobičajeno prije nekoliko godina, ali više ne. Tu, opet, potpuna kontrola materijala, procesa i inženjeringa igraju važnu ulogu. Ako preuzmete kontrolu nad svim tim, definitivno možemo reći da bicikl koji danas kupite, možete voziti do kraja života i da se neće degradirati tokom tog vijeka.
Cyc: Jeste li u potrazi za novim i izvanrednim materijalima?
JC: Uvijek tražimo nove materijalne forme. Grafen je jedan od njih, ali se još uvijek razvija. Postoje proizvođači nano-grafenskih trombocita, tako da se već mogu nabaviti, ali je jako skupo. Najveća stvar za nas je da osim ako ne vidimo koristi u kompozitu, nismo potpuno prodani. Ako možemo smisliti neki način da dobijemo nanocijevi od grafena ili karbonskih vlakana da stvorimo dugačke žice kao što imamo za trenutna karbonska vlakna, o moj Bože, krutost, snaga, težina bi bila nevjerovatna.
Trek.com
