S intimnim poznavanjem karbonskih vlakana, Trekov viši inženjer za kompozite odigrao je veliku ulogu u tome da bicikli budu ono što danas jesu
Biciklist: Kako ste počeli s Trekom?
Jim Colegrove: Godine 1990. Trek je želio izraditi kompozitne dijelove unutar kuće nakon katastrofalnog početka koristeći posebnu tvrtku za izradu okvira 5000. Bio je to napravljen u jednom komadu 1988. i 1989. Strašan neuspjeh – vratili smo gotovo sve. Ključni ljudi shvatili su da su ugljična vlakna budućnost, a ja sam angažiran da pomognem uvesti proizvodnju u ovaj pogon. Došao sam iz male inženjerske tvrtke u S alt Lake Cityju koja je radila s klijentima iz zrakoplovstva – Boeing, Lockheed, Northrop, takve tvrtke. Jackson Street bila je mjesto gdje je Trek započeo, a to je bila crvena štala u centru Waterlooa [Wisconsin]. Trek je ondje 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: Koriste li zrakoplovna i vojna industrija puno kvalitetniji ugljik nego što se koristi u biciklima?
JC: Materijal koji koristi zrakoplovna i obrambena industrija gotovo je identičan materijalu koji koristi rekreacijska industrija. Ono što općenito nedostaje je certifikacija i također verifikacija proizvodnje. Koristimo mnogo različitih vlakana, od kojih su neka ista kao ona koja se koriste u vrhunske vojne i zrakoplovne svrhe. M60J je, na primjer, Toray vlakno ultra visokog modula. Posljednji put kad sam pogledao, bilo je nešto manje od 900 dolara po funti [oko 1270 funti po kilogramu]. Neki od ovih materijala visokog i ultravisokog modula klasificirani su kao strateški materijali, a to znači da su dostupni samo u određenim zemljama NATO-a jer od njih možete napraviti oružje. Koristimo gotovo sva vlakna koja postoje, bilo da se radi o Torayu, Mitsubishiju, Hexcelu, Cytecu. Vi kažete, mi ga koristimo.
Cyc: Što je posebno u načinu na koji Trek radi stvari?
JC: Jedna od ključnih stvari je kako štitimo proces od pogrešaka. Kad god ubacite čovjeka u mješavinu, postoji mogućnost pogreške. Svi naši proizvodi u posljednjih pet ili šest godina prošli su kroz naš laboratorij za provjeru valjanosti, koji je svojevrsna lažna tvornica. Dovodimo naše stručnjake za dokumentaciju koji govore našim operaterima što će učiniti. Dovodimo te operatere u laboratorij za validaciju i obučavamo ih kako bismo imali besprijekoran prijelaz. Pokušavamo razviti stvari na način koji će dobro prijeći u proizvodnju. Jer kada iznesete stvari iz laboratorijskog okruženja u proizvodnju uvijek postoje mali kvarovi – stvari o kojima niste razmišljali.
Cyc: Kako usklađujete zahtjeve dizajna i istraživanja u Sjedinjenim Državama dok velik dio svoje proizvodnje obavljate na Dalekom istoku?
JC: Ono što mislim da je stvarno ključno je da se ono što se ovdje nauči prenosi našim azijskim partnerima. Jedna od stvari za koju smatram da nas izdvaja je činjenica da smo duboko ukorijenjeni u proizvodnju. Proizvodimo sve vrhunske Project One bicikle u Wisconsinu i znamo da je tvornica skupa, ali ako to ne radimo ovdje, gubimo izravnu vezu s izradom proizvoda. Možemo dizajnirati prekrasan okvir i poslati ga nekome, ali ne bismo imali pojma je li ono što smo dizajnirali moguće izgraditi i može li se izgraditi na dobar, jedinstven način.
Cyc: Kako kompozitna priroda karbonskih vlakana utječe na dizajn okvira?
