ნახშირბადის ბოჭკოების ინტიმური ცოდნით, Trek-ის კომპოზიტების უფროსმა ინჟინერმა დიდი როლი ითამაშა ველოსიპედების შექმნაში, როგორიც ისინი არიან
ველოსიპედისტი: როგორ დაიწყეთ Trek-ში?
ჯიმ კოლეგროუვი: 1990 წელს Trek-ს სურდა კომპოზიტური ნაწილების სახლში აშენება მას შემდეგ, რაც კატასტროფული დაიწყო ცალკე კომპანიის გამოყენება 5000 ჩარჩოს შესაქმნელად. ეს იყო ერთი ცალი 1988 და 1989 წლებში. საშინელი მარცხი - ჩვენ თითქმის ყველა დავბრუნდით. საკვანძო ადამიანებმა გააცნობიერეს, რომ ნახშირბადის ბოჭკოვანი იყო მომავალი და მე დამიქირავეს, რათა დამეხმარა წარმოების ამ ობიექტში. მე მოვედი პატარა საინჟინრო ფირმიდან სოლტ ლეიკ სიტიში, რომელიც მუშაობდა საჰაერო კოსმოსურ კლიენტებთან - Boeing, Lockheed, Northrop, ასეთ კომპანიებთან.ჯექსონის ქუჩა იყო, სადაც დაიწყო მოგზაურობა, რომელიც იყო წითელი ბეღელი ვატერლოოს ცენტრში [ვისკონსინი]. Trek-მა დაიწყო ჩარჩოების შედუღება იქ 1976 წელს. ახლა მასში განთავსებულია CNC ხელსაწყოების დამუშავების მოწყობილობა, რათა დაჭრას ყველა ფორმა, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ ჩვენი ნაწილების დასამზადებლად.
Cyc: კოსმოსური და სამხედრო მრეწველობა იყენებს ბევრად უფრო მაღალი ხარისხის ნახშირბადს, ვიდრე გამოიყენება ველოსიპედებში?
JC: მასალა, რომელსაც იყენებენ კოსმოსური და თავდაცვის ინდუსტრიები, თითქმის იდენტურია იმ მასალისა, რომელსაც იყენებენ რეკრეაციული ინდუსტრიები. რაც ზოგადად აკლია არის სერტიფიცირება და ასევე წარმოების შემოწმება. ჩვენ ვიყენებთ უამრავ სხვადასხვა ბოჭკოებს, რომელთაგან ზოგიერთი იგივეა, რაც გამოიყენება უმაღლესი დონის სამხედრო და კოსმოსური მიზნებისთვის. M60J, მაგალითად, არის ულტრა მაღალი მოდულის Toray ბოჭკოვანი. ბოლო დროს, როცა ვუყურე, ეს იყო 900 დოლარი ფუნტი [დაახლოებით £ 1, 270 თითო კილოზე]. ამ მაღალი და ულტრა მაღალი მოდულის მასალებიდან ზოგიერთი კლასიფიცირებულია, როგორც სტრატეგიული მასალა და ეს ნიშნავს, რომ ისინი ხელმისაწვდომია მხოლოდ ნატოს ზოგიერთ ქვეყანაში, რადგან მათგან იარაღის დამზადება შეგიძლიათ.ჩვენ ვიყენებთ თითქმის ყველა ბოჭკოს, იქნება ეს Toray, Mitsubishi, Hexcel, Cytec. თქვენ დაასახელეთ, ჩვენ ვიყენებთ მას.
Cyc: რა არის განსაკუთრებული, თუ როგორ აკეთებს Trek რამეს?
JC: ერთ-ერთი მთავარი ისაა, თუ როგორ ვამოწმებთ პროცესს შეცდომებზე. ნებისმიერ დროს, როცა ადამიანს აერთიანებთ, არის შეცდომების შესაძლებლობა. ჩვენმა ყველა პროდუქტმა ბოლო ხუთი ან ექვსი წლის განმავლობაში გაიარა ჩვენი ვალიდაციის ლაბორატორია, რომელიც არის ერთგვარი იმიტირებული ქარხანა. ჩვენ მოყავთ ჩვენი დოკუმენტაციის სპეციალისტები, რომლებიც ეუბნებიან ჩვენს ოპერატორებს, თუ რას აპირებენ ისინი. ჩვენ შემოვიყვანთ ამ ოპერატორებს ვალიდაციის ლაბორატორიაში და ვავარჯიშებთ მათ, რათა გვქონდეს უწყვეტი გადასვლა. ჩვენ ვცდილობთ განვავითაროთ საგნები ისე, რომ კარგად გადავიდეს წარმოებაში. იმიტომ, რომ როდესაც ნივთებს იღებთ ლაბორატორიული გარემოდან და აწარმოებთ წარმოებაში, ყოველთვის არის მცირე ხარვეზები - ის, რაზეც არ გიფიქრიათ.
