Inside Dassi: Brittisk tillverkare som använder grafen i brittiska ramar

Innehållsförteckning:

Inside Dassi: Brittisk tillverkare som använder grafen i brittiska ramar
Inside Dassi: Brittisk tillverkare som använder grafen i brittiska ramar

Video: Inside Dassi: Brittisk tillverkare som använder grafen i brittiska ramar

Video: Inside Dassi: Brittisk tillverkare som använder grafen i brittiska ramar
Video: How to make graphene 2024, Mars
Anonim

Världen för cykelbyggande i kolfiber kretsar kring Fjärran Östern, men det Hampshire-baserade varumärket Dassi har stora ambitioner att förändra det

När man går genom ett industriområde i Banbury, Oxfordshire, finns det en känsla av förväntan i luften.

Vi är här för att besöka tillverkningsanläggningen för Dassi, ett företag som siktar på att göra den första massproduktionsramen i kolfiber i Storbritannien, den första ramen som använder ett material som är 300 gånger starkare än kol och den första 3D-ramen -tryckta cykelkomponenter i kolfiber.

Inbäddat någonstans mellan en chokladfabrik och en tung verktygsfabrik, är det inte uppenbart vilket av dussinet anonymt utseende lager som används för att uppnå dessa olika tekniska underverk.

Dassis produktion sköts för närvarande av Brick Kiln Composites, ett företag som är mer hemmastadda med F1- och flygkomponenter än cykelramar.

Fabriken är bara en del av det globala navet för F1-företag i Oxfordshire.

Hur exakt Dassi-ägaren Stuart Abbott har vänt sin rymdåldersteknik mot cykelbyggandet är frågan som har fört oss hit idag.

Bild
Bild

Jag har knappt sett hans Dassi-märkta bil innan Abbott hoppar ut och upphetsat delar sin vision när han leder mig mot Brick Kilns byggnad.

Han har samarbetat med många brittiska företag för att tillverka sina cyklar, och det här är mittpunkten.

En i taget

Medan vi har sett några innovativa och imponerande brittiska rambyggare i kolfiber, har processens komplexitet ofta inneburit att produktionen involverar en man i ett rum som tillverkar skräddarsydda ramar.

Dassis ambition är något större – ett storskaligt anpassat kolprojekt som liknar Parlee och Alchemy i USA, och något som aldrig tidigare gjorts i Storbritannien.

Det är ett påstående som vi kände att vi måste ses för att bli trodda.

Jag har varit tvungen att lämna in mitt pass i förväg eftersom fabriken hanterar hemliga koldioxidprojekt och besökare måste granskas på lämpligt sätt.

Nu är jag här, det verkar något underskattat – en standardbyggnad i rött tegel i en obeskrivlig industripark. Inuti är dock en helt annan värld.

Maskinrummet

Nick Brew, produktionschef på Brick Kiln Composites, berättar för mig genom processen att bygga en Dassi-ram, men tyvärr kommer han inte att kunna visa mig en färdig produkt.

‘Att göra en ram tar två eller tre dagar, och idag kommer vi att iscensätta vissa delar av processen, säger han.

Brick Kiln arbetar med flyg-, F1- och försvarsprojekt inom koldioxid, vilket gör det till en säker plats.

Bild
Bild

Vi får inte fotografera mycket och det är inte konstigt – det ser ut som en korsning mellan ett laboratorium och en rymdstation, och det är ganska slående att Abbott kommer att kunna styra sina resurser före högprofilerade F1 och flygprojekt.

‘Dassi kommer att bli en ganska stor del av det vi gör, säger Brew.

‘Enbart i uppläggningsrummet kommer vi förmodligen att ha fyra killar som jobbar på cyklar. Det är dock en helt annan budget.’

Kopp mot tiden

Medan kostnaderna och avgifterna kan vara högre för sådana som F1-team eller flygbolag, är det till stor del ett resultat av de extrema tidskraven.

‘F1 vill ha det där och då den dagen, medan vi får lite mer tid med sånt här. F1 har alltid varit aggressiv.

Priset de betalar för den beror på att de vill att den ska gå rakt igenom besiktningen och på bilen så att de betalar en premie för en premiumdel.

Även om Dassi får en premiumdel är ledtiden mycket längre. I stället för fyra till fem dagars ledtid på bildelar har Dassi fyra till fem veckors ledtid på de flesta cyklar.’

