TEIL VIER:
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Muc-Offs Investition in branchenführende Ausrüstung ist der deutlichste Beweis für unser Engagement für einen wissenschaftlichen Ansatz bei der Entwicklung von Fahrradschmierstoffen. Von hochentwickelten Tribometern bis hin zu maßgeschneiderten Dynamometern, von industriellen Mikroskopen bis hin zu 3D-Druckern ist die neue Forschungs- und Entwicklungseinrichtung in unserem globalen Hauptsitz an der Südküste Englands mit hochmoderner Ausrüstung ausgestattet. In echtem James-Bond-Stil wurden die Namen unseres unglaublichen Forschungs- und Entwicklungsteams geheim gehalten – sie sind im Moment zu schlau, als dass die Welt sie preisgeben könnte.
Tribometer sind hochentwickelte Maschinen, die reibungserzeugende Bewegungen auf eine Weise nachbilden, die stufenlos steuerbar ist. Die mechanischen Kontakte, die in einem Fahrradantriebsstrang auftreten, können isoliert und in jeder Hinsicht reproduziert werden, um ihre Wechselwirkung mit einem Schmiermittel und dessen Wirksamkeit zu testen.
Die separaten Testphasen – präzise konstruierte Module, die an das Tribometer angeschlossen werden – können verwendet werden, um Standardtests nachzubilden, wie sie von der American Society for Testing and Materials (ASTM) definiert werden, oder um neue, vom Benutzer entwickelte Tests zu unterstützen. Unsere neuartige, vom National Physical Laboratory entwickelte Linienkontakt-Testmethode mit hochfrequentem hin- und hergehendem Tribometer ist ein gutes Beispiel dafür.
Die Tribometer bieten ein extrem hohes Maß an Genauigkeit. Leistungsstarke elektronische Sensoren erzeugen wertvolle Echtzeitdaten, die auch für Analysen nach dem Test aufgezeichnet werden können. Durch die Verwendung von Metallproben bekannter Härte und Oberflächenbeschaffenheit anstelle von Antriebsstrangkomponenten werden bei Tribometertests außerdem unvermeidliche Abweichungen von der Fertigungstoleranz vermieden. Diese Testcoupons können auch so angefertigt werden, dass sie die verschiedenen Oberflächenbeschichtungen nachbilden, die von verschiedenen Kettenherstellern verwendet werden. Eigenschaften wie die Saugfähigkeit spielen eine große Rolle bei der Effizienz eines Schmiermittels.
Der Einsatz von Tribometern hat unsere Entwicklungsprozesse erheblich beschleunigt. Bisher wurde unsere Entwicklungsarbeit ausschließlich mit dem Leistungsprüfstand durchgeführt. Obwohl der Leistungsprüfstand an sich schon ein hochentwickelter Prüfstand ist und noch immer unser bevorzugtes Werkzeug für anwendungsspezifische Tests ist, erfordert er einen iterativen Ansatz, der zeitaufwändig ist.
Tribometer haben auch die Breite und Reichweite unserer Tests erhöht. Während prüfstandsgeführte Tests die Effizienz von Hochleistungsprodukten am effektivsten messen, haben Tribotests den Vorteil, dass sie auch den Verschleiß berücksichtigen, was sie zu einem unglaublichen Werkzeug bei der Entwicklung langlebiger Produkte macht. Am wichtigsten ist jedoch, dass Tribometertests ein hohes Maß an Wiederholbarkeit bieten. Der Grad der Präzision wird durch eine so genaue Kontrolle über die Konfiguration der vielen Testparameter (Geschwindigkeit, Last, Drehmoment, Bewegung, Richtung usw.) erreicht.) erhöht die Wahrscheinlichkeit erheblich, bei jedem Testdurchlauf das gleiche Ergebnis zu erzielen.
Unser preisgekrönter Kettengliedprüfstand, der zur Entwicklung von Schmiermitteln und zur Vorbereitung von Ketten für Tour de France-Siege, UCI-Stundenrekorde und olympische Endrunden verwendet wird, spielt bei unseren Tribologietests eine entscheidende Rolle. Vom berüchtigten und anonymen Dr. M, Technischer Leiter für Forschung und Entwicklung bei Muc-Off, unser „Dyno“ bleibt der Schwerpunkt unserer Anwendungstests. Unser Forschungsprojekt mit LGC und NPL bestätigte die Genauigkeit unseres Dyno von 0,005 W. Sein Volllastmodus bietet einen Überblick über die Effizienz des Antriebsstrangs, der sich aus der einfachen Ableitung der vom System abgegebenen Wattleistung von der vom Antriebsmotor aufgebrachten Wattleistung ergibt. Der Spannungsmodus hingegen wird verwendet, um die Wirkung eines Schmiermittels präzise zu messen.
Im Spannungsmodus kann der Prüfstand als „Umlaufkraft“-Gerät beschrieben werden, das Drehmoment in die Kette „einschließt“ und die Kette unter Spannung setzt, um sicherzustellen, dass der erfasste Kontaktdruck der Anwendung entspricht. Der Antriebsmotor dreht das Kettenblatt, während sich das Kettenrad frei dreht. Die zum Drehen der Welle im Antriebsmotor erforderliche Leistung ist daher die gleiche wie die, die von der Kette als Reibung abgeführt wird. Dies ermöglicht eine genaue Messung des Reibungsleistungsverlusts.
Die Fähigkeit des Prüfstands, reale Bedingungen zu simulieren, ist umfassend. Im Etappenmodus umfasst er beispielsweise die Routen der Tour de France, die in unserer Forschungs- und Entwicklungseinrichtung anhand von Daten, die auf der Straße von am Fahrrad montierten Geräten erfasst wurden, Meter für Meter und Schicht für Schicht nachgebildet wurden.
Unser Contour White Light Interferometer ist ein leistungsstarkes optisches Messinstrument; ein Industriemikroskop, das die Oberflächentopographie einer Komponente oder einer vorbereiteten Probe in höchster Auflösung darstellen kann. Das Interferometer verwendet einen Algorithmus, um die Wechselwirkung zwischen seiner eigenen Lichtquelle und dem von der gemessenen Probe reflektierten Licht zu messen und eine mikroskopische Welt aus „Hügeln“ und „Tälern“ auf der Oberfläche eines Objekts darzustellen.
Es ist vielleicht irreführend, überhaupt von Mikrometern zu sprechen. Die Tribologie hat ihre eigenen mathematischen Lösungen für die Herausforderung, infinitesimale Rauheit oder „Unebenheiten“ zu messen. Die Wissenschaftler von Muc-Off bestimmen verschiedene Höhen- und Volumenparameter von Oberflächen. Als Beispiel verwenden sie die Ra-Berechnung, die durch Messen der Oberflächenabweichung von einem „arithmetischen Mittel“ erreicht wird – dem Durchschnittspunkt zwischen den Spitzen und Tälern auf einer aufgerauten Oberfläche. Während wir unsere eigenen Tribometer-Testproben herstellen, wird das Polieren dieser Metall-„Token“ an Spezialisten ausgelagert, um die für einen bestimmten Test erforderliche präzise Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen.
Unsere Wissenschaftler verwenden den 3D-Drucker von Muc-Off, um eine Reihe von Objekten zu erstellen, von hochmodernen Prototypkomponenten, von denen einige mit McLaren entworfen wurden, bis hin zu Vorrichtungen, Gussformen und Halterungen für maßgeschneiderte Tests. Da er mit einer Reihe von Materialien drucken kann, darunter auch Kohlenstoff, ist er ein unschätzbares Werkzeug für unsere Maschinenbauingenieure, Chemiker und Tribologen.
1 - Eine Laserquelle sendet einen Laserstrahl, um das Material zu verfestigen.
2 - Der Aufzug hebt und senkt die Plattform, um das Verlegen der Schichten zu erleichtern.
3 - Der Behälter enthält das Material, aus dem das 3D-Objekt hergestellt wird.
4 - Das 3D-Objekt entsteht, indem Teile übereinander geschichtet werden.
5 - Zu den Materialien können Kunststoff, Harz und Polymere gehören.
Ein additiver Schichtherstellungsprozess bildete das Herzstück unseres Lightweight Oversized Precision System, das für Mikel Landa, den Spitzenreiter des Teams Bahrain-McLaren, für das entscheidende Zeitfahren der 20. Etappe der Tour de France 2020 entwickelt wurde. Die nicht verhandelbaren Zeitvorgaben des Projekts inspirierten unsere Ingenieure dazu, Titan als Material für den Käfigkörper auszuwählen. Seine komplexen Geometrien wurden durch Drucken mit einer Präzision erreicht, die über das hinausgeht, was mit herkömmlichen Frästechniken erreicht werden konnte.
Während diese Ausrüstungsgegenstände oft einzeln mit großer Wirkung eingesetzt werden, entfalten sie ihre volle Wirkung erst richtig, wenn sie zusammen verwendet werden, um Ketten für die schnellsten Rennteams der Welt zu reinigen und zu optimieren. Teams wie INEOS Grenadiers und EF-NIPPO Education schicken bis zu 100 Ketten auf einmal, die dann auf dem Prüfstand auf ihre Effizienz geprüft werden. Diese Ketten werden dann in einem Ultraschallbad mit einem hochmodernen Reinigungsmittel gereinigt, bevor sie gebürstet werden. Anschließend werden sie mit einer Luftleitung getrocknet, dann in einem Ofen, bevor dieser Vorgang wiederholt wird. Dann kommen sie auf den Prüfstand, wo sie geschmiert und für optimale Effizienz mehrmals eingefahren werden, bevor das gewünschte Schmiermittel aufgetragen wird. Sie werden ausgiebig getestet, um Daten zu sammeln, die zusammen mit den behandelten und nun ultraschnellen Ketten an das Team gesendet werden, bereit für die härtesten Rennen der Welt.
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