Ar dziļām zināšanām par oglekļa šķiedru Trek vecākajam kompozītmateriālu inženierim ir bijusi liela nozīme, veidojot velosipēdus tādus, kādi tie ir šodien
Velosipēdists: kā jūs sākāt startēt Trek?
Jim Colegrove: 1990. gadā Trek vēlējās būvēt kompozītmateriālu detaļas pēc katastrofāla sākuma, izmantojot atsevišķu uzņēmumu, lai izveidotu 5000 rāmi. Tas bija vienā gabalā 1988. un 1989. gadā. Šausmīga neveiksme – mēs gandrīz katru atguvām. Galvenie cilvēki saprata, ka oglekļa šķiedra ir nākotne, un es tiku nolīgts, lai palīdzētu ieviest ražošanu šajā rūpnīcā. Es nācu no neliela inženieru firmas Soltleiksitijā, kas strādāja ar kosmosa klientiem - Boeing, Lockheed, Northrop, tādiem uzņēmumiem. Džeksona iela bija vieta, kur sākās Trek, kas bija sarkans šķūnis Vaterlo [Viskonsinas] centrā. Trek tur sāka lodēt rāmjus 1976. gadā. Tagad tajā atrodas CNC instrumentu apstrādes iekārta, lai grieztu visas veidnes, ko izmantojam savu detaļu izgatavošanai.
Cikums: vai kosmosa un militārā rūpniecība izmanto daudz augstākas kvalitātes oglekli nekā velosipēdos?
JC: Materiāls, ko izmanto kosmosa un aizsardzības rūpniecība, ir gandrīz identisks materiāliem, ko izmanto atpūtas industrijas. Parasti trūkst sertifikācijas un arī ražošanas pārbaudes. Mēs izmantojam daudz dažādu šķiedru, no kuriem daži ir tādi paši kā tie, ko izmanto augstākās klases militāriem un kosmosa mērķiem. Piemēram, M60J ir īpaši augsta moduļa Toray šķiedra. Pēdējo reizi, kad skatījos, tas bija kaut kas uz ziemeļiem no 900 USD par mārciņu [apmēram 1 270 £ par kilogramu]. Daži no šiem augsta un īpaši augsta moduļa materiāliem ir klasificēti kā stratēģiski materiāli, un tas nozīmē, ka tie ir pieejami tikai noteiktās NATO valstīs, jo no tiem var izgatavot ieročus. Mēs izmantojam gandrīz visas šķiedras, neatkarīgi no tā, vai tās ir Toray, Mitsubishi, Hexcel, Cytec. Jūs to nosaucat, mēs to izmantojam.
Cyc: kas ir īpašs Trek darbībā?
JC: Viena no galvenajām lietām ir tas, kā mēs procesā novēršam kļūdas. Ikreiz, kad maisījumā ievietojat cilvēku, pastāv kļūdu iespējamība. Visi mūsu produkti pēdējo piecu vai sešu gadu laikā ir izgājuši caur mūsu validācijas laboratoriju, kas ir sava veida viltus rūpnīca. Mēs piesaistām savus dokumentācijas speciālistus, kuri stāsta mūsu operatoriem, ko viņi gatavojas darīt. Mēs ievedam šos operatorus validācijas laboratorijā un apmācām viņus, lai nodrošinātu netraucētu pāreju. Mēs cenšamies attīstīt lietas tā, lai tās labi pārietu uz ražošanu. Jo, kad jūs izņemat lietas no laboratorijas vides un sākat ražošanu, vienmēr rodas nelielas kļūmes - lietas, par kurām jūs nedomājāt.
Cyc: kā jūs žonglējat ar dizaina un pētniecības prasībām Amerikas Savienotajās Valstīs, vienlaikus veicot lielu daļu savas produkcijas Tālajos Austrumos?
JC: Manuprāt, galvenais ir tas, ka šeit apgūtais tiek izplatīts mūsu Āzijas partneriem. Viena no lietām, kas, manuprāt, mūs atšķir, ir fakts, ka mēs esam cieši saistīti ar ražošanu. Mēs izgatavojam visus augstākās klases Project One velosipēdus Viskonsīnā, un mēs zinām, ka rūpnīca ir dārga, taču, ja mēs to nedarām šeit, mēs zaudējam tiešo savienojumu ar produkta izveidi. Mēs varam izstrādāt skaistu rāmi un nosūtīt to kādam, taču mums nav ne jausmas, vai mūsu izstrādātais ir uzbūvējams un vai tas ir uzbūvējams labā un unikālā veidā.
Cyc: kā oglekļa šķiedras kompozītais raksturs ietekmē rāmja dizainu?
JC: pastāv sava veida “melnā alumīnija” teorija, kurā dizaineri izturas pret oglekli tā, it kā tas būtu pret parastu izotropu metālu. Tātad daļa no FEA [finite Element Analysis], ko izmanto velosipēdu projektēšanā, tiek veikta, ievadot alumīniju kā materiālu un projektējot caurules, pamatojoties tikai uz noteikta sienas biezuma ietekmi. Tā nav patiesa saliktā FEA. Tas ir labi, lai iegūtu pieņemamu produktu, taču, ja mēs vēlamies izvēlēties tādu braukšanas veiktspēju, kādu mēs cenšamies sasniegt augstākajā līmenī, mums ir jādara pareizi. Mūsu dizainā varat redzēt slāņu skaitu un vietu, kur tās esam novietojušas, un to visu nosaka mūsu analīze.
Cikums: kā tendence uzlabot aerodinamiku ir ietekmējusi jūsu pieeju dizainam?
JC: Aerodinamika mums patiešām ir radījusi dilemmu. Aerocaurules formām parasti ir nepieciešams lielāks virsmas laukums, un ikreiz, kad kādai daļai pievienojat lielāku virsmas laukumu, ir lielāks svars, vai ne? Turklāt vai nu tas ir tik skarbs braucējam, jo tas ir tik augsts posms, vai arī tas ir tik šaurs, ka velosipēds ir visur [sānu izliekuma dēļ]. Šeit mūsu analīze patiešām stājas spēkā. Vispirms mēs analizējam formu no aerodinamiskā viedokļa, un tad, kad mēs zinām, ka mums ir noteikta aerodinamiskā forma, mēs sākam to pievienot FEA. Ja šie divi nespēlēs kopā, mums ir jāpievieno materiāls, kas atbilst aerodinamikai, bet tad velosipēds būs pārāk smags – tas nebūs pieņemami. Tāpēc mēs pastāvīgi meklējam labāko risinājumu.
Cyc: Oglekļa šķiedras velosipēdi ir daļēji oglekļa šķiedras un puse sveķu. Cik svarīgi ir sveķi?
JC: Ļoti. Mēs par to daudz nerunājam, bet pastāvīgi strādājam ar dažādiem sveķiem. Tas ir kompozītmateriāls - oglekļa šķiedra veic darbu, un epoksīdsveķi notur šķiedras vietā. Tātad, ja sveķi neveic savu darbu, noturot šķiedras vietā, jūs neiegūsit nekādu reālu veiktspēju no šķiedrām. Mēs izveidojām ciešākas attiecības ar [oglekļa šķiedras ražotāju] Hexcel, jo tam ir plašs sveķu klāsts, kam ir unikālas un īpašas īpašības. Problēma ir tā, ka tas vēl vairāk sarežģī jau tā sarežģīto koncepciju. Apkārt klīst tik daudz žargonu - vai tas ir T700 vai T800, vai IM7 vai IM8, kāds ir modulis, izturība un pagarinājums? Tas ir pietiekami mulsinoši, neiekļūstot sveķos.
Cikums: ogleklim dažkārt ir slikta reputācija, jo tam ir ierobežots mūžs. Vai tā ir taisnība?
JC: Šķiet, ka cilvēki ir noraizējušies par oglekļa šķiedru, jo tā ir nezināma. Cilvēki ir uzauguši ar tēraudu un alumīniju. Katram materiālam ir noguruma mūžs. Paņemiet tērauda saspraudi un salieciet to simts reizes, tas, iespējams, salūzīs. Dariet to pašu ar alumīniju, un tas, iespējams, salūzīs uz pusi mazāk laika, jo alumīnijs nav tik labi nogurdināms kā tērauds. Kopumā kompozītmateriāliem ir bezgalīgs noguruma kalpošanas laiks. Bet tas ir atkarīgs no oglekļa šķiedras izmantošanas, sveķu lietojuma un no tā, cik labi tie tika apstrādāti. Citiem vārdiem sakot, vai laminātā ir daudz tukšumu? Jo tukšumi ļoti ātri nogalinās kompozītmateriālu. Tas bija ierasts pirms gadiem, bet vairs ne. Šeit atkal svarīga loma ir pilnīgai materiālu, procesu un inženierijas kontrolei. Ja jūs pārņemat kontroli pār to visu, mēs noteikti varam teikt, ka ar velosipēdu, ko iegādājaties šodien, jūs varat braukt visu mūžu, un tā mūža laikā tas nepasliktināsies.
Cyc: vai meklējat jaunus un neparastus materiālus?
JC: Mēs vienmēr meklējam jaunas materiāla formas. Grafēns ir viens no tiem, taču tas joprojām tiek izstrādāts. Ir nano-grafēna trombocītu ražotāji, tāpēc jūs jau varat to iegūt, taču tas ir ļoti dārgi. Mums vissvarīgākais ir tas, ka mēs neesam pilnībā pārdoti, ja vien mēs neredzam ieguvumu no kompozīta. Ja mēs varētu izdomāt kādu veidu, kā iegūt grafēna vai oglekļa šķiedras nanocaurules, lai izveidotu tādas garas virknes, kādas mums ir pašreizējai oglekļa šķiedrai, ak, dievs, stīvums, izturība un svars būtu neticami.
Trek.com