Processen skiljer sig mycket från vad vi är vana vid med cykelkonstruktion, vilket vanligtvis görs i Fjärran Östern med en varmpressningsprocess och interna dorn för att forma ramen.

Här vid Brick Kiln är själva formarna av kol, och cykeln är formad i en enorm autoklav. Hur hittade Dassi hit?

hemfärd

Stuart Abbott grundade Dassi 2012 med fokus på brittisk tillverkning, men fram till helt nyligen hängde hans dröm lite utom räckhåll.

Med en bakgrund som arbetat för Rolls-Royce och efter att ha gjort en period som managementkonsult, kände Abbott att tiden var mogen att skapa ett nytt cykelmärke, baserat i Storbritannien, tillverkat i Storbritannien och sålt i Storbritannien.

'Vi har en unik miljö i Storbritannien,' säger han. Vi har väldigt många flygindustrier här, och ungefär 70 % av F1-industrin är också baserad här. Varför i helvete måste vi gå någon annanstans för att producera ledande teknik?’

Bild
Bild

Hans första sysselsättning inom cykling var baserad, som de flesta är, i Taiwan.

‘Jag fick ett antal ramar från Fjärran Östern och skar dem på mitten för att förstå hur de hade gjort dem. Jag valde en design som jag gillade baserat på olika krav jag hade ställt”, säger Abbott.

‘Jag gjorde några designändringar för att göra den till vår egen, och det blev Dassi-varianten.’

Varianten liknade ett populärt taiwanesiskt erbjudande med öppen form, men Abbott hävdar att han finjusterade designen för att förbättra aerodynamiken och strukturella prestanda.

Det var dock fortfarande taiwanesiskt, och det är varianten av den varianten som Dassi hoppas kunna göra i Storbritannien.

Lägg bara till grafen

Abbott var desperat efter att gå från små steg till gränsande framsteg och kläckte snabbt planer på att förbättra sin alldeles egna design med en rymdålderstillsats – mirakelsubstansen som kallas grafen.

'Jag ska visa dig något som har gjorts med det', säger Abbott innan han sträcker sig tillbaka bakom honom och drar fram en fantastisk kolfibergitarr.

‘Vi körde över den här förra veckan på parkeringen – vi körde bokstavligen rakt över den i en Range Rover, det är så tufft.’ Det finns inte en repa på den.

Det betyder inte att Dassis cyklar är gjorda helt av grafen.

‘Det är väldigt svårt att ta en enda atomtjock bit grafen och väva den till ett material. Vävningar är ungefär så här stora för tillfället, säger han och bildar en kvadrattum med fingrarna.

‘Så alla som använder grafen för att göra vad som helst gör det i kombination med annat material.’

Dassis ramar lägger till grafen till hartset som används för att binda kolfibrerna.

Tot alt utgör grafenen mindre än 1 % av den totala ramen.

Lätt men stark

Konsekvensen, menar Abbott, är betydande. "Vi förväntar oss att en ram på 800 g kommer att gå ner till 350-400 g, bara för att hållfasthetsegenskaperna är borta från listorna."

Abbbotts uppskattningar verkar lite grand innan grafenramen blev verklighet.

Den slutliga ramen är 750 g, men har fortfarande ett giltigt anspråk på att vara den lättaste aero-ramen på marknaden.

Den viktpunkten kommer dock inte att sälja en ram för 5 995 GBP av sig själv, och Abbott är snabb med att lyriska om grafens andra egenskaper.

Bild
Bild

‘Eftersom du har kemiskt förändrat grafenet och epoxin, kommer det att förbättra motståndskraften mot sönderdelning med 75 %, säger Abbott.

‘Sprickor bildas endast där du har ett mjukt material. Säg att du har använt en T300 [typ av kolfiber] för att spara pengar och stöter på en högkvalitativ Toray T800-fiber i en skarv. Som med allt som börjar arbeta hårt, börjar det spricka eller gå sönder på något sätt.

‘Du har inget riktigt sätt att stoppa det om du inte gör hela cykeln av samma material, som vi gör, eller om du använder något som grafen som förhindrar sprickor.

‘Så det handlar inte bara om styrka och viktminskning, utan också en del grundläggande kemi som hjälper cykeln att hålla längre.’

Jag har träffat ingenjörer som menar att avancerade ramar kräver en blandning av olika kolfibrer och de skulle förmodligen ta strid med förslaget att ramar med flera kol är dömda att spricka, men Abbott placerar tydligt mycket förtroende för överlägsenheten i hans process.

