Na may malalim na kaalaman sa carbon fiber, malaki ang naging bahagi ng senior composites engineer ng Trek sa paggawa ng mga bisikleta kung ano sila ngayon
Cyclist: Paano ka nagsimula sa Trek?
Jim Colegrove: Noong 1990, gusto ni Trek na bumuo ng mga composite parts sa loob ng bahay pagkatapos ng isang mapaminsalang pagsisimula gamit ang isang hiwalay na kumpanya upang buuin ang 5000 frame. Iyon ay isang made-in-one-piece noong 1988 at 1989. Napakalaking kabiguan – halos lahat ay naibalik namin. Napagtanto ng mga pangunahing tao na ang carbon fiber ay ang hinaharap, at ako ay tinanggap upang tumulong na dalhin ang pagmamanupaktura sa pasilidad na ito. Nagmula ako sa isang maliit na kompanya ng engineering sa S alt Lake City na nagtrabaho sa mga kliyente ng aerospace - Boeing, Lockheed, Northrop, mga ganitong uri ng kumpanya. Ang Jackson Street ay kung saan nagsimula ang Trek, na isang pulang kamalig sa downtown Waterloo [Wisconsin]. Sinimulan ng Trek ang pag-brazing ng mga frame doon noong 1976. Ngayon ay naglalaman ito ng CNC tool machining facility para putulin ang lahat ng molds na ginagamit namin sa paggawa ng aming mga piyesa.
Cyc: Gumagamit ba ang industriya ng aerospace at militar ng mas mataas na kalidad na carbon kaysa sa ginagamit sa mga bisikleta?
JC: Ang materyal na ginagamit ng mga industriya ng aerospace at pagtatanggol ay halos magkapareho sa materyal na ginagamit ng mga industriya ng libangan. Ang karaniwang nawawala ay ang sertipikasyon at pati na rin ang pagpapatunay ng paggawa. Gumagamit kami ng maraming iba't ibang mga hibla, ang ilan sa mga ito ay kapareho ng mga ginagamit para sa mga layunin ng militar at aerospace sa top-end. M60J, halimbawa, ay isang ultra high-modulus Toray fiber. Sa huling pagkakataon na tumingin ako, ito ay nasa hilaga na $900 bawat kilo [approx £1, 270 per kilo]. Ang ilan sa mga high at ultra-high na modulus na materyales na ito ay inuri bilang mga strategic na materyales, at nangangahulugan iyon na available lang ang mga ito sa ilang partikular na bansa ng NATO dahil maaari kang gumawa ng mga armas mula sa kanila. Halos lahat ng fibers ang ginagamit namin, Toray man, Mitsubishi, Hexcel, Cytec. Pangalanan mo, ginagamit namin ito.
Cyc: Ano ang espesyal sa paraan ng paggawa ng Trek ng mga bagay?
JC: Isa sa mga pangunahing bagay ay kung paano natin mali-proof ang proseso. Anumang oras na ilagay mo ang isang tao sa halo ay may posibilidad na magkamali. Ang lahat ng aming produkto sa nakalipas na lima o anim na taon ay dumaan sa aming validation lab, na isang uri ng kunwaring pabrika. Dinadala namin ang aming mga espesyalista sa dokumentasyon na nagsasabi sa aming mga operator kung ano ang kanilang gagawin. Dinadala namin ang mga operator na iyon sa validation lab at sinasanay namin sila para magkaroon kami ng tuluy-tuloy na transition. Sinusubukan naming bumuo ng mga bagay sa isang paraan na mahusay na lumipat sa produksyon. Dahil kapag kinuha mo ang mga bagay mula sa kapaligiran ng lab at sa produksyon ay palaging may maliliit na aberya – mga bagay na hindi mo naisip.
Cyc: Paano mo isasaalang-alang ang mga hinihingi ng disenyo at pagsasaliksik sa United States habang ginagawa ang iyong produksyon sa Malayong Silangan?
JC: Ang sa tingin ko ay talagang susi ay ang mga natutunan dito ay ipinapalaganap sa ating mga kasosyo sa Asya. Isa sa mga bagay na sa tingin ko ay nagtatakda sa amin bukod ay ang katotohanan na kami ay malalim na naka-embed sa pagmamanupaktura. Binubuo namin ang lahat ng top-end na Project One bike sa Wisconsin, at alam namin na mahal ang pabrika, ngunit kung hindi namin ito gagawin dito mawawala namin ang direktang koneksyon sa pagbuo ng produkto. Maaari kaming magdisenyo ng magandang frame at ipadala ito sa isang tao ngunit wala kaming ideya kung ang aming idinisenyo ay nabubuo at kung ito ay nabubuo sa isang mahusay, natatanging paraan.
Cyc: Paano nakakaimpluwensya ang pinagsama-samang katangian ng carbon fiber sa disenyo ng frame?
