Amb un coneixement íntim de la fibra de carboni, l'enginyer sènior de materials compostos de Trek ha jugat un paper important en fer que les bicicletes siguin el que són avui
Ciclista: Com vas començar a Trek?
Jim Colegrove: El 1990, Trek va voler construir peces compostes a casa després d'un començament desastrós amb una empresa separada per construir el marc 5000. Va ser un fet d'una sola peça el 1988 i el 1989. Un fracàs terrible: pràcticament tots els vam recuperar. Les persones clau es van adonar que la fibra de carboni era el futur i em van contractar per ajudar a portar la fabricació a aquesta instal·lació. Venia d'una petita empresa d'enginyeria de S alt Lake City que treballava amb clients aeroespacials: Boeing, Lockheed, Northrop, aquest tipus d'empreses. Jackson Street va ser on va començar Trek, que era un graner vermell al centre de Waterloo [Wisconsin]. Trek va començar a soldar marcs allà l'any 1976. Ara acull la instal·lació de mecanitzat d'eines CNC per tallar tots els motlles que fem servir per fer les nostres peces.
Cyc: les indústries aeroespacial i militar utilitzen carboni de molta més qualitat que la que s'utilitza a les bicicletes?
JC: el material que utilitzen les indústries aeroespacial i de defensa és gairebé idèntic al material que utilitzen les indústries recreatives. El que generalment f alta és la certificació i també la verificació de la fabricació. Utilitzem moltes fibres diferents, algunes de les quals són les mateixes que les utilitzades per a finalitats militars i aeroespacials de gamma alta. M60J, per exemple, és una fibra Toray de mòdul ultra alt. L'última vegada que vaig mirar, era una cosa al voltant dels 900 dòlars la lliura [aproximadament 1.270 lliures per quilo]. Alguns d'aquests materials de mòdul alt i ultra alt es classifiquen com a materials estratègics, i això vol dir que només estan disponibles en determinats països de l'OTAN perquè es poden fabricar armes amb ells. Utilitzem gairebé totes les fibres que hi ha, ja sigui Toray, Mitsubishi, Hexcel, Cytec. Si ho dieu, l'estem utilitzant.
Cyc: Què té d'especial la manera com fa les coses de Trek?
JC: una de les coses clau és la manera com a prova d'errors el procés. Cada vegada que poseu un humà a la barreja hi ha la possibilitat d'error. Tots els nostres productes durant els últims cinc o sis anys han passat pel nostre laboratori de validació, que és una mena de fàbrica simulada. Portem els nostres especialistes en documentació que expliquen als nostres operadors què faran. Portem aquests operadors al laboratori de validació i els formem perquè tinguem una transició perfecta. Intentem desenvolupar coses d'una manera que faci una bona transició a la producció. Perquè quan treus coses d'un entorn de laboratori i les poses en producció, sempre hi ha petits errors, coses en les quals no t'havies pensat.
Cyc: Com feu malabars amb les demandes del disseny i la investigació als Estats Units mentre feu una gran part de la vostra producció a l'Extrem Orient?
JC: El que crec que és realment clau és que el que s'aprèn aquí es propagui als nostres socis asiàtics. Una de les coses que crec que ens distingeix és el fet que estem profundament integrats en la fabricació. Construïm totes les bicicletes Project One de gamma alta a Wisconsin i sabem que la fàbrica és cara, però si no ho fem aquí, perdem aquesta connexió directa amb la construcció del producte. Podem dissenyar un marc preciós i enviar-lo a algú, però no tindríem ni idea de si el que hem dissenyat es pot construir i si es pot construir d'una manera bona i única.
Cyc: Com influeix la naturalesa composta de la fibra de carboni en el disseny del quadre?
JC: Hi ha una mena de teoria de l'"alumini negre" on els dissenyadors tracten el carboni com si fos un metall isòtrop normal. Així, algunes de les FEA [anàlisi d'elements finits] utilitzades en el disseny de bicicletes es fan introduint alumini com a material i dissenyant els tubs exclusivament per l'efecte de cert gruix de paret. Això no és veritable FEA compost. Això està bé per aconseguir un producte acceptable, però si volem marcar el tipus de rendiment de viatge que estem perseguint a la part superior, hem de fer les coses correctament. Al nostre disseny podeu veure el nombre de capes i on les hem col·locat, i tot això es basa en la nostra anàlisi.
Cyc: Com ha afectat la tendència de millora de l'aerodinàmica en la manera d'abordar el disseny?
JC: L'aerodinàmica realment ens ha causat un dilema. Les formes dels tubs aerodinàmics solen requerir superfícies més grans, i cada vegada que afegiu més superfície a qualsevol part hi ha més pes, oi? A més, o és tan dur amb el pilot perquè és una secció tan alta, o és tan estreta que la bicicleta està per tot arreu [a causa de la flexió lateral]. Aquí és on realment entra en joc la nostra anàlisi. Primer de tot analitzem la forma des d'un punt de vista aerodinàmic i, després, una vegada sabem que tenim una forma aerodinàmica determinada, comencem a connectar-la a FEA. Si aquests dos no jugaran junts, haurem d'afegir material per satisfer l'aerodinàmica, però aleshores la bicicleta serà massa pesada, això no serà acceptable. Així que convergem constantment cap a la millor solució.
Cyc: les bicicletes de fibra de carboni són meitat fibra de carboni i meitat resina. Quina importància té la resina?
JC: Molt. No en parlem gaire, però treballem constantment amb diferents resines. És un material compost: la fibra de carboni fa la feina i la resina epoxi manté les fibres en posició. Per tant, si la resina no fa la seva feina mantenint les fibres en posició, no obtindreu cap rendiment real de les fibres. Hem format una relació més forta amb [el productor de fibra de carboni] Hexcel perquè té una àmplia gamma de resines que tenen propietats úniques i especials. El problema és que complica encara més un concepte ja complicat. Hi ha tanta argot flotant al voltant: és un T700 o un T800 o un IM7 o un IM8, quins són els mòduls, la força i l'allargament? És prou confús sense entrar en resines.
Cyc: el carboni de vegades té mala reputació per tenir una vida limitada. És cert?
JC: La gent sembla preocupada per la fibra de carboni perquè és una incògnita. La gent ha crescut amb l'acer i l'alumini. Cada material té una vida de fatiga. Agafeu un clip d'acer i doblegueu-lo cent vegades, probablement es trencarà. Feu el mateix amb l'alumini, i probablement es trencarà a la meitat del temps perquè l'alumini no és tan bo per a la fatiga com l'acer. Els compostos, en general, tenen una vida de fatiga infinita. Però això depèn de l'ús de la fibra de carboni, l'ús de la resina i de com es va processar. En altres paraules, hi ha molts buits al laminat? Perquè els buits mataran un compost molt ràpidament. Això era habitual fa anys, però ja no. Aquí, de nou, és on el control complet dels materials, el procés i l'enginyeria tenen un paper important. Si prens el control de tot això, podem dir definitivament que una bicicleta que compres avui, podràs conduir tota la teva vida i no es degradarà durant aquesta vida.
Cyc: esteu a la recerca de materials nous i extraordinaris?
JC: sempre busquem noves formes de material. El grafè és un d'aquests, però encara s'està desenvolupant. Hi ha fabricants de plaquetes de nanografè, així que ja el podeu aconseguir, però és molt car. El més important per a nos altres és que tret que puguem veure beneficis al compost, no estem venuts completament. Si aconseguim trobar alguna manera d'aconseguir nanotubs de grafè o fibra de carboni per crear les cordes llargues com les que tenim amb la fibra de carboni actual, Déu meu, la rigidesa, la força i el pes serien increïbles.
Trek.com
