museeuw bikes
-
Livio Livius
- Forum-lid HC
- Berichten: 5537
- Lid geworden op: 06 sep 2006 15:10
Gerard Vroomen zegt vandaag in de wetenschaps bijlage van NRC: Fabrikanten die reclame maken voor hun zeer comfortabele koolstofframes (eigen interpretatie Livio met of zonder vlas) bedrijven volgens Vroomen vooral gewiekste marketing. Inderdaad houdt het comfort van een fiets verband met de mate waarin een frame doorveert. “Maar uit de stijfheid van het frame kun je niet meer dan 5 of 10 procent verklaren van het totale fietscomfort”, zegt hij. “Als je echt comfortabel wilt rijden dan moet je gewoon wat dikkere banden nemen.”
What makes the boat go faster?
-
amclassic-fan
- Moderator
- Berichten: 24321
- Lid geworden op: 23 jun 2004 17:56
- Locatie: Leende
amclassic-fan
12 dec 2009 21:33
Dat klopt natuurlijk volledig, 25 mm bandjes en 1-2 bar minder erin geeft meer effect dan een ander frame. Echter misschien moet hij zijn eigen website eens nalezen, over de R3 beweren ze daar namelijk zelf dan de dunne achtervork comfort geeft omdat die verticaal mee geeft en dus comfort geeft...
‘Whatever you do, those other fuckers are doing more.’
-
stampertje
- Forum-lid
- Berichten: 178
- Lid geworden op: 30 jan 2009 14:38
- Locatie: Madrid
stampertje
12 dec 2009 23:51
Het komt op mij over alsof er in Gent druk onderzoek plaatsvind naar de eigenschappen en de toepassingen van vlas. Museeuw is daar kennelijk op ingesprongen. Voordat duidelijk is of een fietsframe de juiste toepassing is zal er nog heel wat water door de Leie stromen. In de tussentijd is het wel leuk toegepast onderzoek natuurlijk.
Het stuk op de website kan mij nog niet overtuigen. Het komt op mij over alsof de marketing wat gekopieerd heeft uit een stage- of afstudeerverslag.
Bood laguna nu aan om wat dingen hier toe te lichten?
Het stuk op de website kan mij nog niet overtuigen. Het komt op mij over alsof de marketing wat gekopieerd heeft uit een stage- of afstudeerverslag.
Bood laguna nu aan om wat dingen hier toe te lichten?
-
Lcsmet
- Forum-lid HC
- Berichten: 15958
- Lid geworden op: 30 mar 2009 18:55
- Locatie: Het Soete Land van Waes
Lcsmet
13 dec 2009 00:36
Ik heb de indruk dat armclassic hier een persoonlijke vendetta voert.
Het heeft niets meer te maken met het topic.
zielig.
Het heeft niets meer te maken met het topic.
zielig.
I know myself like no one else
Nothing to defend
Nothing to defend
andromeda
13 dec 2009 00:46
Volgens mij heeft hij dat al diverse keren uitgelegd en is het geen persoonlijke vendetta maar kan hij slecht tegen onwaarheden mbt de informatie die fietsfabrikanten ons doorgeven.
Er zijn diverse andere merken waar hij dit ook al heeft bekritiseerd, niet alleen bij Museeuw.
Het feit dat jij op een Museeuw rijdt en daarom totaal geen kritiek wilt horen, want zo is het naar mijn mening, vindt ik zielig.
ps ik vindt het overigens hele mooie fietsen, alleen de prijs is buiten alle proporties.
Er zijn diverse andere merken waar hij dit ook al heeft bekritiseerd, niet alleen bij Museeuw.
Het feit dat jij op een Museeuw rijdt en daarom totaal geen kritiek wilt horen, want zo is het naar mijn mening, vindt ik zielig.
ps ik vindt het overigens hele mooie fietsen, alleen de prijs is buiten alle proporties.
"Try not. Do or do not......there is no try"
Lcsmt schreef:Ik heb de indruk dat armclassic hier een persoonlijke vendetta voert.
Het heeft niets meer te maken met het topic.
zielig.
Hou toch op zeg, Amclassic is de enige die in dit topic zijn opmerkingen fatsoenlijk onderbouwd. Je kunt daar tegenin blijven gaan met dit soort onzinnige suggesties, maar je maakt daarmee weinig indruk.
-
mikethebike
- Forum-lid
- Berichten: 915
- Lid geworden op: 10 jan 2005 20:23
100cols schreef:Lcsmt schreef:Ik heb de indruk dat armclassic hier een persoonlijke vendetta voert.
Het heeft niets meer te maken met het topic.
zielig.
Hou toch op zeg, Amclassic is de enige die in dit topic zijn opmerkingen fatsoenlijk onderbouwd. Je kunt daar tegenin blijven gaan met dit soort onzinnige suggesties, maar je maakt daarmee weinig indruk.
Bedankt, waarvoor zal ik mij nog inspannen?
Vindt Amclassic een goede sparringspartner, en wil graag eens een biertje met hem drinken en gezellig kletsen over materialen. Maar om vlas/carbon nu geen toekomstmateriaal te noemen zonder er ooit op gereden te hebben.
En millieu vindt ik toch ook wel erg belangrijk, jammer dat bepaalde individuen dit nog niet in willen zien!
It's nice to be important, but it is more important to be nice.
Wat denk je dat meer zegt over de betrouwbaarheid van een frame: de gebruikerservaringen van een paar mensen of onderzoeksresultaten over de eigenschappen van het gebruikte materiaal?
Ik snap wel dat je eraan hecht dat iemand zelf ervaring heeft met een bepaald frame alvorens er iets over te kunnen zeggen, maar in dit topic hebben we daar nog niet zoveel aan, aangezien hier maar een paar gebruikers actief zijn. Als er honderd mensen met zo'n frame hier hun ervaring neerzetten, dan ga ik er waarde aan hechten.
Dat je het milieu belangrijk vindt is natuurlijk buitengewoon lovenswaardig. Je overtuigt mij alleen niet met je argumenten. Het lijkt me hooguit een klein beetje milieuvriendelijker. De fietsenbranche heeft een zeer klein aandeel in de totale belasting van het milieu, dus het effect van de toepassing van vlas in fietsframes is nihil wat dat betreft. En als het zo is dat deze frames vaker scheuren dan moeten er ook meer frames worden gemaakt, wat het voordeel wellicht weer opheft. Duurzaamheid is ook iets maken dat lang meegaat.
Ik snap dat je je door mijn vorige reactie aangesproken voelt. Deze is echter hoofdzakelijk gericht tegen de opmerking over een 'persoonlijke vendetta'. Jij doet inderdaad ook pogingen om je stellingen te onderbouwen, het overtuigt mij alleen niet. Maar misschien heb jij dat ook met deze reactie.
Ik snap wel dat je eraan hecht dat iemand zelf ervaring heeft met een bepaald frame alvorens er iets over te kunnen zeggen, maar in dit topic hebben we daar nog niet zoveel aan, aangezien hier maar een paar gebruikers actief zijn. Als er honderd mensen met zo'n frame hier hun ervaring neerzetten, dan ga ik er waarde aan hechten.
Dat je het milieu belangrijk vindt is natuurlijk buitengewoon lovenswaardig. Je overtuigt mij alleen niet met je argumenten. Het lijkt me hooguit een klein beetje milieuvriendelijker. De fietsenbranche heeft een zeer klein aandeel in de totale belasting van het milieu, dus het effect van de toepassing van vlas in fietsframes is nihil wat dat betreft. En als het zo is dat deze frames vaker scheuren dan moeten er ook meer frames worden gemaakt, wat het voordeel wellicht weer opheft. Duurzaamheid is ook iets maken dat lang meegaat.
Ik snap dat je je door mijn vorige reactie aangesproken voelt. Deze is echter hoofdzakelijk gericht tegen de opmerking over een 'persoonlijke vendetta'. Jij doet inderdaad ook pogingen om je stellingen te onderbouwen, het overtuigt mij alleen niet. Maar misschien heb jij dat ook met deze reactie.
Beste fiets-forum lezers,
aangezien de discussies omtrent het vlas- en vlascarbonweefsel meer en meer een hot topic lijkt te worden, heb ik mij laten verleiden om op het fietsforum een uitvoeriger technische onderbouw te geven aan de gegevens die jullie op de Museeuw-website terugvinden. Om het de lezers makkelijker te maken zal ik de punten die de moderator aanhaalt behandelen want hij heeft zich kennelijk hard vastgebeten in dit topic en stelt de juiste "vragen" maar slaat de bal in sommige van zijn replieken helaas mis.
1. "Vlas is een goedkoop weefsel"
Vlas als ruw weefsel is inderdaad een goedkope grondstof als je keukenhandddoeken, gordijnen of bedlinnen wil maken. Helaas voor composietfabricanten, maar gelukkig voor de vezel, bevatten de celwanden van het vlas pectines die de sizing van het materiaal bemoeilijken en dus de binding van de epoxy aan de vezel tegengaan. Het zijn echter de pectines die er deels voor zorgen dat de vezel aan elkaar blijft zitten en dus gedeeltelijk waar de plantvezel zijn sterkte en stijfheid haalt.
Museeuw-Bikes kan rekenen op de expertise van zijn materiaalleverancier die al een tiental jaar bezig is om het procédé verder te ontwikkelen om enkel aan de buitenkant (lees: de vezelwand) de pectines te verwijderen zonder die aan de binnenkant te verwijderen. Hierdoor behoudt de vezel zijn stijfheid en is de vezel-matrix binding optimaal. Dit is een gepatenteerd proces en Museeuw Bikes heeft het exclusiviteitsrecht op het gebruik van het materiaal geproduceerd met deze vezel in alle fietstoepassingen.
Dit is ook meteen de reden waarom Museeuw de eerste en enige is die dit materiaal gebruikt.
Al dit onderzoek en de vezelbehandelingen hebben hun prijs en de vergelijking met koolstofvezel gaat zeker op: toen carbon nog een zeer exotisch materiaal was waren het vooral de ontwikkelingskosten en de behandelingsmethoden die het merendeel van de kosten uitmaakten. Wanneer het volume de hoogte inging kwam de kostprijs geleidelijk naar beneden. Tot het punt dat de luchtvaart erop sprong en de vraag weer groter werd dan het aanbod. Maar dat brengt ons meer in een economische discussie en die wil ik hier niet gaan voeren.
De objectieve moderator vraagt zich ook af waarom de vlasvezel nog niet in de luchtvaart- of automobielindustrie wordt gebruikt. In de luchtvaart is de reden commerciëel: elke gram gespaard op de constructie betekent een extra gram cargo en op de levensduur van een vliegtuig scheelt dit fortuinen. In het geval van Glare voor de A380 zijn de bepalende factoren: de kostprijs (een A380 uit koolstofvezel zou het duurste voertuig worden ooit) en de levensduur vergroten aangezien de aanwezigheid van de glasvezel vooral de vermoeiing van aluminium vertraagt en niet zozeer de sterkte en stijheid vergroot.
In de automobielindustrie worden reeds natuurlijke vezels gebruikt in injectieprocessen. De aanwezigheid van de korte vezels verhoogt de eigenschappen van de materialen maar in structurele applicaties wordt het nog niet gebruikt. Reden is alweer commerciëel: in hoge volumes blijven metalen het beste/goedkoopste materiaal voor structurele toepassingen en voor kleine volumes maakt het niet uit want de consument betaalt toch en dan kiezen de high-end constructeurs voor koolstofvezel.
