Dołącz do czytelników
Brak wyników

Carbon

Artykuł | 28 kwietnia 2019 | NR 28
394

Byłem już w kilku fabrykach rowerowych i choć od procesu tworzenia ramy rowerowej wolę proces jej ujeżdżania, to kreacja ma w sobie pewną magię.

Mówiąc szczerze, na wizytę miałem ochotę jeszcze z jednego powodu. Chciałem zobaczyć, czy to rzeczywiście się dzieje, czy może jest to tylko czysty marketing

Prezentacja specjalnej lodówki była mniej ekscytująca niż w czasie dowolnej parapetówki. Na termometrze widniała informacja o temperaturze wewnątrz: –18°C, a zamiast kolorowych butelek na półkach leżały czarne walce. Piotr Falczyński, kierownik zespołu badawczego Krossa (na zdjęciu z lewej), próbował wzbudzić moją ekscytację, wychodząc ze środka z rolką prepregu (arkusz fabrycznie nasączonych żywicą włókien carbonowych) i mówiąc: To jest materiał, z którego wycinamy elementy, które składają się potem na ramę. Wycinamy je na tej maszynie. Kapitalna! Sprowadziliśmy ją ze Szwajcarii.

POLECAMY

Programuje się ją łatwo. Włączył nawet komputer i zrobił małą prezentację: Wystarczy wstawić tylko informację, na ile ram potrzeba elementów, a program sam je umieszcza w sposób umożliwiający ich wycięcie przy najmniejszej ilości odpadów. Sala jest pusta, a duży ploter stoi na środku zimny jak igloo.

Przeszliśmy obojętnie obok „oczka w głowie” naszego przewodnika i rozgrzaliśmy się dopiero na korytarzu, zupełnie nie spodziewając się ciepła, jakie na nas czeka w sąsiednim pomieszczeniu. Na drzwiach przyklejono wyglądający na tymczasowy, czarno-biały wydruk na kartce A4: wyklejanie kompozytu. W środku wszystko aż błyszczało od intensywnego, lecz rozproszonego światła. Panie wyklejały wycięte wcześniej „ekscytującym ploterem tnącym” układanki w wielgachnych stalowych formach. Wśród kobiet w skupieniu pracuje jeden mężczyzna o wyglądzie cherubina i właśnie wkłada do formy przezroczysty rękaw z jakiejś specjalnej folii. Jedna z pracownic przechodzi do małego pomieszczenia i wynosi stamtąd tajemnicze zawiniątko. Szczelnie zamyka drzwi, co rodzi kolejne wyjaśnienie dotyczące reżimów produkcyjnych. Piotr Falczyński tłumaczy, że w tym małym magazynku składowane są m.in. nylonowe rękawy służące do rozpychania ramy umieszczonej w formie. Pięć atmosfer wystarczy, w szosówce mam więcej. Specjalny agregat tłoczy gorące powietrze do środka, a przeźroczysty pęcherz dociska warstwy do gładkich ścianek formy. Proces wydaje się banalny, ale w ubiegłym roku, w trakcie prób zimą, nagle ramy przestały nam wychodzić. Okazało się, że te rękawy utraciły swoją elastyczność. Nie wiedzieliśmy dlaczego i w różny sposób próbowaliśmy ją im przywrócić. W końcu okazało się, że wystarczy je namoczyć w wiaderku i wytrzeć przed montażem. To było proste, ale skojarzenie faktów takich jak spadek temperatury zewnętrznej do –10°C, który pociągnął za sobą spadek wilgotności, zajęło nam trochę czasu. Poznawanie tajników technologicznych pociąga za sobą ciągłe zmaganie z podobnymi problemami. W tym wypadku konieczność zbudowania magazynku, w którym, oprócz określonej temperatury, utrzymywana jest bardzo wysoka wilgotność.

 

