Un composite de fibre de carbone plus écologique et potentiellement moins cher

Le composite en fibre de carbone est le matériau dominant pour les produits de cyclisme haut de gamme. Mais le composite en fibre de carbone n’est pas une chose : il existe de nombreux composites en fibre de carbone. Récemment, nous avons vu un autre type de composite en fibre de carbone apparaître sur les produits de vélo.

Il y a quelques semaines, Evil a sorti son dernier produit. Nommé Loopholes, le point culminant de cette paire de roues est une jante fabriquée à partir de l’Utah CSS Composites’ Fibre de fusion. C’est la même entreprise qui fabrique les jantes pour Les essieux Revel. Lorsque Yeti a récemment abandonné son nouveau 160-E VTT, il vantait un guidon fabriqué aux États-Unis à partir d’un autre type de composite en fibre de carbone. Je vous encourage également à lire le livre de Gloria Liu excellente fonctionnalité sur Guerilla Gravity, et familiarisez-vous avec Le REIN4CED belge à mesure qu’il accélère la production.

Qu’est-ce qui relie tous ces produits : ils fabriquent tous des pièces en composite de carbone en dehors de la chaîne d’approvisionnement asiatique typique, et ils sont tous fabriqués en verteuh (mais loin d’être totalement vert) carbone thermoplastique.

Ce qui rend le carbone utilisé dans les produits ci-dessus plus écologique, c’est qu’il s’agit d’une classe de carbone différente de celle généralement utilisée pour fabriquer un vélo. Cela se résume à l’agent – la colle – utilisé pour maintenir les fibres de carbone en place. La plupart des vélos et pièces de vélo en carbone sont fabriqués avec des feuilles de fibre de carbone maintenues en place par une résine thermodurcissable (époxy). Les fibres de carbone des produits ci-dessus sont maintenues en place par un thermoplastique (polymère). Les fibres de carbone pourraient être les mêmes, c’est la substance qui maintient les fibres en place qui est différente.

La principale différence entre les deux est la « colle ». En thermodurcissable, il subit un changement chimique lorsqu’il est durci. ce qui signifie qu’il ne peut pas être ramené à sa forme précédente, non durcie. Alors qu’avec le thermoplastique, les propriétés de la colle ne changent pas lorsqu’elles sont durcies. (Si vous voulez vraiment dans les mauvaises herbes, vous pouvez rechercher sur Google le thermodurcissable par rapport au thermoplastique.)

Étant donné que les propriétés du thermoplastique ne changent pas, il peut être fondu et remoulé. Cela signifie que le matériau peut être réutilisé pour fabriquer des pièces nouvelles et différentes – recyclées – assez facilement. Un rebut de fabrication, une pièce cassée ou un produit en fin de vie peuvent être broyés pour devenir du thermoplastique renforcé de fibres courtes ; qui peut ensuite être utilisé pour fabriquer des pièces moulées par compression plus petites comme des tiges. Par exemple. si vous cassez une de ses jantes, vous pouvez la renvoyer à CSS Composites et ils la recycleront.

L’histoire continue

Le thermodurcissable est généralement considéré comme non recyclable, ce n’est pas tout à fait vrai : c’est tellement difficile et coûteux que les gens ne s’en soucient généralement pas (la recherche sur des méthodes plus efficaces de recyclage des thermodurcissables est en cours).

Outre la réutilisation et le recyclage, les carbones thermoplastiques sont également connus pour offrir un meilleur amortissement des vibrations et une meilleure résistance aux chocs que les carbones thermodurcissables. Les entreprises qui travaillent avec du carbone thermoplastique revendiquent également efficacité de fabrication: Il permet une pose automatisée (robotique), durcit plus rapidement que le thermodurcissable et la pièce sort du moule essentiellement prête à l’emploi – aucun ponçage supplémentaire ou autre travail de finition n’est nécessaire. Si vous voulez l’habiller, les thermoplastiques peuvent être enduits de poudre, ce qui est moins désagréable que la peinture humide requise par les charbons thermodurcissables. De plus, le carbone thermoplastique n’a pas de durée de conservation et il n’a pas besoin d’être conservé au réfrigérateur. Les efficacités de fabrication, en théorie, signifient des prix plus bas. Cependant, tous les produits que j’ai mentionnés ci-dessus ont un prix similaire à celui de leurs concurrents thermodurcissables.

