Arkansas-gebaseerde HIA Velo: Vervaardiging van Duurzame Koolstofvezel Fietsen

Het is een feit dat de grote meerderheid van fietsen verkocht in de VS in het buitenland gemaakt worden. Volgens één bron (www.statista.com, data uit 2015), werden 99% van de fietsen verkocht in de VS geïmporteerd uit China en Taiwan. Het was dus interessant om te horen van fietsfabrikant HIA Velo (Little Rock, AR, VS), maker van koolstofvezel fietsen in de VS, in-house, met een combinatie van composietmaterialen om hun producten duurzamer te maken (de HIA in de bedrijfsnaam staat voor „Handmade in America”). Het bedrijf introduceerde recent de merknaam Allied Cycle Works, en zijn Alfa fietsmodellen.

Het bedrijf begon begin 2016, volgens James Huang, globale tech editor voor fietsenblog en website Cycling Tips (https://cyclingtips.com/2018/06/allied-alfa-allroad-long-term-review-the-antidote-to-the-n1-rule/ ), toen de oprichters de activa van een bankroete Canadese fietsfabrikant kochten en alles naar Little Rock brachten. Een team kwam samen dat, in HIA Velo's woorden, „…huidige en vroegere fietsracers, snelheidsjunkies, en enthousiastelingen. We houden van fietsen en zijn oneindig in de zoektocht naar… klassiek, sterk, utilitair ontwerp.” Oprichter Tony Karklins (die sindsdien het bedrijf verlaten heeft) zegt in een recent LinkedIn artikel dat het grote voordeel van in-house productie is dat je ontwerpwijzigingen direct kunt communiceren en implementeren: „Conventionele wijsheid in de fietsindustrie zegt dat koolstofvezel fietsproductie alleen in Azië kan. We vinden dat ridicules. Omdat ons engineering team op de fabrieksvloer werkt, [kunnen we] procesverbeteringen implementeren zoals nodig en constante verbetering doorvoeren.” Hij voegt toe dat een van de uitdagingen van omgaan met Aziatische fabrieken de noodzaak is om tot twee jaar van tevoren te voorspellen wanneer je het product nodig hebt, en, als dat product een probleem heeft, heb je dan een magazijn vol met dat probleem: „Met domestische just-in-time productie, hebben we nooit gecompromitteerd product op voorraad en krijg je altijd ons meest recente en beste werk.”

HIA Velo's engineering directeur Sam Pickman, die van Specialized Bicycle Components (Morgan Hill, CA, VS) naar het bedrijf kwam, vertelt me dat „ontwerpen en maken van koolstofvezel fietsen compromissen inhoudt die je probeert te overwinnen. Je moet stijfheid en hantering balanceren met rijcomfort en comfort.” Allied Cycle Works' Alfa frames zijn typisch gemaakt met 6 lagen Mitsubishi Chemical Carbon Fiber & Composites Inc.'s (Irvine, CA, VS) unidirectionele koolstofprepreg, inclusief 130 gsm standaard modulus koolstof en 110 gsm intermediaire modulus koolstof, prepregged met Mitsubishi's Newport 301 epoxyhars en geleverd in 1m brede rollen. Pickman rapporteert ook dat het bedrijf 114 gsm TeXtreme spread-tow geweven materiaal van Oxeon (Boras, Zweden) onderzoekt, als alternatief voor unidirectionele prepreg. Pickman erkent dat de lichte koolstofvezel framebuizen beschadigd kunnen raken, omdat koolstofvezel broos is, en rijders crashen, met name die betrokken bij races: „En typisch kunnen ze de schade na de crash niet zien, dus rijders stappen weer op, gaan door, en dan propageert de onzichtbare schade en kan het frame onverwacht uiteenvallen.”

Pickman voegt toe dat de gereedschappen voor de fietsonderdelen, geleverd door Southwest Pattern Works (Albuquerque, NM, VS) de gereedschapsleverancier is voor alle koolstofvezel vormen: „Als we opstartten worstelden we om een gereedschapsshop te vinden die een match was voor ons tot we geïntroduceerd werden aan John Groth en zijn team. Ze openen niet simpelweg je bestanden en maken naar de tekening, ze kijken kritisch naar de onderdelen en bieden suggesties.” Pickman gaat door te zeggen dat op twee occasies de gereedschapsmaker fouten in gereedschapsmodellen vond die pijn later bespaarden. „Onze relatie met HIA heeft hun snelle productielancering en onderdeelkwaliteit versneld,” zegt Groth.

Hier is hoe HIA Velo hun composiet beter maakt: het toevoegen van lagen van Innegra Technologies' (Greenville, SC, VS) geweven biaxiale Innegra S hoog-modulus polypropyleen stoffen aan gebieden van de Alfa fietsframes. „We gebruiken de Innegra vezel voor twee doeleinden. Het eerste is om flex te bieden – het polypropyleen is heel flexibel, duktil en dempt trillingen, wat de rijcomfort verhoogt. Het tweede doel is dat het flexibel, zacht is en impact absorbeert, dus we gebruiken het in de gebieden van de frame die potentieel het meest schadegevoelig zijn.” De onderstaande afbeelding, afkomstig uit een van HIA Velo's video's, toont die gebieden van de frame waar het Innegra prepreg materiaal geïncorporeerd is: de zitstreben, het bovenste buis waar de stuur de buis kan raken, en de vorkkroon, wat, aldus Pickman, „een deel is dat je nooit wilt breken.” Innegra's composietspecialist en langjarige industrie-expert Russ Emanis assisteerde HIA Velo met de incorporatie van het Innegra materiaal, dat gesized is voor compatibiliteit met epoxyhars, in de Little Rock productielijn, inclusief geschikte oven opstijgingen en temperatuur dwells.

Het bedrijf integreert de Innegra lagen typisch in het midden van de buis leg, ingekapseld binnen koolstoflagen, met de Innegra vaak de innerste laag van de buis vormend. Dit, zegt Pickman, geeft het beste resultaat gebaseerd op hun testen. Toen ik vraag waarom niet meer Innegra door het hele frame gebruiken, legt hij uit: „Het polypropyleen voegt gewicht toe, en geen stijfheid. We moeten kiezen waar we de flexibiliteit en duktiliteit willen, omdat gewicht een factor is.” Modellen die de Innegra versterkingen incorporeren omvatten de Alfa wegracer met rim remmen, en het Alfa All-Road model. Bekijk deze video over hoe en waar Innegra gebruikt wordt om schadetolerantie in de Alfa frames te verhogen:

Voor meer informatie over HIA Velo/Allied Cycle Works, geeft deze fabrieksrondleiding video verteld door Pickman een overzicht van de bedrijfsoperatie:

James Huang's Cycling Tips blogs zijn toegankelijk vanaf de HIA Velo/Allied Cycle Works website: https://alliedcycleworks.com/.