UNDER LAKKEN

 Bli med innom en tur i Treks hovedkvarter i Waterloo, USA, der de utvikler og produserer verden beste karbonsykler.

Carbon_Tech_marquee_1920

 

Har du noen gang sett på sykkelen din og lurt på hva som skjuler seg under lakken? En gang i tiden var det et enkelt klistremerke på rammen som viste herkomsten til rammerørene byggeren hadde brukt. Det var kanskje Reynolds eller Columbus, og lakken skjulte hvor mange arbeidstimer som lå bak.

Man skulle kanskje ikke tro det, men dagens karbonfibersykler fra Trek deler dette med skjult håndverk med sine forgjengere i stål. Syklene blir til via datadesign, de vurderes fluiddynamisk og med finitt elementanalyse, og de endelige formene oppleves som sømløst satt sammen av maskiner.

Produksjonsprosessen for karbonsykler ved Treks hovedkvarter i Waterloo har endret seg i årenes løp, fra aluminiumsmuffer i 1988 til liming av ferdige karbonrør til en prosess som fra grunnen av kombinerer en rekke former med en rekke karbonmaterialer for å skape et fullstendig justerbart og mesterlig konstruert sluttprodukt.

Men til tross for luftfartsteknologien bygges faktisk syklene av flatt karbonfiberstoff, og fullstendig for hånd. Ingen tredjeparts rør- eller muffeprodusent er involvert her, og paradoksalt nok er syklene som bygges hos Trek nå mer håndbygde enn de noen gang har vært.

 

Carbon_Tech_Mold_1080

 

Det er ikke snakk om bare å trykke karbon ned i en geléform sammen med epoksyharpiks, selv om prosessen begynner med former. Treks former spesialkonstrueres av et teknikerteam som ledes av Jay Thrane. Lokalet der formene lages er den opprinnelige røde Trek-låven i Waterloo, stedet der Dick Burke og Bevil Hogg stiftet selskapet sitt, og stedet der tusenvis av stålsykler ble laget på 70-tallet. Nå lages det i denne gamle låven former som bidrar til produksjonen av tusenvis av karbonrammer. Hver av disse formene lages av et solid stykke aluminium eller stål, avhengig av hva de skal brukes til, og riktig form freses ut. Så blir det straks mer vrient. Etter hvert som rammer blir mer og mer kompliserte, skjer det samme med formene. I begynnelsen produserte formfabrikken fem former i uken. Nå, til tross for at de har flere maskiner som går døgnet rundt, produserer de bare én eller to i uken. Så komplekse er disse nye rammene.

Alle deler av formen som skal i kontakt med karbon må pusses for hånd og poleres blanke som et speil. Formene blir så plettert (av hensyn til slitestyrke) og utstyrt med hengsler, fjærer og annen jernvare. Erfarne teknikere som Bill Frix, som tidligere har jobbet med sveising og karbonfiberlegging hos Trek, bruker drøyt en halv dag på å forberede én form. Hver rammestørrelse behøver opptil seks delformer som til sammen blir et helt rammesett. Alle delene på disse kompliserte formene må passe perfekt sammen, og de forhåndsutformede innleggene (deler som skal bidra til oppbygningen på innsiden) må kunne gli på plass uten at det går utover formens evne til å lukkes, for feil kommer tydelig frem under støpeprosessen, som Jay sier. Med varme og fuktighet blir epoksydelen av karbonet til væske, så hvis det er ørsmå sprekker i formen, får du noe i dem. Epoksy blir med andre ord som kaffe når du skrur opp varmen. Så formene må være perfekte i utgangspunktet.

 

 

Så snart formene er sendt et par kilometer vestover til karbonlaben, kan det magiske svarte materialet klippes til og velges ut. Ser man bort fra de tekniske aspektene, har byggingen av en karbonramme mye til felles med kjolesøm. Faktisk kan det hevdes at prosessen har mer til felles med skredderyrket enn med tradisjonell bygging av stålrammer med rør og muffer.

Komposittproduksjonstekniker Jim Colegrove forklarer: «Vi har veldig avansert programvare. Først bruker vi CAD og utformer rammen i 3D. Jeg kan dele den opp i bestemte regioner, og brette dem ut til et perfekt mønster som jeg så kan plassere i formen, og som jeg vet passer perfekt inn i den. Vi kaller dette mønsteret en flat 'preform', som så skjæres ut på CNC-bordet vårt.»

Preformer er avgjørende for å bygge opp styrke der det trengs og spare vekt andre steder når teknikerne velger ut det riktige materialet til hver form og det den skal brukes til. Karbonspesialisten Hexcel produserer alt karbonmaterialet som Trek bruker i Waterloo, og har gjort det i snart 25 år. Det lages i USA, nærmere bestemt i Salt Lake City i Utah, og leveres med standard e-modul (stivhet), middels e-modul, høy e-modul og ekstra høy e-modul. Det kan være vevd tøy, eller enretningsfibre, avhengig av bruksområde.

Tidligere luftfartsingeniør Jim forklarer deres respektive egenskaper.

«Vi bruker tøy – det vanlige, rutete karbonstoffet – på bestemte områder som utsettes for høy belastning og støt, fordi tøy har en unik egenskap. Tenk på det som revnesikker nylon; det tåler mer juling. Det former seg også lettere etter ørsmå detaljer. Enretningsfibre er, naturlig nok, fibre som kun ligger i én retning. De er fleksible også, på fibernivå, men de er vanskeligere å få til mer komplekse former med. Hvert materiale har sine styrker og svakheter, og det skal erfaring og ingeniørvitenskap til for å konstruere det som skal konstrueres på en optimal måte.

