Dengan pengetahuan mendalam tentang gentian karbon, jurutera komposit kanan Trek telah memainkan peranan besar dalam menjadikan basikal seperti sekarang
Penunggang Basikal: Bagaimana anda bermula di Trek?
Jim Colegrove: Pada tahun 1990 Trek ingin membina bahagian komposit secara dalaman selepas permulaan buruk menggunakan syarikat berasingan untuk membina bingkai 5000. Itu adalah yang dibuat dalam satu bahagian pada tahun 1988 dan 1989. Kegagalan yang teruk - kami mendapat hampir semua orang kembali. Orang penting menyedari gentian karbon adalah masa depan, dan saya telah diupah untuk membantu membawa pembuatan ke dalam kemudahan ini. Saya berasal dari firma kejuruteraan kecil di S alt Lake City yang bekerja dengan pelanggan aeroangkasa - Boeing, Lockheed, Northrop, syarikat jenis itu. Jackson Street adalah tempat Trek bermula, yang merupakan bangsal merah di pusat bandar Waterloo [Wisconsin]. Trek mula memateri bingkai di sana pada tahun 1976. Kini ia menempatkan kemudahan pemesinan alat CNC untuk memotong semua acuan yang kami gunakan untuk membuat bahagian kami.
Cyc: Adakah industri aeroangkasa dan ketenteraan menggunakan karbon berkualiti tinggi daripada yang digunakan dalam basikal?
JC: Bahan yang digunakan oleh industri aeroangkasa dan pertahanan adalah hampir sama dengan bahan yang digunakan oleh industri rekreasi. Apa yang biasanya tiada ialah pensijilan dan juga pengesahan pembuatan. Kami menggunakan banyak gentian berbeza, sesetengah daripadanya adalah sama seperti yang digunakan untuk tujuan ketenteraan dan aeroangkasa kelas atas. M60J, sebagai contoh, ialah gentian Toray modulus ultra tinggi. Kali terakhir saya melihat, ia adalah kira-kira $900 sepaun [lebih kurang £1, 270 sekilo]. Beberapa bahan modulus tinggi dan ultra tinggi ini diklasifikasikan sebagai bahan strategik, dan ini bermakna ia hanya tersedia di negara NATO tertentu kerana anda boleh membuat senjata daripadanya. Kami menggunakan hampir semua gentian di luar sana, sama ada Toray, Mitsubishi, Hexcel, Cytec. Anda namakannya, kami menggunakannya.
Cyc: Apakah yang istimewa tentang cara Trek melakukan sesuatu?
JC: Salah satu perkara utama ialah cara kita membuktikan kesilapan proses. Bila-bila masa anda memasukkan manusia ke dalam campuran terdapat kemungkinan untuk melakukan kesilapan. Semua produk kami dalam tempoh lima atau enam tahun yang lalu telah melalui makmal pengesahan kami, yang merupakan sejenis kilang olok-olok. Kami membawa masuk pakar dokumentasi kami yang memberitahu operator kami perkara yang akan mereka lakukan. Kami membawa pengendali tersebut ke dalam makmal pengesahan dan melatih mereka supaya kami mempunyai peralihan yang lancar. Kami cuba membangunkan perkara dengan cara yang akan beralih dengan baik kepada pengeluaran. Kerana apabila anda mengeluarkan sesuatu daripada persekitaran makmal dan ke dalam pengeluaran sentiasa terdapat gangguan kecil – perkara yang anda tidak fikirkan.
Cyc: Bagaimanakah anda menyesuaikan permintaan reka bentuk dan penyelidikan di Amerika Syarikat sambil melakukan banyak pengeluaran anda di Timur Jauh?
JC: Apa yang saya fikir adalah penting ialah apa yang dipelajari di sini disebarkan kepada rakan kongsi Asia kami. Salah satu perkara yang saya rasa membezakan kami adalah hakikat bahawa kami sangat tertanam dalam pembuatan. Kami membina semua basikal Project One kelas atas di Wisconsin, dan kami tahu kilang itu mahal, tetapi jika kami tidak melakukannya di sini, kami kehilangan sambungan langsung untuk membina produk. Kami boleh mereka bentuk bingkai yang cantik dan menghantarnya kepada seseorang tetapi kami tidak tahu sama ada apa yang kami reka boleh dibina dan jika ia boleh dibina dengan cara yang baik dan unik.
Cyc: Bagaimanakah sifat komposit gentian karbon mempengaruhi reka bentuk bingkai?
JC: Terdapat semacam teori ‘aluminium hitam’ di mana pereka memperlakukan karbon seolah-olah ia adalah logam isotropik biasa. Jadi, sebahagian daripada FEA [Analisis Elemen Terhad] yang digunakan dalam reka bentuk basikal dilakukan dengan memasukkan aluminium sebagai bahan dan mereka bentuk tiub semata-mata pada kesan ketebalan dinding tertentu. Itu bukan FEA komposit yang benar. Tidak mengapa untuk mendapatkan produk yang boleh diterima, tetapi jika kita ingin mendail dalam jenis prestasi tunggangan yang kita kejar di bahagian atas, kita perlu melakukan perkara dengan betul. Dalam reka bentuk kami, anda boleh melihat bilangan lapisan dan tempat kami meletakkannya, dan semua itu didorong oleh analisis kami.
Cyc: Bagaimanakah trend untuk aerodinamik yang dipertingkatkan mempengaruhi cara anda mendekati reka bentuk?
JC: Aerodinamik benar-benar menyebabkan dilema kepada kami. Bentuk tiub aero cenderung memerlukan kawasan permukaan yang lebih besar, dan apabila anda menambah lebih banyak luas permukaan pada mana-mana bahagian, terdapat lebih banyak berat, bukan? Selain itu, sama ada ia sangat kasar kepada penunggang kerana ia adalah bahagian yang tinggi, atau ia sangat sempit sehingga basikal berada di mana-mana [kerana lenturan sisi]. Di situlah analisis kami benar-benar memainkan peranan. Pertama sekali kita menganalisis bentuk dari sudut aerodinamik, dan kemudian setelah kita tahu bahawa kita mempunyai bentuk aerodinamik tertentu, maka kita mula memasukkannya ke dalam FEA. Jika kedua-dua mereka tidak akan bermain bersama maka kami perlu menambah bahan untuk memenuhi aerodinamik, tetapi kemudian basikal akan menjadi terlalu berat - itu tidak akan diterima. Jadi kami sentiasa menumpu pada penyelesaian terbaik.
Cyc: Basikal gentian karbon ialah separuh gentian karbon dan separuh resin. Sejauh manakah resin itu penting?
JC: Sangat. Kami tidak banyak bercakap mengenainya, tetapi kami sentiasa bekerja dengan resin yang berbeza. Ia adalah bahan komposit - gentian karbon melakukan kerja dan resin epoksi memegang gentian dalam kedudukannya. Jadi jika resin tidak melakukan tugasnya memegang gentian pada kedudukannya, anda tidak akan mendapat sebarang prestasi sebenar daripada gentian itu. Kami membentuk hubungan yang lebih kukuh dengan [pengeluar gentian karbon] Hexcel kerana ia mempunyai pelbagai jenis resin yang mempunyai sifat unik dan istimewa. Masalahnya ia merumitkan lagi konsep yang sudah rumit. Terdapat begitu banyak jargon yang terapung - adakah ia T700 atau T800 atau IM7 atau IM8, apakah modul, kekuatan dan pemanjangannya? Ia cukup mengelirukan tanpa masuk ke dalam resin.
Cyc: Karbon kadangkala mempunyai reputasi buruk kerana mempunyai kehidupan yang terhad. Adakah ini benar?
JC: Orang ramai kelihatan bimbang tentang gentian karbon kerana ia tidak diketahui. Orang ramai telah membesar dengan keluli dan aluminium. Setiap bahan mempunyai kehidupan keletihan. Ambil klip kertas keluli dan bengkokkannya seratus kali ia mungkin akan pecah. Lakukan perkara yang sama dengan aluminium, dan ia mungkin akan pecah separuh masa kerana aluminium tidak sebaik dalam keletihan seperti keluli. Komposit, secara amnya, mempunyai hayat keletihan yang tidak terhingga. Tetapi itu bergantung kepada penggunaan gentian karbon, penggunaan resin dan sejauh mana ia diproses. Dalam erti kata lain, adakah terdapat banyak lompang dalam lamina? Kerana lompang akan membunuh komposit dengan cepat. Itu adalah perkara biasa tahun lalu, tetapi tidak lagi. Di sini, sekali lagi, kawalan sepenuhnya bahan, proses dan kejuruteraan memainkan peranan penting. Jika anda mengawal semua itu, kami secara pasti boleh mengatakan bahawa basikal yang anda beli hari ini, anda boleh menunggang seumur hidup anda, dan ia tidak akan merosot sepanjang hayat itu.
Cyc: Adakah anda sedang memburu bahan baharu dan luar biasa?
JC: Kami sentiasa mencari bentuk material baharu. Graphene adalah salah satu daripadanya, tetapi ia masih dibangunkan. Terdapat pengeluar platelet nano-graphene, jadi anda sudah boleh mendapatkannya, tetapi ia sangat mahal. Perkara terbesar bagi kami ialah melainkan kami dapat melihat manfaat dalam komposit, kami tidak dijual sepenuhnya. Jika kita boleh memikirkan beberapa cara untuk mendapatkan graphene atau tiub nano gentian karbon untuk mencipta rentetan panjang seperti yang kita ada untuk gentian karbon semasa, ya ampun, kekakuan, kekuatan, beratnya pasti sukar dipercayai.
Trek.com