Stoły, przy których tu pracują, mają specyficzne blaty. Na wierzch wystają duże kulki. Obracając się w gniazdach, pozwalają przesuwać masywne bryły formy. Każda z pań, obok niezbędnych narzędzi, ma też do dyspozycji solidny łom. Kiedy spytałem, do czego służy, okazało się, że wytłumaczenie jest trywialne. Ponieważ każda z połówek formy waży ponad 80 kg, a komplet na przedni trójkąt ok. 160 kg, poruszenie formy czasami wymaga dźwigni w celu wzmocnienia siły. Właściwie nie wiem, czy bardziej ekscytuje mnie ta liczba, czy fakt, że formy produkowane są w Bydgoszczy. I coraz bardziej otwierają mi się oczy i uszy. Skoncentrowany nad ręczną robótką mężczyzna wreszcie się odzywa: Będziemy dążyli do tego, żeby wszystko wykonywać na miejscu, zresztą już staramy się o odpowiednią frezarkę. Oto jak pozory mogą mylić. To Maciek Kaczmarczyk, absolwent Politechniki Warszawskiej po mechanice i budowie maszyn, odpowiedzialny tu za projekt kompozytów. Piotr Falczyński mówi: Właśnie pracujemy nad kolejnym rozmiarem Levela. Bo dotychczas nie mieliśmy ramy tego roweru w rozmiarze XL i Maciek pracuje nad efektywnym rozmieszczeniem rozkrojów w całkiem nowej formie. Na regale piętrzą się płaskie formatki poszczególnych elementów ramy, na każdej z półek zestaw dla innego rozmiaru ramy.

 1. Z hali wygrzewania i wykańczania ram do laminarni wracają ciężkie formy. Toczą się na kulkach specjalnych stołów.

 

2. i 3. Ułożone w kształt elementów ramy formatki przed włożeniem do formy są wiotkie i tylko z grubsza przypominają części ramy – widełki łańcuchowe (z lewej) czy główny trójkąta (z prawej).

4. Po wygrzaniu i utwardzeniu przednią część ramy skleja się z widełkami. Proces wygląda banalnie, ale za chwilę powstanie rama i tu już zaczyna się rower.

5. Po kolejnym wygrzewaniu ramę trzeba już tylko wyszlifować i pomalować.

Ich liczba nie robi na mnie wrażenia i pytam, dlaczego jest ich tak mało, u konkurencji widziałem znacznie więcej. Konstruktorzy nie mogą powstrzymać się przed niewielkim wykładem. Wy też usiądźcie. Argumentują, że większe rozkroje (łatki, formatki – jak zwał, tak zwał) przenoszą obciążenia z lepszą skutecznością, ponieważ nie trzeba ich sklejać ze sobą. Łączenie nie tylko dubluje ilość samego włókna na zakładce, ale wymaga też większej ilości spoiwa. Ponadto taka komplikacja zwiększa szanse pomyłki w trakcie laminacji i brak powtarzalności parametrów. W miejscach, w których materiały mają się ze sobą zetknąć, na wszelki wypadek wprowadza się warstwę asekuracyjną. Rama staje się coraz cięższa, a gorzej przenosząc siły, jest mniej sztywna, więc dodaje się kolejne warstwy, co sprawia, że staje się cięższa… Błędne koło. Piotr Falczyński i Maciek Kaczmarczyk uważają, że kluczem do sukcesu jest zminimalizowanie liczby takich fragmentów: Robimy to w zupełnie inny sposób niż Chińczycy. Uprościliśmy konstrukcję i uważamy, że daje to lepszy efekt. Chcemy wykorzystywać długie, nieprzerwane włókna, zaczynające się przy główce i ciągnące się przez całą dolną rurę aż do rurek łańcuchowych. Mniej zakładek, mniej materiału i duuużo mniej roboty, a Chińczyk to lepi z małych kawałków – opowiada Maciek Kaczmarczyk. – Do produkcji jednej ramy używamy ok. 160 rozkrojów. W chińskich jest ok. 300–400 prostokątnych fragmentów. Szokujące są dalsze wyjaśnienia Maćka Kaczmarczyka: Powodem jest to, że w wielu fabrykach widzieliśmy, że oni używają prasy krawędziowej do wycinania rozkrojów. Tak jest taniej, powstaje mniej odpadów, można by powiedzieć: same zalety. Ale w ramie o skomplikowanych kształtach robią się zakładki, falbanki, a rozkroje łączą się w przypadkowych miejscach. Czasami w reżimie produkcyjnym coś umknie i się nie łączą, co przerywa łańcuch sił. Rama skonstruowana jest tak, że obciążenia przenosi sama grubość materiału, czyli analogicznie jakby była zrobiona z metalu. Naszym zdaniem, im mniej rozkrojów, tym lepiej, ponieważ przenoszenie obciążeń przez możliwie długie włókna w pełni wykorzystuje zalety carbonu. Widząc moje usta układające się do kolejnego pytania, zabezpiecza się stwierdzeniem: Można wyprodukować ramę z włókien, które przechodzą nieprzerwanie od główki do ośki tylnego, ale jest to ekstremalnie trudne. A więc i drogie. My idziemy na pewien kompromis, ale, naszym zdaniem, jest to cwany kompromis.