JC: Postoji neka vrsta teorije o 'crnom aluminiju' u kojoj dizajneri tretiraju ugljik kao da je obični izotropni metal. Dakle, neke od FEA [analize konačnih elemenata] koje se koriste u dizajnu bicikla rade se unošenjem aluminija kao materijala i projektiranjem cijevi isključivo na temelju učinka određene debljine stjenke. To nije pravi kompozitni FEA. To je u redu za dobivanje prihvatljivog proizvoda, ali ako želimo odabrati vrstu performansi u vožnji koju jurimo na vrhu, moramo raditi stvari kako treba. U našem dizajnu možete vidjeti broj slojeva i gdje smo ih postavili, a sve je to vođeno našom analizom.
Cyc: Kako je trend poboljšane aerodinamike utjecao na vaš pristup dizajnu?
JC: Aerodinamika nam je stvarno izazvala dilemu. Oblici aerocijevi obično zahtijevaju veće površine, a kad god dodate više površine bilo kojem dijelu, veća je težina, zar ne? Također, ili je toliko oštro za vozača jer je tako visok dio, ili je toliko uzak da je motocikl posvuda [zbog bočnog savijanja]. Tu naša analiza stvarno stupa na scenu. Najprije analiziramo oblik s aerodinamičkog stajališta, a onda kada znamo da imamo određeni aerodinamički oblik, počinjemo ga uključivati u FEA. Ako njih dvoje neće igrati zajedno, onda moramo dodati materijal kako bismo zadovoljili aerodinamiku, ali onda će motocikl biti pretežak - to neće biti prihvatljivo. Stoga se stalno približavamo najboljem rješenju.
Cyc: Bicikli od karbonskih vlakana pola su od karbonskih vlakana, a pola od smole. Koliko je važna smola?
JC: Vrlo. Ne pričamo puno o tome, ali stalno radimo s različitim smolama. To je kompozitni materijal - karbonska vlakna obavljaju posao, a epoksidna smola drži vlakna na mjestu. Dakle, ako smola ne radi svoj posao držeći vlakna na mjestu, nećete dobiti nikakve stvarne performanse od vlakana. Uspostavili smo jači odnos s [proizvođačem ugljičnih vlakana] Hexcel jer ima širok raspon smola koje imaju jedinstvena i posebna svojstva. Problem je što dodatno komplicira ionako kompliciran koncept. Toliko je žargona koji lebdi okolo - je li to T700 ili T800 ili IM7 ili IM8, koji su moduli, čvrstoća i istezanje? Dovoljno je zbunjujuće i bez ulaska u smole.
Cyc: Ugljik je ponekad na lošem glasu zbog ograničenog vijeka trajanja. Je li to istina?
JC: Čini se da su ljudi zabrinuti za karbonska vlakna jer su nepoznanica. Ljudi su odrasli uz čelik i aluminij. Svaki materijal ima vijek trajanja od zamora. Uzmite čeličnu spajalicu i savijte je sto puta vjerojatno će puknuti. Učinite isto s aluminijem i vjerojatno će se slomiti u pola vremena jer aluminij nije tako dobar u zamoru kao čelik. Kompoziti općenito imaju beskonačan vijek trajanja. Ali to ovisi o upotrebi ugljičnih vlakana, upotrebi smole i tome koliko je dobro obrađena. Drugim riječima, ima li puno šupljina u laminatu? Jer će praznine vrlo brzo ubiti kompozit. To je bilo uobičajeno prije mnogo godina, ali više nije. Ovdje opet potpuna kontrola materijala, procesa i inženjeringa igra važnu ulogu. Ako preuzmete kontrolu nad svime time, možemo definitivno reći da bicikl koji kupite danas možete voziti cijeli život i neće se degradirati tijekom tog vijeka.
Cyc: Jeste li u potrazi za novim i izvanrednim materijalima?
JC: Uvijek smo u potrazi za novim materijalnim oblicima. Grafen je jedan od njih, ali se još uvijek razvija. Postoje proizvođači nano-grafenskih pločica, pa ga već možete nabaviti, ali je vrlo skup. Najveća stvar za nas je da nismo potpuno prodani, osim ako ne vidimo korist u kompozitu. Ako možemo smisliti neki način da dobijemo grafen ili nanocijevi od karbonskih vlakana za stvaranje dugih žica kao što imamo za trenutna karbonska vlakna, o moj Bože, krutost, snaga, težina bi bili nevjerojatni.
Trek.com
