Pengembangan Teknologi Sepeda Komposit: Bagian 2 – Meningkatkan Daya Tahan Kerangka dan Velg

Blog terbaru saya, tentang sepeda HIA Velo, berkaitan dengan penggunaan polipropilena berat molekul tinggi (HMWPP) bersama dengan serat karbon untuk kerangka sepeda yang lebih tahan lama. Namun ada lebih banyak yang perlu dibahas pada topik ini: velg sepeda (roda) yang menggabungkan karbon dan HMWPP untuk ketahanan yang lebih besar. Saya baru-baru ini memiliki kesempatan untuk bicara dengan Ray Scruggs, pendiri, pemilik, dan desainer produk dari Derby Rims LLC (San Anselmo, CA, AS). Perusahaan dinamai untuk julukan Scruggs (derby), yang berasal dari partisipasinya dalam pertemuan sepeda gunung ramah, atau derbys, di pegunungan California.

Scruggs mulai merancang dan menguji velg sepeda serat karbon pada 2012, dan menjual velg sepeda gunung pertamanya, yang lebih lebar dari yang tersedia pada saat itu, pada 2013. Katanya Scruggs, "Desain velg serat karbon saya memiliki dinding atas velg yang lebih tebal dan lebih tahan serta keamanan retensi ban yang sangat ditingkatkan dibandingkan velg karbon yang ada." Dia menambahkan bahwa pemandu lanjutan mengakui keuntungan dari perbaikan lebar, ketahanan dan keamanan. Scruggs terus menginvestasikan semua pendapatan dari penjualan velg kembali ke bisnis, sambil terus bekerja sehari-hari menguji dan mengembangkan perangkat lunak bisnis. Dia menjelaskan bahwa dia mengajukan permohonan paten untuk desain baru untuk perlindungan diri namun menambahkan "Desain saya segera disalin dengan erat oleh hampir setiap merek velg serat karbon."

Desain roda Scruggs diproduksi oleh perusahaan China dengan keahlian dalam komposit karbon dan sepeda. Katanya dia "kejut" saat mengevaluasi performa velg pertama. Produsen rahasia tersebut menggunakan cetakan baja, menata serat karbon unidireksional di cetakan, dan menggunakan kantong untuk tekanan konsolidasi untuk interior velg berongga. Setelah kuring, dan pendinginan cetakan, velg dikeluarkan, dibersihkan, dihaluskan, dibor (untuk tali), dan diselesaikan (beberapa dengan cat), kata Scruggs: "Pabrik Derby Rims memiliki 24 tanda kelulusan kontrol kualitas selama produksi setiap velg sebelum pengiriman."

Scruggs mengatakan bahwa mungkin tidak ada penggunaan impact yang dimaksudkan yang lebih besar dari serat karbon daripada velg sepeda gunung. Mereka tunduk pada fleksi yang sering dan tidak teratur dari batu dan akar pohon di sepanjang jejak, dan beberapa beban gravitasi berat (G-loads) selama kompresi saat roda menghalangi rintangan dan menavigasi tiba-tiba penurunan atau pendaratan lompatan, di mana berat badan penuh pemandu sering kali memukul kursi sepeda dengan berat dan mencelupkan suspensi. Setelah perkenalan produk Derby Rims, kabar cepat menyebar di antara pemandu dan pembalap sepeda gunung tentang kualitas dan performanya. Velg serat karbon Derby pertama adalah 34 mm (lebar dalam) dan 40 mm (lebar luar), 31 mm dalam kedalaman (atas ke bawah), dan mereka memiliki ketebalan dinding 3 mm, yang sangat meningkatkan resistensi terhadap pukulan tajam di jalur berduri dan meningkatkan resistensi terhadap fleksi velg berlebih, dibandingkan velg aluminium dan velg komposit lain. Memang benar, velg Derby segera 3 hingga 5 kali lebih tahan daripada velg sepeda gunung serat karbon lainnya yang tersedia pada 2013. Namun demikian, Scruggs mengatakan bahwa velg serat karbon dapat mengalami delaminasi dan retakan mikro selama pukulan yang sangat keras, di area dinding atas velg (di mana ban melekat pada velg).

"Saya mencari perbaikan lebih lanjut dalam daya tahan dan saya bertemu dengan para pria dari Oxeon (Boras, Swedia), yang mengundang saya ke CAMX pada 2016 di Anaheim. Jadi, saya pergi ke pameran, dan mereka memperkenalkan saya pada Jen Hanna dari Innegra Technologies [Greenville, SC, AS]. Hanna merujuk Scruggs kepada Russ Emanis dari Innegra, yang memberikan berbagai sampel kain Innegra dan material serat hibrid karbon-Innegra, serta saran layar multi-lapisan yang mencakup Innegra untuk desain velg sepeda gunung.

Setelah bereksperimen dengan Innegra di berbagai lokasi di velg, Scruggs menyesuaikan layar untuk setiap model dan tipe roda. "Tes fleksi beban mesin yang dikalibrasi pertama pada velg uji yang dilakukan akhir 2017, dari 'hibrid' Innegra S/karbon, menunjukkan angka beban toleransi fleksi velg yang ditingkatkan, dibandingkan produksi normal dengan layar UD 100 persen serat karbon dengan berat dan jumlah lapisan yang sama," kata Scruggs. Hasil itu memberinya kepercayaan untuk berinvestasi dalam beberapa velg uji lebih banyak dan roda aktual untuk pengujian pemandu sepeda gunung ahli.

Pada musim semi 2018, velg uji dengan Innegra diberikan kepada dua pembalap downhill kategori Expert dan Pro untuk pengujian nyata penggunaan ekstrem. Penguji uji tidak mengalami kegagalan velg selama hampir 12 bulan penggunaan latihan balap yang sering. Katanya Scruggs, "Velg uji hibrid Innegra yang diberikan kepada penguji uji saya memiliki layar velg yang jauh lebih ringan dibandingkan velg Derby model 'Downhill' 100 persen serat karbon yang biasanya mereka balap. Pembalap dan saya mengharapkan velg layar hibrid Innegra yang jauh lebih ringan akan gagal sangat cepat. Namun velg uji hibrid Innegra telah terus digunakan sering untuk latihan lebih dari 2000 mil, dan tahan beberapa penggunaan yang sangat keras termasuk pendaratan lompatan 25-kaki dan rintangan balap downhill pada kecepatan sangat tinggi di atas tanah berduri."

Scruggs mengatakan bahwa dia berencana untuk terus menguji musim dingin ini di laboratorium uji daya tahan yang terkemuka di Los Angeles, dilengkapi dengan mesin roller dinamis yang dapat menguji hingga 6 roda sekaligus dengan bumbung besar yang dipasang pada roller dan dengan beban berat dimuat pada sumbu roda uji. Dua roda uji hibrid Innegra dan dua roda produksi dasar akan diuji hingga gagal. "Setelah tes ini saya akan memiliki kepercayaan untuk berinvestasi dalam velg hibrid Innegra untuk produksi."

Kunjungi situs web Derby Rims Scruggs di sini: https://www.derbyrims.com/leader-of-rim-design.html.