Nasza wizyta zaburzyła rytm pracy, ale i wcześniej przez szklane drzwi nie było widać szaleńczego tempa. Wszystko tu odbywa się spokojnie i miarowo, a kiedy pytam Piotra Falczyńskiego o to, jak długo lepi się ramę Levela, odpowiada wymijająco: W chińskich fabrykach wylepienie całej ramy trwa ok. ośmiu godzin, a trzeba powiedzieć, że ich operatorki są nieprawdopodobnie sprawne manualnie. U nas już na tym etapie osiągamy podobne rezultaty.

Kolejne etapy produkcji dzieją się już w innej części hali. Przenośnik wyjeżdża przez otwór w ścianie, a my maszerujemy dookoła. Główna hala jest ogromna. Poszczególne stanowiska stoją w dużym oddaleniu do siebie i widać, że prace nad wdrożeniem masowej produkcji trwają jeszcze w najlepsze.

Przechodzimy obok gigantycznych pras, jedna podgrzewa formy, a stanowisko obok chłodzi wielkie jak walizy do transportu rowerów, stalowe bryły zaciśniętych form, skrywające wewnątrz delikatne skorupki prażonego carbonu. Dwóch sporych pracowników przesuwa formy z przenośnika na platformę i wkłada pod prasę. Ściska ona formy z siłą 16 MPa i przez półtorej godziny wygrzewa wsad do temperatury 150°C. Potem wkładamy całość do prasy chłodzącej. Puszczamy przez nią glikol, żeby schłodzić, bo bez tego dalsze prace są niemożliwe. Jakby do dalszej obróbki miała sama wystygnąć, byłaby gotowa dopiero następnego dnia, a tak po półgodzinie można działać dalej. W tym czasie formy opuszczają przedni trójkąt i osobno tylny trójkąt ramy.

Pracownicy odcinają technologiczny nadmiar i po posmarowaniu łączonych powierzchni klejem instalują je w specjalnym stelażu, do którego wcześniej przykręcone zostały aluminiowe haki kół. Szablon wyrównuje płaszczyzny i automatycznie wciska poszczególne części na odpowiednią głębokość. Nie mogę ukryć emocji, bo na moich oczach właśnie powstała rama. Carbonowa! W Przasnyszu!

W kolejnych etapach stelaż z kompletną ramą wjeżdża do następnego pieca, gdzie rama poddawana jest wygrzewaniu w temperaturze 120°C przez 90 minut, a bezpośrednio po tym trafia na stanowiska specjalistycznej obróbki. Na każdym realizowana jest tylko jedna czynność, np. szlifowanie wnętrza rury podsiodłowej, planowanie powierzchni sterów i suportu, wiercenie otworów na koszyk do bidonu. Część stanowisk jest gotowa, a na niektórych widzę prototypowe chłodzenie wierteł, pierwsze z automatycznych przesuwnic i regulatorów itp. Zza rogu dobiega jęk szlifierki. Operator w kosmicznym stroju i masce, z zaklejonymi w celu zwiększenia szczelności mankietami kombinezonu, szlifuje szarą ramę. Mój przewodnik mówi, że proces jest długotrwały, ale w związku z technologią produkcji trwa znacznie krócej niż na Dalekim Wschodzie. Wyjaśnia: W chińskich fabrykach tanich ram pracownicy kończą szlifowanie, kiedy rama jest idealnie gładka. A ponieważ dużo w nich warstw, pozostaje mnóstwo pęcherzy. Część z nich jest szlifowana, a część wycinana i szpachlowana. Podczas tego procesu może dojść do przerwania ciągłości warstw odpowiedzialnych za przenoszenie obciążeń. Włos mi się jeżył, gdy słuchałem opowieści na temat różnic w korozji między carbonem a aluminium, o problemach związanych z różną rozszerzalnością cieplną carbonowej ramy i metalowych statywów do montażu części składowych ramy. Spijając z ust słowa o metodach na ominięcie tych problemów, wreszcie zadaję pytanie: Skąd wiesz?

Jestem po Politechnice Warszawskiej, a konkretnie po wydziale mechanicznym energetyki lotnictwa – mówi Piotr Falczyńs...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 10 wydań czasopisma "bikeBoard"
  • Dodatkowe artykuły niepublikowane w formie papierowej
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych wydań magazynu oraz dodatków specjalnych...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy