Fabriquer de meilleurs vélos en composite, partie 2

Mon dernier blog, sur les vélos HIA Velo, concernait l'utilisation de polypropylène à haut poids moléculaire (HMWPP) combiné à de la fibre de carbone pour des cadres de vélo plus durables. Mais il y a plus à couvrir sur ce sujet :les jantes de vélo (roues) qui combinent carbone et HMWPP pour une plus grande ténacité. J'ai récemment eu l'occasion de parler avec Ray Scruggs, le fondateur, propriétaire et concepteur de produits de Derby Rims LLC (San Anselmo, CA, US). L'entreprise tire son nom du surnom de Scruggs (derby), qui vient de sa participation à des rassemblements amicaux de VTT, ou derbys, dans les montagnes californiennes.

Scruggs a commencé à concevoir et à tester des jantes de vélo en fibre de carbone en 2012, et a vendu ses premières jantes de vélo de montagne, qui étaient plus larges que toutes celles disponibles à l'époque, en 2013. parois de jante et sécurité de rétention des pneus par rapport aux jantes en carbone existantes. Il ajoute que les cyclistes avancés ont reconnu les avantages des améliorations en termes de largeur, de durabilité et de sécurité. Scruggs a continué à investir tous les revenus des ventes de jantes dans l'entreprise, tout en poursuivant son travail quotidien en testant et en développant des logiciels d'entreprise. Il explique qu'il a déposé des demandes de brevet pour de nouvelles conceptions d'autoprotection, mais ajoute :"Mes conceptions ont été immédiatement copiées de près par presque toutes les marques de jantes en fibre de carbone."

Les conceptions de roues de Scruggs ont été fabriquées par une entreprise chinoise spécialisée dans les composites de carbone et les vélos. Il dit avoir été « étonné » lorsqu'il a évalué les performances des premières jantes. Ce fabricant confidentiel utilise des moules en acier, dépose de la fibre de carbone unidirectionnelle dans les moules et utilise une vessie pour la pression de consolidation de l'intérieur de la jante creuse. Après durcissement et refroidissement du moule, les jantes sont démoulées, ébavurées, poncées, percées (pour les rayons) et finies (certaines avec de la peinture), explique Scruggs :chaque jante avant l'expédition. »

Scruggs dit qu'il n'y a probablement pas d'utilisation plus importante de la fibre de carbone qu'une jante de vélo de montagne. Ils sont soumis à une flexion fréquente et irrégulière des rochers et des racines d'arbres le long des sentiers, et à de multiples charges de gravité lourdes (charges G) pendant la compression lorsque les roues heurtent des obstacles et négocient des chutes ou des atterrissages brusques, où le poids du corps du cycliste claque souvent lourdement sur la selle du vélo et abaisse la suspension. Après l'introduction des produits Derby Rims, la nouvelle s'est rapidement répandue parmi les cyclistes et les coureurs de VTT sur leur qualité et leurs performances. Les premières jantes en fibre de carbone Derby mesuraient 34 mm (largeur intérieure) et 40 mm (largeur extérieure), 31 mm de profondeur (de haut en bas), et elles avaient une épaisseur de paroi de 3 mm, ce qui a considérablement amélioré la résistance aux coups violents sur les sentiers rocheux et une résistance améliorée à la flexion excessive de la jante, par rapport aux jantes en aluminium et autres jantes composites. En effet, les jantes Derby étaient immédiatement 3 à 5 fois plus durables que toute autre jante de montagne en fibre de carbone disponible en 2013. Cela dit, Scruggs dit que les jantes en fibre de carbone peuvent subir un délaminage et une microfracture lors de coups très durs, dans la zone de la paroi supérieure de la jante ( où le pneu s'attache à la jante).

« Je cherchais de nouvelles améliorations en termes de durabilité et j'ai croisé les gars d'Oxeon (Boras, Suède), qui m'ont invité au CAMX en 2016 à Anaheim. Alors, je suis allé au salon et ils m'ont présenté Jen Hanna d'Innegra Technologies [Greenville, SC, US]. Hanna a référé Scruggs à Russ Emanis d'Innegra, qui a fourni divers échantillons de tissus Innegra et de matériaux hybrides carbone-fibre Innegra, ainsi que des suggestions de superposition multicouches incluant Innegra pour une conception de jante de vélo de montagne.

Après avoir expérimenté Innegra à divers endroits de la jante, Scruggs a ajusté les couches pour chaque modèle et type de roue. « Les premiers tests de flexion de charge de machine calibrés sur des jantes d'essai menés fin 2017 sur l'hybride Innegra S/carbone ont montré des valeurs de tolérance de flexion de la jante améliorées par rapport à la production normale avec des jantes à superposition UD 100 % en fibre de carbone avec le même poids et nombre de couches », explique Scruggs. Ces résultats lui ont donné la confiance nécessaire pour investir dans quelques jantes d'essai supplémentaires et de vraies roues pour les tests d'experts en VTT.

Au printemps 2018, des jantes d'essai avec Innegra ont été fournies à deux coureurs de descente des catégories Expert et Pro pour des tests d'utilisation extrême dans le monde réel. Les pilotes d'essai n'ont connu aucune défaillance de la jante pendant près de 12 mois d'utilisation fréquente d'entraînement de course. Selon Scruggs, « les jantes d'essai hybrides Innegra fournies à mes pilotes d'essai ont une couche de jantes beaucoup plus légère par rapport aux jantes Derby du modèle « Downhill » 100 % en fibre de carbone sur lesquelles elles courent normalement. Les coureurs et moi nous attendions à ce que les jantes hybrides Innegra beaucoup plus légères tombent en panne très rapidement. Mais les jantes d'essai hybrides Innegra ont continué à être utilisées fréquemment pour des sorties d'entraînement sur plus de 2000 miles, et pour supporter une utilisation extrêmement dure, y compris des sauts de 25 pieds et des obstacles de course en descente à des vitesses très élevées sur un terrain rocheux. P>

Scruggs dit qu'il prévoit de continuer les tests cet hiver dans un laboratoire de test de durabilité bien établi à Los Angeles, équipé de machines à rouleaux dynamiques capables de tester jusqu'à 6 roues à la fois avec de grosses bosses attachées aux rouleaux et avec un poids lourd chargé sur le test essieux de roues. Deux roues d'essai hybrides Innegra et deux roues de production de base seront testées jusqu'à l'échec. "Après ce test, j'aurai la confiance nécessaire pour investir dans les jantes hybrides Innegra pour la production."

Visitez le site Web Derby Rims de Scruggs ici :https://www.derbyrims.com/leader-of-rim-design.html.