J’ai demandé à Joe Stanish, COO de CSS Composites (la société qui fabrique les jantes pour Revel and Evil) pourquoi les roues fabriquées avec des jantes thermoplastiques ne sont pas moins chères que les roues en carbone thermodurcissable : « Elles ne sont pas moins chères. encore“, a-t-il déclaré, ” Plus tard, si nous fabriquons 100 000 jantes et que nous réalisons des économies d’échelle, nous pourrons les transmettre à un plus grand nombre de nos clients. À l’heure actuelle, ce que vous payez, c’est la technologie et l’investissement en R&D qui sont entre nos mains. Comme il y a une adoption plus large, nous pouvons obtenir des économies d’échelle en produisant pour de nombreux autres clients – sur lesquels nous travaillons – et dans l’ensemble, cela diminuera.

Donc, si le carbone thermoplastique est si génial, pourquoi l’industrie du vélo utilise-t-elle tellement plus de carbone thermodurcissable ? Principalement parce que la fibre de carbone thermodurcissable sortait de la porte plus rapidement que la fibre de carbone thermoplastique, il y avait donc plus d’expérience de travail avec le matériau. De plus, il existe une plus grande variété de matériaux. La plupart des composites et des connaissances sur les composites dans l’industrie du vélo proviennent de l’aérospatiale. Dans ce domaine, le carbone thermodurci a longtemps régné. Mais comme le l’utilisation de carbones thermoplastiques se développe dans l’aérospatiale, il en va de même de la disponibilité du produit pour notre sport.

Une autre raison de la lenteur de l’adoption des carbones thermoplastiques est peut-être qu’ils ont déjà été essayés et que cela ne s’est pas très bien passé. GT a fabriqué des versions thermoplastiques de ses vélos à suspension intégrale – le LTS et le Lobo – au milieu des années 1990 et ils étaient connus pour être… pas géniaux. Le concept derrière les vélos STS était plutôt soigné : un « burrito » continu de carbone thermoplastique (STS était l’acronyme de Single Tube System) traversait le boîtier de pédalier, le siège et les cosses de tête en aluminium CNC. Mais aussi cool qu’ils aient l’air, ce n’étaient pas de bons vélos.

Un ami qui travaillait chez GT à l’époque et qui connaissait bien le projet STS m’a dit : « Les tubes de direction sautaient comme des glaçons de vos gouttières en mars : c’était le premier problème. Le deuxième problème était que pour obtenir la rigidité que nous voulions, nous avons jeté tellement de matériau sur le cadre qu’il est devenu un cochon, plus lourd que nos cadres en aluminium.

1995 était il y a des éons dans la chronologie de la technologie du carbone thermoplastique. Les vélos STS de GT avaient des problèmes fondamentaux non liés au matériau lui-même, mais à la conception et à l’exécution des cadres. Le carbone thermoplastique d’aujourd’hui est une autre bête, c’est pourquoi son utilisation est en hausse. Pourtant, la plupart des produits en carbone thermoplastique sont actuellement conçus pour les vélos de montagne. Cela n’a rien à voir avec son aptitude aux vélos à barre de descente. Plus que tout, c’est parce que les gens derrière le truc se trouvent être des vététistes – Stanish de CSS était un coureur de descente professionnel à un moment donné.

Les pièces thermoplastiques pour la route et le gravier arrivent – bien que Revel soit une entreprise de vélo de montagne, ils offrent un version centrée sur le gravier de leurs roues thermoplastiques avec une largeur interne de 23 mm – et les propriétés d’amortissement des vibrations du matériau semblent particulièrement adaptées aux vélos non suspendus. Sans divulguer de détails, Stanish m’a dit : « Nous travaillons sur de nombreux projets sympas en ce moment. je pense [our thermoplastic] a la meilleure application dans la route et le gravier. Lorsque vous parlez d’amortissement des vibrations pour une jante de route ou, plus important encore, une jante en gravier, il y a vraiment de grands attributs avec ce matériau et les qualités d’amortissement.

J’ai un jeu de Evil LoopHoles, le guidon de vélo de montagne Yeti dont j’ai parlé et un jeu de roues de gravier Fusion Fiber est en route. Je vais donc lancer des critiques de pièces thermoplastiques dans les plus brefs délais. Je vous tiendrai au courant à mesure que de plus en plus d’entreprises adoptent le carbone thermoplastique et ce que cela signifie pour notre sport et nos vélos.

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