2. "Vlas heeft volledig inferieure eigenschappen"
De markt is steeds op zoek naar "the best of the best" en in de fietsindustrie gaat dit meer dan ooit op vanwege de marketingwaarde die het zinnetje "Wij gebruiken het beste materiaal" met zich meebrengt. De "50-ton"- en "60-ton"-vezels vliegen je om de oren en het is zo makkelijk voor de consument om in te beelden dat 60 "beter" is dan 50.
Een eerste aspect is het misverstand omtrent materiaaleigenschappen van composieten. Velen vergelijken composieten met metalen en vergelijken de eigenschappen ook op dezelfde manier. De grote fout die velen hierin maken is het vergelijken van vezeleigenschappen. Een ruwe vezel moet eerst nog tot composietmateriaal worden verwerkt met een harsmateriaal; in de fietsbranche voornamelijk epoxy-hars. De vezel-harsvolumeverhoudingen variëren van 50% (fietsindustrie) tot 70% en meer (luchtvaart). De epoxy-hars dient, om het hier niet al te complex te maken, om de vezelbundel bij elkaar te houden en de belasting op een efficiënte manier naar de vezel door te leiden. Dit houdt letterlijk in dat in de meeste fietscomposieten 'slechts' 50% van de stijfheid en sterkte van de vezel kan benut worden (IN TREKBELASTING!!!). Hetzelfde geldt voor het gewicht: epoxy-harsen zijn door de band lichter dan de vezels maar zullen in het uiteindelijke composietmateriaal wel 35% van het totale gewicht uitmaken. Wanneer de objectieve moderator in dit gegeven materiaaleigenschappen wil vergelijken kan ik niet anders dan de grafieken aanhalen die door een andere gebruiker van onze website zijn geplukt op p.2. (tabel met E-moduli) Zijn stellingen over Mitsubishi en Torayca vezels zijn allemaal heel interessant maar het verhaal blijft hetzelfde.
Nu is heel het verhaal om materialen te beoordelen naar hun intrinsieke kenmerken helaas kort door de bocht en houdt het helemaal geen steek. Het is veel belangrijker om na te gaan hoe de materialen gaan gebruikt worden. Een experiment uit de middelbare school is hiervan een mooi voorbeeld: geef de leerlingen een stapel van 100 A4'tjes, een nietjesmachine en vraag hen om een toren van anderhalve meter hoog te maken die sterk genoeg is om 1kg te dragen op de top. Papier kan je zonder moeite in reepjes scheuren maar voor het experiment kan het zonder problemen dienen. Hetzelfde gaat op voor alle materialen: de vorm en toepassing van een materiaal speelt een zeer belangrijke rol.
Een tweede aspect in het verhaal, en vooral in de fietsindustrie, speelt het gewicht. Kijken we terug naar het schoolexperiment: als alle leerlingen hun A4'tjes op één grote stapel leggen van anderhalve meter hoog dan kan deze toren makkelijk het gewicht van 1kg dragen en zelfs een honderdvoud meer. Maar beeld je het gewicht in van anderhalve meter papier en je komt al snel tot de vaststelling dat het misschien ook anders kan. Als je individuele kokers zou maken met de A4'tjes en die zou stapelen, gebruik je de eigenschappen van het papier in kokervorm en kom je met heel wat minder vellen toe om de toren te maken. Als je dit heel goed doet heeft dit twee gevolgen: het gewicht van de constructie is een fractie van de stapel papier en de toren kan maar net de 1kg dragen; enkele grammen meer en hij zou instorten. Dat is het proces van optimalisatie.
Het principe is dus: als je weet waar, hoe en in welke mate de belastingen in een frame zitten kan je je materiaal zo gaan benutten dat het functioneert zoals je wil met een zo laag mogelijk gewicht. Hier later meer over wanneer we dieper ingaan op de "belangrijke belastingen" in een fietsframe.
Hoe kan je nu, zonder eerst een volledig ontwerp te moeten maken en er een hele reeks computeranalyses op los te laten, nagaan of een materiaal in bepaalde toepassingen zou kunnen werken met een aanvaardbaar gewicht? Hiervoor gebruik je de "Material Efficiencies". Deze eenheden geven je een goed idee hoe materialen in een bepaalde toepassing zich gaan gedragen. De berekening is vrij eenvoudig en gaat als volgt:
Stijfheid is, per definitie, een eenheid die uitdrukt in welke mate een materiaal of constructie weerstand biedt tegen vervorming onder belasting; de stijfheid van een materiaal wordt gegeven als E-modulus of Young's Modulus uitgedrukt in GPa. Het gewicht van een materiaal hebben we eerder besproken en wordt gegeven als de dichtheid uitgedrukt in g/cc of kg/kubieke meter.
Om te vermijden dat deze tekst ons te ver gaat doen afdwalen beperk ik mij tot het geven van volgende resultaten. De efficiëntieparameter voor een dunwandige buis (lees: toepassing buizenframe) verkrijg je door de vierkantswortel te nemen van de E-modulus en die te delen door de dichtheid van het materiaal. De efficiëntieparameter van een schaalconstructie (lees: toepassing monocoque, letterlijk vertaald "één schaal") verkrijg je door de 3e-machtswortel te nemen van de E-modulus en die te delen door de dichtheid van het materiaal. De berekende waarden worden gegeven in de andere tabel op p.2.
Uit deze waarden blijkt meteen waarom koolstofcomposieten zo populair zijn geweest om er buisconstructies mee te maken: er zit een factor 2,5 op. Dit impliceert rechtstreeks dat een buis met dezelfde stijfheid in carbon 2,5 keer lichter kan gemaakt worden. Als je in dezelfde tabel glasvezel en aluminium gaat vergelijken zie je dat deze ongeveer op dezelfde waarden uitkomen. Waarom dan geen glasvezel? Omdat op het moment dat glasvezel opkwam als composietmateriaal ook de koolstofvezel aan een opmars bezig was en iedereen zich meteen richtte op het "betere" materiaal. Een puur commerciëel verhaal: waarom een frame produceren met dezelfde eigenschappen dan aluminium dat wel 5 keer meer kost om te produceren wanneer je voor dezelfde hogere kost kan winnen aan stijfheid en gewicht?
Wanneer we tenslotte naar de vlasvezelcomposieten kijken valt op dat de eigenschappen van het Vlas-UD-composiet iets beter zijn dan die van Aluminium en dat we met onze combinatie van VlasCarbon in de buurt komen van koolstofcomposieten. Hoe komt dit? Aangezien het vlas een lichtere vezel (1,4 g/cc) is dan de koolstofvezel (1,8 g/cc) kunnen we meer materiaal toevoegen aan een constructie om deze constructie stijver te maken aan eenzelfde gewicht.
Ik geef onze objectieve moderator gelijk als hij zegt dat de eigenschappen van vlas en carbon verschillen maar om halsstarrig vol te houden dat vlas "inferieur" is lijkt me een beetje te verregaand.
3. "Waarom maken ze niet een volledig frame uit vlas?"
Als je bovenstaande paragraaf goed leest wordt er enkel gekeken naar de trekstijfheid en simpele belastingsvormen die op een constructie werken. Een fietsframe is echter een complex gegeven als het op belastingen aankomt en daar moet je als ontwerper en ingenieur rekening mee houden. De meest kritische locaties in het frame zijn die plaatsen waar de krachten moeten doorgegeven worden, de verbindingen. Als er daar iets fout gaat zit je met een slap frame of breekt het na een paar rijbeurten. Bij Museeuw Bikes kiezen we voor de optie om verschillende materialen te gebruiken waar ze nodig zijn. De hoofdbuizen hebben een vrij voorspelbare belasting (trek, druk, torsie) en daar optimaliseren we het gebruik van vlas maar op de verbindingen spelen toch andere zaken mee. Vandaar dat we ervoor kiezen om deze verbindingen zo stijf mogelijk te maken en daarvoor kiezen we hoogwaardige koolstofvezels.
Een fietsframe wordt ook niet ontworpen op trekbelasting maar eerder op drukbelasting en impactbelasting (niemand wil een frame dat breekt als je je vinger ertegen zet) en laat dit nu net de zwakke eigenschap zijn van composieten. Het rendement van composieten zakt tot 15%-20% als je ze op druk gaat belasten. De belangrijkste parameter om dit te compenseren in druk- en impactbelasting is de wanddikte. Hoe dikker de wand, hoe beter de constructie bestand is tegen knik of breuk. En laat dat net het voordeel zijn van vlas. Om een vergelijkbare stijfheid te krijgen in onze constructie MOETEN we de wanddikte vergroten maar houden we het gewicht gelijk.
4. Trillingsabsorptie van vlas en fancy 3D-grafiekjes
Op p.4 heeft de objectieve moderator het over "micro-mechanics". Het zijn net deze "micro-mechanics" die in de frames van Museeuw Bikes voor de trillingsabsorptie zorgen. Wanneer je een twill carbon en een twill vlas zou uitrafelen en de individuele vezels zou gaan vergelijken is er een zeer belangrijke observatie: bij carbon zijn alle vezels identiek en bij vlas allemaal verschillend aangezien het een natuurlijk product is. We weven de twill tot een fabric en maken er een frame uit. Wanneer er in de constructie een trilling wordt geïntroduceerd zal de energie van de trilling in een koolstofframe meteen doorgegeven worden in de constructie: alle vezels zijn namelijk even stijf en hebben dezelfde eigenschappen. Omdat bij vlas de vezels in eigenschappen verschillen krijg je op twill niveau de zogenaamde micro-mechanics die een deel van de impact-energie gaan absorberen zonder dat de constructie gaat vervormen. De trillingsabsorptie zit bij Museeuw Bikes niet in een "slap" frame (zie hierboven) maar net in het gebruik van de micro-mechanics van een natuurlijk product.
Ik raad de objectieve moderator aan om het boek "Bicycle Science" van Gordon Wilson (ISBN: 978-0262731546 ) er eens bij te nemen en naar de grafiek op p.134 te kijken. Hierin staat uitgelegd dat enkel trillingen bij een frequentie tot +/- 30Hz bijdragen tot energieverlies bij een fietser. Er bestaan inderdaad accelerometers die tot 100Hz en meer sampelen maar waarom zou je die willen gebruiken als enkel de eerste 30Hz ertoe doen. Tweede punt is dat deze accelerometers die 100Hz en meer sampelen een datalogger en externe batterij vragen met allerlei bekabeling. Dit meetpakket loopt al snel op tot 1,3kg. Hoe betrouwbaar zijn je resultaten als je 1,3kg toevoegt op een frame dat amper 1kg weegt? De accelerometers die Museeuw Bikes gebruikt wegen individueel 16gram en hebben interne datalogging die gesyncroniseerd loopt; in totaal een extra gewicht van 80gram.
Ik geef iedereen 100% gelijk dat 25mm bandjes met 6-7bar druk heel comfortabel rijden! Maar als andere fietsenmerken claimen dat hun frame comfortabeler is dan de rest wil ik dat gestaafd zien met echte data. In onze testen wordt het verschil gemeten tussen de trillingen die in het frame komen en de trillingen die de rijder ervaart; enkel het frame wordt gemeten. Bandendruk heeft hier niks mee te maken en de rijder en traject is altijd hetzelfde geweest.
5. "Vlascomposieten zijn milieuvriendelijk"
Voor de composieten in hun huidige vorm is dit complete nonsens. De composieten die vandaag de dag in de fietsindustrie worden gebruikt zijn op basis van thermoharders en die zijn noch recycleerbaar noch biologisch afbreekbaar. Museeuw Bikes heeft ook niet de intentie om deze eigenschap naar voor te brengen, want het slaat nergens op. Maar wat niet is kan wel nog komen.
Als er vragen zijn omtrent onze producten kunnen die altijd beantwoord worden. Wij weten maar al te goed dat we te maken hebben met een nieuwe technologie die vanaf nul moet opgebouwd worden op vlak van erkenning en betrouwbaarheid. Ik geef de objectieve moderator dan ook de kans om zijn bevindingen met ECHTE argumenten te staven en eventueel een rechtstreekse discussie aan te gaan in onze kantoren in Lokeren, België.
R&D Museeuw Bikes
aangezien de discussies omtrent het vlas- en vlascarbonweefsel meer en meer een hot topic lijkt te worden, heb ik mij laten verleiden om op het fietsforum een uitvoeriger technische onderbouw te geven aan de gegevens die jullie op de Museeuw-website terugvinden. Om het de lezers makkelijker te maken zal ik de punten die de moderator aanhaalt behandelen want hij heeft zich kennelijk hard vastgebeten in dit topic en stelt de juiste "vragen" maar slaat de bal in sommige van zijn replieken helaas mis.
1. "Vlas is een goedkoop weefsel"
Vlas als ruw weefsel is inderdaad een goedkope grondstof als je keukenhandddoeken, gordijnen of bedlinnen wil maken. Helaas voor composietfabricanten, maar gelukkig voor de vezel, bevatten de celwanden van het vlas pectines die de sizing van het materiaal bemoeilijken en dus de binding van de epoxy aan de vezel tegengaan. Het zijn echter de pectines die er deels voor zorgen dat de vezel aan elkaar blijft zitten en dus gedeeltelijk waar de plantvezel zijn sterkte en stijfheid haalt.
Museeuw-Bikes kan rekenen op de expertise van zijn materiaalleverancier die al een tiental jaar bezig is om het procédé verder te ontwikkelen om enkel aan de buitenkant (lees: de vezelwand) de pectines te verwijderen zonder die aan de binnenkant te verwijderen. Hierdoor behoudt de vezel zijn stijfheid en is de vezel-matrix binding optimaal. Dit is een gepatenteerd proces en Museeuw Bikes heeft het exclusiviteitsrecht op het gebruik van het materiaal geproduceerd met deze vezel in alle fietstoepassingen.
Dit is ook meteen de reden waarom Museeuw de eerste en enige is die dit materiaal gebruikt.
Al dit onderzoek en de vezelbehandelingen hebben hun prijs en de vergelijking met koolstofvezel gaat zeker op: toen carbon nog een zeer exotisch materiaal was waren het vooral de ontwikkelingskosten en de behandelingsmethoden die het merendeel van de kosten uitmaakten. Wanneer het volume de hoogte inging kwam de kostprijs geleidelijk naar beneden. Tot het punt dat de luchtvaart erop sprong en de vraag weer groter werd dan het aanbod. Maar dat brengt ons meer in een economische discussie en die wil ik hier niet gaan voeren.
De objectieve moderator vraagt zich ook af waarom de vlasvezel nog niet in de luchtvaart- of automobielindustrie wordt gebruikt. In de luchtvaart is de reden commerciëel: elke gram gespaard op de constructie betekent een extra gram cargo en op de levensduur van een vliegtuig scheelt dit fortuinen. In het geval van Glare voor de A380 zijn de bepalende factoren: de kostprijs (een A380 uit koolstofvezel zou het duurste voertuig worden ooit) en de levensduur vergroten aangezien de aanwezigheid van de glasvezel vooral de vermoeiing van aluminium vertraagt en niet zozeer de sterkte en stijheid vergroot.
In de automobielindustrie worden reeds natuurlijke vezels gebruikt in injectieprocessen. De aanwezigheid van de korte vezels verhoogt de eigenschappen van de materialen maar in structurele applicaties wordt het nog niet gebruikt. Reden is alweer commerciëel: in hoge volumes blijven metalen het beste/goedkoopste materiaal voor structurele toepassingen en voor kleine volumes maakt het niet uit want de consument betaalt toch en dan kiezen de high-end constructeurs voor koolstofvezel.
2. "Vlas heeft volledig inferieure eigenschappen"
De markt is steeds op zoek naar "the best of the best" en in de fietsindustrie gaat dit meer dan ooit op vanwege de marketingwaarde die het zinnetje "Wij gebruiken het beste materiaal" met zich meebrengt. De "50-ton"- en "60-ton"-vezels vliegen je om de oren en het is zo makkelijk voor de consument om in te beelden dat 60 "beter" is dan 50.
Een eerste aspect is het misverstand omtrent materiaaleigenschappen van composieten. Velen vergelijken composieten met metalen en vergelijken de eigenschappen ook op dezelfde manier. De grote fout die velen hierin maken is het vergelijken van vezeleigenschappen. Een ruwe vezel moet eerst nog tot composietmateriaal worden verwerkt met een harsmateriaal; in de fietsbranche voornamelijk epoxy-hars. De vezel-harsvolumeverhoudingen variëren van 50% (fietsindustrie) tot 70% en meer (luchtvaart). De epoxy-hars dient, om het hier niet al te complex te maken, om de vezelbundel bij elkaar te houden en de belasting op een efficiënte manier naar de vezel door te leiden. Dit houdt letterlijk in dat in de meeste fietscomposieten 'slechts' 50% van de stijfheid en sterkte van de vezel kan benut worden (IN TREKBELASTING!!!). Hetzelfde geldt voor het gewicht: epoxy-harsen zijn door de band lichter dan de vezels maar zullen in het uiteindelijke composietmateriaal wel 35% van het totale gewicht uitmaken. Wanneer de objectieve moderator in dit gegeven materiaaleigenschappen wil vergelijken kan ik niet anders dan de grafieken aanhalen die door een andere gebruiker van onze website zijn geplukt op p.2. (tabel met E-moduli) Zijn stellingen over Mitsubishi en Torayca vezels zijn allemaal heel interessant maar het verhaal blijft hetzelfde.
Nu is heel het verhaal om materialen te beoordelen naar hun intrinsieke kenmerken helaas kort door de bocht en houdt het helemaal geen steek. Het is veel belangrijker om na te gaan hoe de materialen gaan gebruikt worden. Een experiment uit de middelbare school is hiervan een mooi voorbeeld: geef de leerlingen een stapel van 100 A4'tjes, een nietjesmachine en vraag hen om een toren van anderhalve meter hoog te maken die sterk genoeg is om 1kg te dragen op de top. Papier kan je zonder moeite in reepjes scheuren maar voor het experiment kan het zonder problemen dienen. Hetzelfde gaat op voor alle materialen: de vorm en toepassing van een materiaal speelt een zeer belangrijke rol.
Een tweede aspect in het verhaal, en vooral in de fietsindustrie, speelt het gewicht. Kijken we terug naar het schoolexperiment: als alle leerlingen hun A4'tjes op één grote stapel leggen van anderhalve meter hoog dan kan deze toren makkelijk het gewicht van 1kg dragen en zelfs een honderdvoud meer. Maar beeld je het gewicht in van anderhalve meter papier en je komt al snel tot de vaststelling dat het misschien ook anders kan. Als je individuele kokers zou maken met de A4'tjes en die zou stapelen, gebruik je de eigenschappen van het papier in kokervorm en kom je met heel wat minder vellen toe om de toren te maken. Als je dit heel goed doet heeft dit twee gevolgen: het gewicht van de constructie is een fractie van de stapel papier en de toren kan maar net de 1kg dragen; enkele grammen meer en hij zou instorten. Dat is het proces van optimalisatie.
Het principe is dus: als je weet waar, hoe en in welke mate de belastingen in een frame zitten kan je je materiaal zo gaan benutten dat het functioneert zoals je wil met een zo laag mogelijk gewicht. Hier later meer over wanneer we dieper ingaan op de "belangrijke belastingen" in een fietsframe.
Hoe kan je nu, zonder eerst een volledig ontwerp te moeten maken en er een hele reeks computeranalyses op los te laten, nagaan of een materiaal in bepaalde toepassingen zou kunnen werken met een aanvaardbaar gewicht? Hiervoor gebruik je de "Material Efficiencies". Deze eenheden geven je een goed idee hoe materialen in een bepaalde toepassing zich gaan gedragen. De berekening is vrij eenvoudig en gaat als volgt:
Stijfheid is, per definitie, een eenheid die uitdrukt in welke mate een materiaal of constructie weerstand biedt tegen vervorming onder belasting; de stijfheid van een materiaal wordt gegeven als E-modulus of Young's Modulus uitgedrukt in GPa. Het gewicht van een materiaal hebben we eerder besproken en wordt gegeven als de dichtheid uitgedrukt in g/cc of kg/kubieke meter.
Om te vermijden dat deze tekst ons te ver gaat doen afdwalen beperk ik mij tot het geven van volgende resultaten. De efficiëntieparameter voor een dunwandige buis (lees: toepassing buizenframe) verkrijg je door de vierkantswortel te nemen van de E-modulus en die te delen door de dichtheid van het materiaal. De efficiëntieparameter van een schaalconstructie (lees: toepassing monocoque, letterlijk vertaald "één schaal") verkrijg je door de 3e-machtswortel te nemen van de E-modulus en die te delen door de dichtheid van het materiaal. De berekende waarden worden gegeven in de andere tabel op p.2.
Uit deze waarden blijkt meteen waarom koolstofcomposieten zo populair zijn geweest om er buisconstructies mee te maken: er zit een factor 2,5 op. Dit impliceert rechtstreeks dat een buis met dezelfde stijfheid in carbon 2,5 keer lichter kan gemaakt worden. Als je in dezelfde tabel glasvezel en aluminium gaat vergelijken zie je dat deze ongeveer op dezelfde waarden uitkomen. Waarom dan geen glasvezel? Omdat op het moment dat glasvezel opkwam als composietmateriaal ook de koolstofvezel aan een opmars bezig was en iedereen zich meteen richtte op het "betere" materiaal. Een puur commerciëel verhaal: waarom een frame produceren met dezelfde eigenschappen dan aluminium dat wel 5 keer meer kost om te produceren wanneer je voor dezelfde hogere kost kan winnen aan stijfheid en gewicht?
Wanneer we tenslotte naar de vlasvezelcomposieten kijken valt op dat de eigenschappen van het Vlas-UD-composiet iets beter zijn dan die van Aluminium en dat we met onze combinatie van VlasCarbon in de buurt komen van koolstofcomposieten. Hoe komt dit? Aangezien het vlas een lichtere vezel (1,4 g/cc) is dan de koolstofvezel (1,8 g/cc) kunnen we meer materiaal toevoegen aan een constructie om deze constructie stijver te maken aan eenzelfde gewicht.
Ik geef onze objectieve moderator gelijk als hij zegt dat de eigenschappen van vlas en carbon verschillen maar om halsstarrig vol te houden dat vlas "inferieur" is lijkt me een beetje te verregaand.
3. "Waarom maken ze niet een volledig frame uit vlas?"
Als je bovenstaande paragraaf goed leest wordt er enkel gekeken naar de trekstijfheid en simpele belastingsvormen die op een constructie werken. Een fietsframe is echter een complex gegeven als het op belastingen aankomt en daar moet je als ontwerper en ingenieur rekening mee houden. De meest kritische locaties in het frame zijn die plaatsen waar de krachten moeten doorgegeven worden, de verbindingen. Als er daar iets fout gaat zit je met een slap frame of breekt het na een paar rijbeurten. Bij Museeuw Bikes kiezen we voor de optie om verschillende materialen te gebruiken waar ze nodig zijn. De hoofdbuizen hebben een vrij voorspelbare belasting (trek, druk, torsie) en daar optimaliseren we het gebruik van vlas maar op de verbindingen spelen toch andere zaken mee. Vandaar dat we ervoor kiezen om deze verbindingen zo stijf mogelijk te maken en daarvoor kiezen we hoogwaardige koolstofvezels.
Een fietsframe wordt ook niet ontworpen op trekbelasting maar eerder op drukbelasting en impactbelasting (niemand wil een frame dat breekt als je je vinger ertegen zet) en laat dit nu net de zwakke eigenschap zijn van composieten. Het rendement van composieten zakt tot 15%-20% als je ze op druk gaat belasten. De belangrijkste parameter om dit te compenseren in druk- en impactbelasting is de wanddikte. Hoe dikker de wand, hoe beter de constructie bestand is tegen knik of breuk. En laat dat net het voordeel zijn van vlas. Om een vergelijkbare stijfheid te krijgen in onze constructie MOETEN we de wanddikte vergroten maar houden we het gewicht gelijk.
4. Trillingsabsorptie van vlas en fancy 3D-grafiekjes
Op p.4 heeft de objectieve moderator het over "micro-mechanics". Het zijn net deze "micro-mechanics" die in de frames van Museeuw Bikes voor de trillingsabsorptie zorgen. Wanneer je een twill carbon en een twill vlas zou uitrafelen en de individuele vezels zou gaan vergelijken is er een zeer belangrijke observatie: bij carbon zijn alle vezels identiek en bij vlas allemaal verschillend aangezien het een natuurlijk product is. We weven de twill tot een fabric en maken er een frame uit. Wanneer er in de constructie een trilling wordt geïntroduceerd zal de energie van de trilling in een koolstofframe meteen doorgegeven worden in de constructie: alle vezels zijn namelijk even stijf en hebben dezelfde eigenschappen. Omdat bij vlas de vezels in eigenschappen verschillen krijg je op twill niveau de zogenaamde micro-mechanics die een deel van de impact-energie gaan absorberen zonder dat de constructie gaat vervormen. De trillingsabsorptie zit bij Museeuw Bikes niet in een "slap" frame (zie hierboven) maar net in het gebruik van de micro-mechanics van een natuurlijk product.
Ik raad de objectieve moderator aan om het boek "Bicycle Science" van Gordon Wilson (ISBN: 978-0262731546 ) er eens bij te nemen en naar de grafiek op p.134 te kijken. Hierin staat uitgelegd dat enkel trillingen bij een frequentie tot +/- 30Hz bijdragen tot energieverlies bij een fietser. Er bestaan inderdaad accelerometers die tot 100Hz en meer sampelen maar waarom zou je die willen gebruiken als enkel de eerste 30Hz ertoe doen. Tweede punt is dat deze accelerometers die 100Hz en meer sampelen een datalogger en externe batterij vragen met allerlei bekabeling. Dit meetpakket loopt al snel op tot 1,3kg. Hoe betrouwbaar zijn je resultaten als je 1,3kg toevoegt op een frame dat amper 1kg weegt? De accelerometers die Museeuw Bikes gebruikt wegen individueel 16gram en hebben interne datalogging die gesyncroniseerd loopt; in totaal een extra gewicht van 80gram.
Ik geef iedereen 100% gelijk dat 25mm bandjes met 6-7bar druk heel comfortabel rijden! Maar als andere fietsenmerken claimen dat hun frame comfortabeler is dan de rest wil ik dat gestaafd zien met echte data. In onze testen wordt het verschil gemeten tussen de trillingen die in het frame komen en de trillingen die de rijder ervaart; enkel het frame wordt gemeten. Bandendruk heeft hier niks mee te maken en de rijder en traject is altijd hetzelfde geweest.
5. "Vlascomposieten zijn milieuvriendelijk"
Voor de composieten in hun huidige vorm is dit complete nonsens. De composieten die vandaag de dag in de fietsindustrie worden gebruikt zijn op basis van thermoharders en die zijn noch recycleerbaar noch biologisch afbreekbaar. Museeuw Bikes heeft ook niet de intentie om deze eigenschap naar voor te brengen, want het slaat nergens op. Maar wat niet is kan wel nog komen.
Als er vragen zijn omtrent onze producten kunnen die altijd beantwoord worden. Wij weten maar al te goed dat we te maken hebben met een nieuwe technologie die vanaf nul moet opgebouwd worden op vlak van erkenning en betrouwbaarheid. Ik geef de objectieve moderator dan ook de kans om zijn bevindingen met ECHTE argumenten te staven en eventueel een rechtstreekse discussie aan te gaan in onze kantoren in Lokeren, België.
R&D Museeuw Bikes
-
amclassic-fan
- Moderator
- Berichten: 24321
- Lid geworden op: 23 jun 2004 17:56
- Locatie: Leende
amclassic-fan
13 dec 2009 22:37
Ik heb gewoon een naam en dat is niet 'moderator', maar Mark...
Maar goed ik wil nog wel even voorrekenen om aan te tonen dat jullie tabel niet klopt. De Young's modulus in longitudinale richting:
E = Em * vm + Ef * vf
Nagenoeg alle fabrikanten gebruiken prepreg carbon met een vezel/epoxy verhouding van op z'n minst 60-40. Ef(iber) is in het geval van bijv M55j (wat een echt HM fiber is) 540 GPa. Laten we voor de stijfheid van de epoxy maar 3 Gpa nemen (maakt toch geen drol uit voor de uitkomst).
Vullen we het sommetje in: E = 3 * 0,4 + 540 * 0,6 = 325,2 GPa
Dat is dus even een iets ander getal dan jullie 140 Gpa! Die 140 GPa uit jullie tabel krijg je als je INTERMEDIATE modulus carbon gebruikt, zoals T300. Dat heeft een Youngs Modulus van 230 Gpa en dan kom je wel uit op 140 GPa...
Bovenstaande is toch echt 1 van de meest basale zaken als het over composieten gaat, niet bepaald rocket science...
En wat bedoelen jullie met 'Twill'? In de bovenstaande context lijkt het me dat er 'yarn' bedoeld wordt. Twill is een patroon dat geweven kan worden en ik mag toch hopen dat jullie daar niet het hele frame van maken, want in dat geval ligt pak 'm beet 30% van de vezels in een zinloze richting.
Het is leuk en aardig dat de dichtheid van vlas maar 77% van carbon is. Helaas is de treksterkte van vlas slechts 17% van carbon (T1000) en de stijfheid zit ook rond de 20% (wederom tov T1000, in vergelijking met HM is het nog veel slechter). Oftewel, die lagere dichtheid kan de bedroevende treksterkte en stijfheid totaal niet compenseren.
Jullie leggen wel erg vertrouwen in 1 bron als het aankomt op die vermoeidheid. Vermoeidheid in het menselijk lichaam is een begrip waar de wetenschap nog lang niet over uit is. Ik had niet zo maar die hogere frequenties gelaten voor wat het was. Zeker niet omdat er gewoon accelerometers zijn die tot een bandwith van 1600 Hz gaan en absurd klein zijn. Neem de ADXL345 van Analog bijvoorbeeld, hier een foto voor het formaat die ik net ff gemaakt heb:
Dus hoe dat zou leiden tot een systeem van 1,3 kg is mij een volledig raadsel. Ten tijden dat het onderzoek werd uitgevoerd waren ADXL345's nog niet op de markt, maar de voorgangers waren er al lang en de daarmee was al te meten tot enkele honderden Hz'en.
En bandendruk heeft toch echt wel invloed op wat jullie meten. Pomp je de banden harder op dan is de input een stuk groter en het lijkt me sterk dat een frame netjes lineaire reageert op verschillende trillingsamplitudes.
Maar goed hoe het kan dat in jullie test de frames niet tijdinvariant zijn heb ik nu nog altijd niet kunnen lezen...
Oh ja en 60-ton is inderdaad beter dan 50-ton, ik heb liever vezels die een treksterkte van 6000 MPa dan 5000 MPa. Maar als ik jullie was zou ik daar ook geen reclame mee maken, je maakt niet echt een goede beurt met de treksterkte van vlas die hooguit 1000 MPa is.
Maar goed ik wil nog wel even voorrekenen om aan te tonen dat jullie tabel niet klopt. De Young's modulus in longitudinale richting:
E = Em * vm + Ef * vf
Nagenoeg alle fabrikanten gebruiken prepreg carbon met een vezel/epoxy verhouding van op z'n minst 60-40. Ef(iber) is in het geval van bijv M55j (wat een echt HM fiber is) 540 GPa. Laten we voor de stijfheid van de epoxy maar 3 Gpa nemen (maakt toch geen drol uit voor de uitkomst).
Vullen we het sommetje in: E = 3 * 0,4 + 540 * 0,6 = 325,2 GPa
Dat is dus even een iets ander getal dan jullie 140 Gpa! Die 140 GPa uit jullie tabel krijg je als je INTERMEDIATE modulus carbon gebruikt, zoals T300. Dat heeft een Youngs Modulus van 230 Gpa en dan kom je wel uit op 140 GPa...
Bovenstaande is toch echt 1 van de meest basale zaken als het over composieten gaat, niet bepaald rocket science...
En wat bedoelen jullie met 'Twill'? In de bovenstaande context lijkt het me dat er 'yarn' bedoeld wordt. Twill is een patroon dat geweven kan worden en ik mag toch hopen dat jullie daar niet het hele frame van maken, want in dat geval ligt pak 'm beet 30% van de vezels in een zinloze richting.
Het is leuk en aardig dat de dichtheid van vlas maar 77% van carbon is. Helaas is de treksterkte van vlas slechts 17% van carbon (T1000) en de stijfheid zit ook rond de 20% (wederom tov T1000, in vergelijking met HM is het nog veel slechter). Oftewel, die lagere dichtheid kan de bedroevende treksterkte en stijfheid totaal niet compenseren.
Jullie leggen wel erg vertrouwen in 1 bron als het aankomt op die vermoeidheid. Vermoeidheid in het menselijk lichaam is een begrip waar de wetenschap nog lang niet over uit is. Ik had niet zo maar die hogere frequenties gelaten voor wat het was. Zeker niet omdat er gewoon accelerometers zijn die tot een bandwith van 1600 Hz gaan en absurd klein zijn. Neem de ADXL345 van Analog bijvoorbeeld, hier een foto voor het formaat die ik net ff gemaakt heb:
Dus hoe dat zou leiden tot een systeem van 1,3 kg is mij een volledig raadsel. Ten tijden dat het onderzoek werd uitgevoerd waren ADXL345's nog niet op de markt, maar de voorgangers waren er al lang en de daarmee was al te meten tot enkele honderden Hz'en.
En bandendruk heeft toch echt wel invloed op wat jullie meten. Pomp je de banden harder op dan is de input een stuk groter en het lijkt me sterk dat een frame netjes lineaire reageert op verschillende trillingsamplitudes.
Maar goed hoe het kan dat in jullie test de frames niet tijdinvariant zijn heb ik nu nog altijd niet kunnen lezen...
Oh ja en 60-ton is inderdaad beter dan 50-ton, ik heb liever vezels die een treksterkte van 6000 MPa dan 5000 MPa. Maar als ik jullie was zou ik daar ook geen reclame mee maken, je maakt niet echt een goede beurt met de treksterkte van vlas die hooguit 1000 MPa is.
‘Whatever you do, those other fuckers are doing more.’
