Kompozyt od dawna jest stosowany jako materiał konstrukcyjny w budowie samolotów, łodzi, samochodów, łopat śmigieł, nart, rowerów, itp. Zaletą jego jest duża wytrzymałość oraz możliwość nadania w dość prosty sposób zróżnicowanego kształtu. To tak w skrócie ;)
Poniżej opiszę coś co śmiało można nazwać eksperymentem, zakończonym sukcesem.

Budowa widelca do roweru mtb z kompozytu czyli w tym dokładnie przypadku przy użyciu żywicy epoksydowej i włókna szklanego.

Jako że obecnie delikatnie mówiąc producenci rowerów (głównie ram i widelców) produkują przede wszystkim to co najłatwiej jest szybko sprzedać to brakuje czasem produktów spełniających konkretne wymagania. W związku z czym postanowiłem sprawdzić czy jest możliwość wykonania widelca z założenia sztywnego i mocnego. Kto wie możliwe że to rozgrzewka przed wykonaniem ramy z kompozytu.

I tu zaznaczam od razu że widelec ma służyć/służy do roweru mtb do trialu i streetu, tak więc poprzeczka jeśli chodzi o jego wytrzymałość postawiona jest wysoko. Jednocześnie widelec poddawany jest przeciążeniom które podczas przeciętnej jazdy nie występują lub występują sporadycznie.

W konstrukcji użyłem włókno szklane oraz żywicę epoksydową. Dokładnie to dwie golenie są z kompozytu a rura sterowa to sterówka do amortyzatora, wklejona w kompozyt. Również haki trzymające koło zostały wykonane z kompozytu i wklejone we wnętrze końcówek rur. Parametry kompozytowego widelca to: 43 cm długość, 10 cm ofset, piwoty po v-brake (pod koło 24 cale), waga: 1120 gram (z wbitą gwiazdką). Zakładając że wytrzymałość i sztywność szkła odbiega od parametrów włókna węglowego postanowiłem że ciężar widelca będzie taki sam jak widelca stalowego o parametrach: długość 43 cm, z piwotami pod v-brake, ofset 55 mm jakim dysponowałem a jaki niestety w końcu zaczął się giąć, mimo że znosił bardzo dużo.

Widelec został wykonany na przygotowanej wcześniej rurce kompozytowej mającej grubość ścianek 0,4 mm. Rurki zostały odpowiednio zagięte i sklejone a następnie doklejone do odpowiednio przygotowanej rury sterowej. Następnie zostały nałożone kolejne warstwy tkaniny, itd. itd.

Wytrzymałość.

Zakładałem że widelec zostanie uszkodzony w miejscu w którym najczęściej odkształcają się widelce stalowe czyli około siedmiu centymetrów poniżej dolnego łożyska lub golenie ulegną wyłamaniu i oddzieleniu od stalowej rury sterowej. Biorąc na to poprawkę widelec właśnie w tych miejscach został stosownie pogrubiony.

Pierwsze testy były przeprowadzane bez przedniego hamulca ponieważ w początkowej fazie widelec nie miał zamontowanych piwotów pod hamulec (waga widelca wynosiła 1020 gram). Po 10 dniach żmudnego wskakiwania i zeskakiwania z murków widelec nie uległ uszkodzeniom. Również wielokrotne zderzenia z betonowym murkiem pokazały że widelec z kompozytu jest mocny. Z dalszych mocniejszych testów zderzeniowych zrezygnowałem by nie uszkodzić ramy i nie skrzywić rury sterowej.

Po zamontowaniu piwotów i hamulca v-brake i parudziesięciu lądowaniach na przednim kole jak również blokowaniu koła podczas jazdy po czym uderzaniu w nawierzchnię z zablokowanym widelec nadal jest cały i działa.

Wiedząc że widelec z piwotami bardziej mi odpowiada niż widelec którym dysponuję a który ich nie ma zapadła decyzja że widelec zostanie wzmocniony warstwą tkaniny kevlarowej. Był to też eksperyment czy tkanina zwiększy sztywność widelca. Widoczny kolor żółty na jednym ze zdjęć to właśnie kolor włókien kevlarowych.

Sztywność.

Jest do zaakceptowania. Osobiście użytkowałem różne widelce i spora część tych stalowych które mieszczą się w ciężarze do 1200 gram wykazywała lekką elastyczność. Widelec z włóknem szklanym pracuje trochę przód tył. Szczególnie przy dużych nagłych obciążeniach typu całkowite zablokowanie koła lub zderzenie z murkiem, widelec ulega cofnięciu/ugięciu co sprawne oko zauważy. Z kolei przy jeździe po kocich łbach lub podobnych nierównościach widelec zauważalnie absorbuje wibracje.

Zatem ja już wiem że widelec z kompozytu wykonany bez włókna węglowego i bez technologi skomplikowanych form i próżniowego usuwania powietrza/ściskania warstw tkaniny ma prawo działać a do tego znosić dość spore przeciążenia. Wszystkim chcącym zbudować widelec z kompozytu życzę sukcesów które to jak najbardziej są możliwe.

Jest też możliwe wykonanie widelca lżejszego mającego odpowiednią wytrzymałość, to oczywiste, jednak na pewno wymaga to użycia lepszych a zatem możliwe że dość mocno droższych tkanin i żywic.

Uwaga.

Mimo niskich kosztów produkcji i prostej obróbce kompozytu ze szkła warto pamiętać że kluczową kwestią jest poprawna umiejętność laminowania oraz odpowiednio dobrane grubości kompozytu, tak by wytrzymał obciążenia!

Bez tych umiejętności i wiedzy budowa widelca z kompozytu może skutkować produktem który szybko może ulec uszkodzeniu a więc może zagrażać też zdrowiu lub nawet życiu.

Podczas prac proporcje żywicy i utwardzacza muszą być bardzo starannie dobrane a całość bardzo dobrze wymieszana. Tkanina musi być bardzo dobrze przesycona a widelec odpowiednio pogrubiony w miejscach przenoszących największe obciążenia. Prace należy przeprowadzać w przewiewnym pomieszczeniu, stosując rękawiczki ochronne i maskę zarówno podczas laminowania jak i szlifowania utwardzonego kompozytu. To tak w ogromnym skrócie ;)

Poniżej zdjęcie widelca jeszcze przed wklejeniem haków do koła i bez kilku końcowych warstw włókna.

kompozytowy widelec

Poniżej zdjęcie widelca zamontowanego w rower i w ostatecznej wersji użytkowej
(puki co nie pomalowany).

kompozytowy widelec

Jeśli coś ciekawego pominąłem to możesz do mnie napisać, w miarę możliwości i czasu postaram się odpowiedzieć ;)