Cyc: როგორ ჯონგლირებთ დიზაინისა და კვლევის მოთხოვნებს შეერთებულ შტატებში, როდესაც აწარმოებთ დიდ პროდუქციას შორეულ აღმოსავლეთში?
JC: ჩემი აზრით, მართლაც მთავარია ის, რომ ის, რაც აქ ვისწავლეთ, ვრცელდება ჩვენს აზიელ პარტნიორებზე. ერთ-ერთი რამ, რაც ვგრძნობ, გამოგვარჩევს, არის ის, რომ ჩვენ ღრმად ვართ ჩართული წარმოებაში. ჩვენ ვაშენებთ ყველა მაღალი დონის Project One ველოსიპედს ვისკონსინში და ვიცით, რომ ქარხანა ძვირია, მაგრამ თუ ამას აქ არ გავაკეთებთ, ჩვენ დავკარგავთ პირდაპირ კავშირს პროდუქტის მშენებლობასთან. ჩვენ შეგვიძლია დავაპროექტოთ ლამაზი ჩარჩო და მივაწოდოთ ის ვინმეს, მაგრამ წარმოდგენაც არ გვქონდა, არის თუ არა ის, რაც ჩვენ დავაპროექტეთ, არის თუ არა აშენება და არის თუ არა მისი აშენება კარგი, უნიკალური გზით.
Cyc: როგორ მოქმედებს ნახშირბადის ბოჭკოების კომპოზიტური ბუნება ჩარჩოს დიზაინზე?
JC: არის ერთგვარი "შავი ალუმინის" თეორია, სადაც დიზაინერები ნახშირბადს ისე ექცევიან, თითქოს ის ჩვეულებრივ იზოტროპულ მეტალს იყოს. ასე რომ, ზოგიერთი FEA [სასრული ელემენტების ანალიზი], რომელიც გამოიყენება ველოსიპედის დიზაინში, კეთდება ალუმინის მასალად შეყვანით და მილების დაპროექტებით მხოლოდ კედლის გარკვეული სისქის ეფექტზე.ეს არ არის ჭეშმარიტი კომპოზიტური FEA. ეს კარგია მისაღები პროდუქტის მისაღებად, მაგრამ თუ გვსურს აკრიფოთ ტარების ის ტიპი, რომელსაც მაღლა ვატარებთ, საქმეები სწორად უნდა გავაკეთოთ. ჩვენს დიზაინში შეგიძლიათ იხილოთ ფენების რაოდენობა და სად დავაყენეთ ისინი და ეს ყველაფერი ჩვენი ანალიზით არის განპირობებული.
Cyc: როგორ იმოქმედა გაუმჯობესებული აეროდინამიკის ტენდენციამ დიზაინზე მიდგომაზე?
JC: აეროდინამიკამ მართლაც დილემა გამოიწვია ჩვენთვის. აერო მილის ფორმებს უფრო დიდი ზედაპირი სჭირდება და როცა ნებისმიერ ნაწილს მეტ ზედაპირს დაამატებთ, მეტი წონაა, არა? გარდა ამისა, ან ისეთი მკაცრია მხედრის მიმართ, რადგან ეს ისეთი მაღალი მონაკვეთია, ან იმდენად ვიწროა, რომ ველოსიპედი მთელ ადგილზეა [გვერდითი მოქნილობის გამო]. სწორედ აქ მოქმედებს ჩვენი ანალიზი. უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ ვაანალიზებთ ფორმას აეროდინამიკური თვალსაზრისით, შემდეგ კი, როგორც კი გავიგებთ, რომ გვაქვს გარკვეული აეროდინამიკური ფორმა, მაშინ ვიწყებთ მის შეერთებას FEA-ში.თუ ეს ორი არ აპირებს ერთად თამაშს, მაშინ ჩვენ უნდა დავამატოთ მასალა აეროდინამიკის შესასრულებლად, მაგრამ მაშინ ველოსიპედი ძალიან მძიმე იქნება - ეს არ იქნება მისაღები. ასე რომ, ჩვენ მუდმივად ვიკრიბებით საუკეთესო გადაწყვეტაზე.
Cyc: ნახშირბადის ბოჭკოვანი ველოსიპედები არის ნახევრად ნახშირბადის ბოჭკოები და ნახევარი ფისოვანი. რამდენად მნიშვნელოვანია ფისი?
JC: ძალიან. ამაზე ბევრს არ ვსაუბრობთ, მაგრამ მუდმივად ვმუშაობთ სხვადასხვა ფისებთან. ეს არის კომპოზიტური მასალა - ნახშირბადის ბოჭკოვანი ასრულებს მუშაობას და ეპოქსიდური ფისი აკავებს ბოჭკოებს. ასე რომ, თუ ფისი არ ასრულებს თავის საქმეს ბოჭკოების პოზიციაზე დაჭერით, თქვენ არ აპირებთ ბოჭკოებისგან რეალურ ეფექტურობას. ჩვენ დავამყარეთ უფრო ძლიერი ურთიერთობა [ნახშირბადის ბოჭკოების მწარმოებელთან] Hexcel-თან, რადგან მას აქვს ფისების ფართო სპექტრი, რომლებსაც აქვთ უნიკალური და განსაკუთრებული თვისებები. პრობლემა ის არის, რომ ეს კიდევ უფრო ართულებს უკვე რთულ კონცეფციას. ირგვლივ იმდენი ჟარგონი ტრიალებს – არის ეს T700 თუ T800, IM7 თუ IM8, რა არის მოდული, სიძლიერე და დრეკადობა? საკმარისად დამაბნეველია ფისებში მოხვედრის გარეშე.
Cyc: ნახშირბადს ზოგჯერ ცუდი რეპუტაცია აქვს შეზღუდული სიცოცხლის გამო. მართალია ეს?
JC: ხალხი, როგორც ჩანს, შეშფოთებულია ნახშირბადის ბოჭკოზე, რადგან ის უცნობია. ხალხი გაიზარდა ფოლადით და ალუმინით. ყველა მასალას აქვს დაღლილობის სიცოცხლე. აიღეთ ფოლადის ქაღალდის სამაგრი და ასჯერ მოხარეთ, ალბათ გატყდება. იგივე გააკეთეთ ალუმინთან დაკავშირებით და ის ალბათ გაფუჭდება დროის ნახევარში, რადგან ალუმინი არ არის ისეთი კარგი დაღლილობაში, როგორც ფოლადი. კომპოზიტებს, ზოგადად, აქვთ უსასრულო დაღლილობის სიცოცხლე. მაგრამ ეს დამოკიდებულია ნახშირბადის ბოჭკოს გამოყენებაზე, ფისის გამოყენებაზე და რამდენად კარგად იყო დამუშავებული. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ლამინატში ბევრი სიცარიელეა? რადგან სიცარიელეები ძალიან სწრაფად მოკლავენ კომპოზიტს. ეს ჩვეულებრივი იყო წლების წინ, მაგრამ არა. ეს არის ის, სადაც მასალების, პროცესისა და ინჟინერიის სრული კონტროლი მნიშვნელოვან როლს თამაშობს. თუ თქვენ აკონტროლებთ ამ ყველაფერს, ჩვენ შეგვიძლია დანამდვილებით ვთქვათ, რომ ველოსიპედი, რომელსაც დღეს ყიდულობთ, შეგიძლიათ იაროთ მთელი ცხოვრების განმავლობაში და ის არ გაუარესდება მთელი სიცოცხლის განმავლობაში.
Cyc: ეძებთ ახალ და არაჩვეულებრივ მასალებს?
JC: ჩვენ ყოველთვის ვეძებთ ახალ მატერიალურ ფორმებს. გრაფენი ერთ-ერთი მათგანია, მაგრამ ის ჯერ კიდევ მუშავდება. არსებობენ ნანო-გრაფენის თრომბოციტების მწარმოებლები, ასე რომ თქვენ უკვე შეგიძლიათ მისი მიღება, მაგრამ ეს ძალიან ძვირია. ჩვენთვის ყველაზე დიდი ის არის, რომ თუ კომპოზიტში სარგებელს ვერ ვხედავთ, ბოლომდე არ გავყიდით. თუ ჩვენ შეგვიძლია გამოვიკვლიოთ რაიმე გზა გრაფენის ან ნახშირბადის ბოჭკოვანი ნანომილების მისაღებად, რათა შევქმნათ ისეთი გრძელი სიმები, როგორიც გვაქვს ამჟამინდელი ნახშირბადის ბოჭკოსთვის, ღმერთო ჩემო, სიმტკიცე, სიმტკიცე და წონა წარმოუდგენელი იქნებოდა.
Trek.com