JC: Mayroong uri ng teoryang ‘itim na aluminyo’ kung saan itinuturing ng mga designer ang carbon na parang ito ay isang regular na isotropic na metal. Kaya, ang ilan sa FEA [Finite Element Analysis] na ginamit sa disenyo ng bike ay ginagawa sa pamamagitan ng pag-input ng aluminum bilang materyal at pagdidisenyo ng mga tubo sa epekto ng ilang kapal ng pader. Hindi iyon totoong composite FEA. Mabuti iyon para sa pagkuha ng isang katanggap-tanggap na produkto, ngunit kung gusto nating i-dial ang uri ng pagganap ng biyahe na hinahabol natin sa tuktok, kailangan nating gawin ang mga bagay nang maayos. Sa aming disenyo makikita mo ang bilang ng mga plies at kung saan namin inilagay ang mga ito, at lahat ng iyon ay hinihimok ng aming pagsusuri.
Cyc: Paano nakaapekto ang trend para sa pinahusay na aerodynamics sa paraan ng iyong diskarte sa disenyo?
JC: Nagdulot talaga ng dilemma sa amin ang aerodynamics. Ang mga hugis ng aero tube ay malamang na nangangailangan ng mas malalaking lugar sa ibabaw, at sa tuwing magdaragdag ka ng higit pang lugar sa ibabaw sa anumang bahagi mayroong mas maraming timbang, tama ba? Isa pa, ito ay masyadong malupit sa rider dahil ito ay isang matangkad na seksyon, o ito ay masyadong makitid na ang bike ay nasa buong lugar [dahil sa lateral flex]. Doon talaga pumapasok ang aming pagsusuri. Una sa lahat, sinusuri namin ang hugis mula sa isang aerodynamic na pananaw, at pagkatapos ay kapag nalaman namin na mayroon kaming isang tiyak na aerodynamic na hugis, pagkatapos ay sisimulan namin itong isaksak sa FEA. Kung ang dalawang iyon ay hindi maglalaro nang magkasama, kailangan nating magdagdag ng materyal upang matugunan ang aerodynamics, ngunit pagkatapos ay magiging masyadong mabigat ang bike - hindi iyon magiging katanggap-tanggap. Kaya patuloy kaming nagsasama-sama sa pinakamahusay na solusyon.
Cyc: Ang mga carbon fiber bike ay kalahating carbon fiber at kalahating resin. Gaano kahalaga ang dagta?
JC: Sobrang. Hindi kami masyadong nag-uusap tungkol dito, ngunit patuloy kaming nagtatrabaho sa iba't ibang mga resin. Ito ay isang pinagsama-samang materyal - ang carbon fiber ang gumagana at ang epoxy resin ay humahawak sa mga hibla sa posisyon. Kaya't kung hindi ginagawa ng dagta ang trabaho nito na hawak ang mga hibla sa posisyon, hindi ka makakakuha ng anumang tunay na pagganap mula sa mga hibla. Nakabuo kami ng mas malakas na relasyon sa [producer ng carbon fiber] na Hexcel dahil mayroon itong malawak na hanay ng mga resin na may kakaiba at espesyal na katangian. Ang problema ay lalong nagpapakumplikado sa isang kumplikadong konsepto. Napakaraming jargon na lumulutang sa paligid - ito ba ay isang T700 o isang T800 o isang IM7 o isang IM8, ano ang moduli, lakas at pagpahaba? Ito ay sapat na nakalilito nang hindi nakapasok sa mga resin.
Cyc: Minsan may masamang reputasyon ang Carbon sa pagkakaroon ng limitadong buhay. Totoo ba ito?
JC: Mukhang nag-aalala ang mga tao tungkol sa carbon fiber dahil hindi ito kilala. Ang mga tao ay lumaki sa bakal at aluminyo. Ang bawat materyal ay may nakakapagod na buhay. Kumuha ng bakal na paperclip at ibaluktot ito ng isang daang beses na baka masira ito. Gawin din ang aluminyo, at malamang na masira ito sa kalahati ng oras dahil ang aluminyo ay hindi kasing ganda ng pagkapagod ng bakal. Ang mga composite, sa pangkalahatan, ay may walang katapusang nakakapagod na buhay. Ngunit depende iyon sa paggamit ng carbon fiber, paggamit ng resin at kung gaano ito naproseso. Sa madaling salita, marami bang voids sa laminate? Dahil ang mga voids ay papatayin ang isang composite nang napakabilis. Iyon ay karaniwan taon na ang nakalipas, ngunit hindi na. Ito, muli, ay kung saan ang kumpletong kontrol ng mga materyales, proseso at engineering ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Kung kontrolado mo ang lahat ng iyon, tiyak na masasabi naming ang isang bisikleta na binibili mo ngayon, maaari kang sumakay para sa iyong buhay, at hindi ito magpapababa sa habambuhay na iyon.
Cyc: Ikaw ba ay naghahanap ng bago at hindi pangkaraniwang mga materyales?
JC: Palagi kaming naghahanap ng mga bagong materyal na anyo. Ang Graphene ay isa sa mga iyon, ngunit ito ay ginagawa pa rin. May mga tagagawa ng nano-graphene platelets, kaya maaari mo na itong makuha, ngunit ito ay napakamahal. Ang pinakamalaking bagay para sa amin ay maliban kung nakikita namin ang pakinabang sa composite, hindi kami ganap na naibenta. Kung maiisip natin ang ilang paraan ng pagkuha ng graphene o carbon fiber nanotubes para gawin ang mahabang string tulad ng mayroon tayo para sa kasalukuyang carbon fiber, naku, ang tigas, ang lakas, ang bigat ay hindi kapani-paniwala.
Trek.com