Abbott är lika stolt över den egenodlade delen av Dassis produktion – till och med kolet och grafenet blandas på brittisk mark av ett företag i Wales.

Produktionsprocessen görs dock inte enklare av grafens fantastiska egenskaper.

Stolthet och process

Vi är i skärrummet, där kolplåtarna tar form.

Detta är det rum som ligger närmast kylförvaringsvalvet där lakanen förvaras vid -18°C.

Temperaturen är nödvändig för att bevara hartset, som senare kommer att binda samman kolet.

Den sitter för närvarande förimpregnerad i lakanen, men vid högre temperatur börjar den stelna.

Valvet rymmer alla typer av kol, från lågvärdig Toray T300 som kostar cirka 10 pund per meter, till sådana som M55J, som går in i tusentals pund per meter.

Snart kommer det även att inrymma Dassis grafenimpregnerade kol.

Väl framme i skärrummet skärs arken med laser till de olika former som ska placeras tillsammans i formen, vilket sker nere i uppläggningsrummet.

Kontrollerat klimat

‘Uppläggningsanläggningen är en acklimatiserad plats så du måste gå in genom två separata dörrar, säger Brew.

Här placerar tekniker kolet i formar, som själva är kolfiber.

Det är ett mycket ovanligt tillvägagångssätt för cyklar, ett som vanligtvis görs med aluminiumformar, och Abbott hävdar att det förbättrar finishen på cykeln.

Kolformen, säger han, kommer att svalna i samma takt som ramen och minskar därmed risken för att spricka eller att man måste hamra ut ramen ur formen.

Bild
Bild

Formarna måste värmebehandlas noggrant genom fristående efterhärdning, vilket i huvudsak gör dem mer värmetoleranta, för att undvika deformation i autoklaven.

Trots den höga nivån på arbetet här, erbjuder cyklar en ny utmaning.

'Vi har aldrig lagt upp en cykel förut, så det är ganska långrandigt för tillfället', säger Aaron, en kompositlaminator som kommer att arbeta på Dassis cyklar.

‘Men vi kommer att ta reda på hur vi kan göra saker snabbare. Den första bilden vi gjorde tog två dagar, men den är väldigt lik många andra delar som vi gör.’

Nya utmaningar

Kommer grafen att erbjuda nya utmaningar, blanda en form och material som är nytt för teknikerna?

Abbott säger att behandlingen är nästan identisk och skiljer sig bara åt i specifikationerna för uppvärmningstemperaturer och härdningsprocessen.

När kolet har lagts i formen förseglas formen och placeras i en vakuumpåse som tvingar kolet på plats.

Sedan kommer autoklaven – en gigantisk trycksatt ugn som värmer upp kolet och hartset och binder dem till hårda kolfiber.

Vi vandrar över till huvudautoklaven, som ser ut som jetmotorn på en enorm raket och där en ram nyligen har avslutat sin cykel. Den är preliminärt öppnad, men ingenting är inuti.

‘Ah, den ramen har redan gått upp för övervåningen för att bli klar, säger Brew med ett skratt.

Den anpassade kunden

Processen ser verkligen imponerande ut trots att jag inte har sett skapandet av några faktiska ramar.

Den relativt tjocka prislappen på £6 000 verkar inte överdriven när man tänker på tekniken, men du kanske ursäktar för att du undrar om en cykel behöver samma finish som en F1-bil, eller om konsumenterna kommer att gå undan de stora varumärkena för något mer egenodlat.

Abbott hyser inte sådana tvivel.

‘Jag vill skapa en ny marknad för en lyxprodukt, säger han, och det sträcker sig utanför själva ramen.

Bild
Bild

‘Skulle det inte vara bra om du kunde få en serviceplan för din cykel som innebär att vi servar den, byter ut kedjor och kassett – oavsett vad och när det behövs?

De flesta av våra kunder vet inte ens att cykeln är borta eftersom vi har hanterat deras PA:s.’

Elitklubb

För Dassi handlar framtidsvisionen om att vara en elitklubb som förenar motorsport och cykling.

‘De relationer vi försöker skapa är inte med de människor som kommer att göra nästa bästa kedjeuppsättning.

"De relationer vi försöker skapa är med företag som Maserati", säger Abbott.

Hans vision av den här lyxiga tjänsten inkluderar även cykelns finesser, som också kommer att ståta med omfattande anpassning.

‘Vi tillverkar i huvudsak 3D-printade komponenter, men det är ett kolpulver skapat under tryck med hjälp av en laser för att i huvudsak sintra pulvret med en epoxi, säger han.