HexMC er for eksempel et unikt materiale med kortere, kappede fibre. Disse er fordelt på en tilnærmet tilfeldig måte som simulerer en bevisst fiberlegging. Dette gjør at vi lett kan lage komplekse former med det, siden det ikke har lange, sammenhengende fibre. Men det har ikke helt den samme styrken eller stivheten som enretningsfibre og tøy har. Se på krankhuset som motstykke. Det utsettes for mye vridning og bøying, på grunn av belastningen via styrerøret og belastningen som rytteren medfører, så det må være både stivt og solid. Derfor legger vi noen ekstra remser med materiale med høy eller svært høy e-modul på slike steder.»

 

Carbon_Tech_Frames_1920

Når man ser på en karbonramme er det fort gjort å tro at den lages som et modellfly i plast, men det er kompliserte saker. Bak en Madone-ramme ligger det om lag 180 preformer, altså enkeltstykker av karbonstoff, som kan legges tykkere for å øke styrken der det trengs. Utforsykkelen Session har 238 preformer, og hver av dem består av mellom to og tolv lag karbonmateriale (enten enretningsfibre, tøy eller HexMC). Det blir kompliserte utskjæringslister av slikt. Karbon er et fantastisk materiale, men det må ingeniørvitenskap til for at det skal bli bra. Mangler man ekspertisen, ender man opp med konstruksjoner som enten er tunge eller svake.

Som om ikke det var komplekst nok, så blir preformene gjerne større i takt med rammestørrelsen, og de kan trenge ekstra materiale for å veie opp for den ekstra belastningen større ryttere gir. Men selv ikke de mest oppfetede delene av en ramme har en veggtykkelse på mer enn 1,5 mm.

De vaskeekte håndverkerne ved Treks karbonprototypanlegg er Kelly Stone og Sue Moe, som til sammen har 46 års erfaring med karbonfiberstøping.

 

Materialet er som en karamellplate, i den forstand at det er klebrig og bøyelig, og blir mykere når det varmes opp. Kelly forklarer at hun bare trenger å ta på materialet med sine erfarne hender for å vite om det egner seg.

«Man kjenner fort forskjell på de ulike materialtypene og hva som ikke duger, og om det er nok harpiks eller for mye. Teknikerne forteller oss alltid hvordan fibrene skal legges og ingrediensene i hver test, men etter evaluering kan vi gjøre justeringer her og der og så teste dem.»

Kelly og Sue kjenner prosessen inn og ut: nedkjølingstider, ideelle temperaturer, hvor langt materialet lar seg presse. De kan gi erfaren tilbakemelding til Jim og teknikerne hans om hva som fungerer og ikke under fiberlegging. Det er mye av dette som ikke bare er vitenskap – erfaring er viktig hos Trek. De har produsert og testet så mange rammer at de har et enormt forsprang innen rammeutvikling, mengder med data.

 

Carbon_Tech_Carbon_Room_1080

 

«Mr. Plaid», som Jim kalles, smører en form med antiklebemiddel og plasserer en preform nedi. Han forklarer de neste trinnene for oss. Avhengig av formen det skal ha legger man oppi blærer, og alt sammen lukkes og plasseres i pressene. Disse klemmer bokstavelig talt sammen fibrene og gjør at materialet får riktig form, samtidig som overflødig harpiks fjernes.

Rammen til den nye Session-utforsykkelen har 40 preformer bare i vippeleddet. På samme måte som en kjolemaker kan bruke et skråsnitt på stoffet for å få til akkurat riktig passform eller tekstur, legges karbonet i formen på en slik måte at man får det sterkeste (og letteste) resultatet. Bare det å legge fiber til én enkelt del som en svingarm tar om lag ti minutter, så å påstå at formprodusert karbon er raskere og enklere enn å frese ut en aluminiumsdel er langt fra riktig. Når alle delene er renset og lagt til avkjøling, kan neste del av prosessen begynne.

I tilfellet Madone er det overraskende fort gjort å sette sammen alle delene til en landeveisramme. Epoksylim brukes for å føye sammen de enkelte stagene, krankhuset og den fremre trekanten, ved hjelp av Treks Step Joint-design, som skaper sammenføyninger med samme tykkelse som det tilstøtende røret, slik at sammenføyningen ikke legger til vekt eller påvirker sykkelens egenskaper.

Så blir hele sulamitten satt i et stativ og kjørt av gårde for å stekes i en ovn. Etterpå kan rammen inspiseres og sendes videre til neste behandling: finish og lakk – der håndverket og teknologien skjules, for et marked som krever mer for mindre, som Jim forklarer.

«Jeg blir ofte spurt: 'Hvorfor bygger Trek fortsatt rammer her når hele bransjen har flagget ut, inkludert, skal vi være ærlige, en god prosentandel av Treks egen rammeproduksjon?' Hvorfor har vi fortsatt denne fabrikken? Svaret mitt er alltid det samme. Du kan ikke bygge produkter som er annerledes, bedre produkter, når du ikke forstår vitenskapen bak. Og den eneste måten man kan forstå hvordan rammer og karbonkonstruksjoner fungerer på, er å bygge dem selv. Når teknikerne våre freser ut former, legger karbon og ser konstruksjonene ta form, er dette helt avgjørende for å føre designen videre. Det er veldig dyrt å bygge ting her på denne fabrikken, men produktene blir bedre av det. Alle produktene våre er bedre, for vi vet hvordan ting bør bygges, hvordan de kan bygges. Dette skyldes at vi gjør det selv. Vi kan ikke vente på at noen andre skal ta initiativ og vise oss hvordan det skal gjøres. Vi leder an. Det har vært Treks måte å gjøre ting på siden vi begynte her i 1990, og det er grunnen til at jeg går på jobb.»

 

 

Trek-logo-100x100

 

DEL DETTE