Delarna kommer att vara helt anpassningsbara till inom en tiondels millimeter. För nu har det tillämpats i praktiken med klämmor och distanser, men Abbott tror att styret och styrstammarna inte är långt borta.

‘Jag kan anpassa varje enskild del om jag vill. De är vanligtvis lättare och mer hållbara än de flesta vanliga komponenter.’

Dassividaniya

Det råder ingen tvekan om att Dassi har brutit ny mark genom att skapa en gjuten brittisk kolfiberram.

Vi måste dock fråga, varför inte gå hela svinet? Dess mirakelgrafenram är en sak av skönhet, men har liknande kurvor och geometri som varianten av en taiwanesisk katalogordning.

Kunde inte Abbott ha kastat regelboken åt sidan och gjort om själva idén med en cykel?

‘Det är en enorm kostnad att ta tillbaka en cykel som är tillverkad i Fjärran Östern, få den att fungera och tillverka den utan att behöva oroa sig för att ändra saker för radik alt, säger han.

‘Det är som vad som helst i livet – om du i grunden ändrar för många saker på en gång, hur släcker du då om det finns ett problem? Så vi ändrade geometrin något, vi ändrade de bakre stagen – de är olika av en anledning.

Vi bytte headset, vi bytte bågen på toppröret och sedan lutade vi oss tillbaka och sa att det är bra för nu.

'Låt oss lösa det där tillverkningsproblemet, så kan vi börja trimma saker. Men egentligen, behöver det se så mycket annorlunda ut om det faktiska framsteg är inom materialvetenskapen inte inom flygvetenskapen?’

Innovation eller komplikation?

Det är en rättvis poäng. Jag kan inte riktigt avgöra om Dassi har tagit ett onödigt komplicerat tillvägagångssätt för att skapa något som ser ganska generiskt ut, eller om det banar spår över okända teknisk terräng.

Jag nöjer mig med tanken att det kan vara både och.

Innan han lämnar, spricker Abbott nästan av spänning över sina planer för framtiden.

‘Vi kommer att få den första bildrutan som är helt instrumenterad. Förare kommer att kunna komma in och, bokstavligen, vi kommer att logga data om deras position på cykeln och all kraft de producerar i förhållande till stressen och påfrestningarna som mäts i ramen.

‘Det kanske fungerar, det kanske inte. Jag tror att det kommer. Det är forskning, men vi kan göra det här – det beror på arbetet med Rolls-Royce och F1, eftersom de är vana vid att mäta saker för att förbättra det.

‘Det pågår inte så mycket mätning i cykelvärlden, så vitt jag kan se.

‘Skulle det inte vara bättre om det var anpassat till individen ur antingen ett storleks- eller layup-perspektiv istället för att bara vara aerodynamiskt format?’

Han tar en stund att hämta andan. "Jag skulle ha sagt det", avslutar han lugnt.

--

Vad är grafen?

Bild
Bild

Det är framtidens kolfiber, bara bättre och redan här. Typ

Ett ultrastarkt och lätt material, en supraledare, ett supersmörjmedel, energilagringssystem, 3D-skrivarpulver och termisk isolator – grafen kan göra allt, förutom att laga din middag åt dig.

Materialet består av en enatomtjock kedja av kolatomer som formas till ett hexagon alt gitter, vilket gör det 100 gånger starkare än stål.

Ännu är det rent nanomaterial, vilket betyder att det fungerar i atomär skala, inte som en stor struktur.

När Dassi säger att dess ram är grafen, är det sannare att säga att ramen är kolfiber, med en liten grad av förstärkning från grafen.

Grafenfragmenten, som läggs till hartset, är avsedda att förstärka och förbättra ramen, och Dassi hävdar att det minskar vikten samtidigt som det ökar slaghållfastheten och styvheten.

--

Cyklarna

Bild
Bild

Vad du får för pengarna

Graphene Interceptor är Dassis flaggskeppsram och kostar £5 995.

Den är skapad i Storbritannien, innehåller grafen, väger cirka 780 g och dess kolfiberlay-up kan anpassas efter föraren.

Geometrin bestäms av de befintliga formarna, så den finns för närvarande i fem storlekar, från 50cm till 58cm.

Nästa i hierarkin sitter standard Interceptor, vilket är vad vi såg i konstruktionen, och den väger ytterligare 200g.

Båda tillverkas på beställning och specialmålade på begäran.

Rekommenderad: