Achtergrond

Dromen van koolstofvezel worden werkelijkheid: een blik op de productie van fietsen "Made in Switzerland".

3/7/2024

Vertaling: machinaal vertaald

Bijna alle fietsen van koolstofvezel komen uit Azië. Maar dat geldt niet voor de fietsen van Nostra. Een kleine carbon smederij ontwikkelt en produceert frames volledig in Zwitserland. Inzicht in een uniek, zeer complex ambacht.

De heuvels rond Einsiedeln zijn gehuld in een dikke wolkendeken. Het regent en is koud. Aan het einde van het dorp staat een klein industrieel gebouw met een grote raamgevel. Binnen brandt licht en lopen mensen af en aan. Ik ga de voormalige kantine van een grote elektronicafabrikant binnen en beland in een andere, fascinerende wereld - de wereld van Brasch Design Composites.

Een bewolkte lucht ligt boven de uitlopers van de Alpen.
Bron: Manuel Wenk

Koolstofprojecten liggen overal. Tot de klanten van bedrijfsoprichter Roman Braschler behoren particuliere klanten met speciale verzoeken zoals een campingkeuken van koolstofvezel, industriële klanten zoals de Zwitserse Bobsleebond of bedrijven die robotarmen nodig hebben voor de productie van petflessen.

Fietsers zijn sinds kort ook klant. Samen met het bedrijf Gamux Bikes uit Wangen SZ, dat verantwoordelijk is voor de kinematica, hebben Roman en zijn team een carbonfiets "Made in Switzerland" op de markt gebracht. "Een droomfiets", zoals Roman Braschler en Swen Kälin, lange tijd medewerker en medeontwikkelaar, vertellen.

Roman (l.) en Swen controleren een deel van de achterdriehoek.
Bron: Manuel Wenk

"We hebben herhaaldelijk carbon frames gerepareerd voor particuliere klanten en hebben gezien hoe slecht de kwaliteit van de afwerking vaak is. Het idee om het zelf beter te doen leeft al heel lang bij ons," zegt Roman. Swen en Roman leggen verder uit dat ze de framekwaliteit maar bij twee of drie fietsfabrikanten goed hebben gevonden. Massaproductie in Azië betekent dat de prijzen laag zijn, maar de kwaliteit lijdt eronder. Na ontelbare uren ontwikkeling is de Zwitserse carbonfiets er eindelijk gekomen: de Nostra DC (DC staat voor Down Country) heeft 130 millimeter veerweg voor en achter. Voor de racegeoriënteerde rijder kan hij worden afgesteld met 120 millimeter veerweg. De fietsen zijn niet uit voorraad leverbaar - daarom zijn ze helaas niet verkrijgbaar in onze winkel. De koper kiest zelf de onderdelen zoals verende voorvork, aandrijving, remmen, velgen of banden. Een monteur stelt de fiets samen uit het carbon frame en de gekozen onderdelen.

Het uitgangsmateriaal is meestal polyacrylonitril (PAN), dat in een meerfasenproces bij hoge temperaturen wordt verwerkt tot koolstofvezels van vijf tot acht micrometer dik. De koolstofvezels worden vervolgens ingebed in een harssysteem om zogenaamde prepregs (vooraf geïmpregneerde vezels) te maken. De hars zorgt ervoor dat de vezels aan elkaar hechten wanneer ze uitharden. De prepregs worden meestal op rollen gewikkeld. Er zijn """"""""] vezels met hoge sterkte. Vezels met hoge sterkte zijn lichter en sterker en worden met een iets ander proces geproduceerd. Voor de verwerking worden de onderdelen op maat gesneden en laag voor laag in een mal geplaatst. Na het inbrengen wordt de lucht volledig uit het onderdeel verwijderd door een vacuümpomp. Daarna wordt het verhit, waardoor de hars smelt en de koolstofvezels aan elkaar worden gebonden. Na uitharding kan het onderdeel verder worden verwerkt. Onderdelen gemaakt van koolstofvezel zijn extreem licht, stabiel en duurzaam. Perfect voor de ruimtevaart, de racerij of zelfs voor hoogwaardige fietsen.

148 carbon onderdelen voor één fiets

Voor de voorste framedriehoek legt medewerker Manon Antener de benodigde onderdelen uit op een grote tafel. Aanvankelijk sneed Manon alle 148 prepregs met de hand. Nu doet een snijplotter dit werk. Geleidelijk aan lijmt ze de blanks op de juiste plaats in de aluminium mal. Alleen deze stap duurt al een hele dag. "We plaatsen de vezels in de mallen en comprimeren alles onder vacuüm. Dit voorkomt luchtzakken, wat de duurzaamheid van het frame aanzienlijk verhoogt," legt Swen uit.

De Aziatische massaproducten worden vervaardigd met behulp van een lagekostenproces. Schuimkernen worden omhuld door vezelmateriaal zodat een frame door meerdere mensen tegelijk kan worden verwerkt. "Dit bespaart tijd en kosten, maar gaat ten koste van de precisie. Luchtzakken en ondefinieerbare vezellagen zijn het resultaat," zegt Roman. Defecte frames moeten tijdens de productie vaak worden nabewerkt.

Vroeger was het nog handwerk, tegenwoordig snijdt een plotter de onderdelen uit.
Bron: Manuel Wenk

Als alle voorgesneden prepregs in de aluminium mal zitten, worden de twee helften samengevoegd en afgedicht. De lucht wordt eruit gepompt en het aluminium blok wordt verwarmd tot meer dan 110 graden Celsius - de exacte temperatuur blijft geheim - zodat de hars vloeibaar wordt en de koolstofvezels zich aan elkaar hechten.

Het uithardingsproces is zeer complex. Het team van Roman heeft tientallen tests uitgevoerd tot alles klopte en het resultaat bevredigend was. De temperatuur moet zo worden ingesteld dat de hars goed vloeit en het vacuüm moet alle lucht afzuigen. Voor een perfect resultaat moeten de ingebrachte prepregs ook precies gepositioneerd worden. Het team verwarmt het aluminium blok voor het achterste deel van het frame (achterste driehoek) met ingefreesde verwarmingsspiralen in het gereedschap en het voorste deel (voorste framedriehoek) met een verwarmingspers. Dit is de enige manier om de warmte gelijkmatig over het grote onderdeel te verdelen. Na drie uur verwarmen wordt het onderdeel uit de aluminium mal gehaald terwijl het nog warm is. Tijdens het afkoelen trekt het metaal samen en zou het carbon frame beschadigen. Als alles in orde is, worden er op de juiste plaatsen gaten in het frame geboord voor de kabelgeleiding of de bidonhouder en wordt de titanium en aluminium hardware op zijn plaats gelijmd.

Dit alles is gemaakt in Einsiedeln.
Bron: Manuel Wenk

De achterste driehoek is volgens hetzelfde proces vervaardigd. Het is iets gecompliceerder om de voorgestanste carbon onderdelen in de smalle openingen en doorgangen te passen. De aluminium mal bestaat niet uit twee delen zoals bij de voorframedriehoek, maar uit negen delen vanwege de gecompliceerde vorm. Het ontvormen uit de uit negen delen bestaande aluminium mal is navenant gecompliceerder en tijdrovender. De swingarm, zoals de achterste driehoek ook wel wordt genoemd, bestaat uit twee delen die na uitharding aan elkaar worden gezet. Hoe dit precies in zijn werk gaat, is een goed bewaard geheim van Roman en Swen. Elke fabrikant heeft zijn eigen proces. Door de gecompliceerde vorm en de geïntegreerde kabelgeleiders is de swingarm een zeer complex onderdeel en duurt het langer om te maken dan de grotere voorste framedriehoek.

Het lakken gebeurt ook intern en kan op maat worden gemaakt. Toch adviseert Swen een standaard lakafwerking: "De meeste klanten worden overweldigd door de eindeloze mogelijkheden. Het is gemakkelijker om voor onze standaard lakafwerking te kiezen". Het duurt meer dan 50 werkuren van het inbrengen van de koolstofvezels in de mallen tot het uitharden, verven en monteren.

Schroeven tot vijf keer duurder

In Trachslau, slechts een dorp verderop, produceert een klein bedrijf alle extra benodigde metalen onderdelen. Dit zijn onder andere de 5-assig gefreesde rocker (hefboom die het frame en de schokdemper verbindt) van aluminium en de aluminium en titanium schroeven die nodig zijn voor een complete framekit. De twaalf lokaal geproduceerde bouten en aluminium onderdelen kosten ongeveer vijf keer meer dan gelijkwaardige onderdelen uit het Verre Oosten. "We richten ons op lokale waardecreatie en willen onze klanten een product bieden dat niet alleen functioneel is, maar ook ecologisch duurzaam," zegt Roman.

Het complete frame met achterdriehoek, hefinrichting en titanium bouten weegt een slanke 2200 gram. Daarmee is de fiets niet de lichtste op de markt. Roman en zijn team hebben speciale aandacht besteed aan duurzaamheid en robuustheid. Enerzijds is het de bedoeling dat eventuele valpartijen en schokken beter worden opgevangen. Aan de andere kant moet een professionele rijder alleen zijn eigen grenzen bereiken, niet die van het materiaal.

Om een zeer hoge aandrijfefficiëntie te bereiken, heeft het team gewerkt aan een bijzonder goede torsieversteviging (weerstand van het frame tegen torsiekrachten). Van het balhoofd (waar het stuur aan vastzit) tot de trapas (waar de pedalen aan vastzitten) zijn overal zeer sterke carbonvezels gebruikt. "Andere delen van het frame hebben we iets elastischer gemaakt. Met deze mix bereiken we uitstekende sterkte en stijfheid op de plekken waar dat nodig is en waar de grootste krachten worden uitgeoefend," legt Roman uit.

Roman verwijdert de swingarm van het uit negen delen bestaande aluminium blok.
Bron: Manuel Wenk

"Mensen geloven ons niet"

"We zijn ongelooflijk trots dat we met dit project kunnen laten zien dat het mogelijk is om de productie uit het Verre Oosten terug te halen naar Zwitserland. Het is nog steeds duurder. Maar met technologie en automatisering is de kans groot dat we in de toekomst concurrerend in Zwitserland kunnen produceren," zegt Roman. Het is echter niet altijd gemakkelijk om dit aan mensen over te brengen. Mensen zijn vaak ongelovig en verbaasd als ze horen dat de fietsen in Zwitserland worden gemaakt. Swen zegt dat hij potentiële klanten eerst foto's van de productie moet laten zien totdat ze het echt geloven. "We zijn gewoon niet meer gewend dat zulke tijdrovende processen in Zwitserland worden uitgevoerd," voegt Roman toe.

De fietsen worden gemaakt in deze productiehal.
Bron: Manuel Wenk

Grote plannen voor de toekomst

Het plan is om het niet te laten bij enkele tientallen carbon frames uit Zwitserland. Als het aan Roman en Swen ligt, is dit nog maar het begin. Ze willen de framekits, die rond de 7.000 frank kosten, niet alleen voor een exclusieve klantenkring reserveren. Voortdurende optimalisatie en automatisering van de productie zijn bedoeld om de kosten te verlagen. "Ons doel is dat nog meer mensen kunnen genieten van een hoogwaardige carbonfiets uit Zwitserland," legt Roman uit. Afhankelijk van de onderdelen betalen klanten tussen de 12.000 en 14.000 frank voor een complete fiets. Ongeveer hetzelfde als voor hele dure fietsen van andere fabrikanten. Tot slot onthullen de twee een geheimpje: "We hebben al een volgende, snellere fiets in de pijplijn." Het wordt een Nostra racefiets, ook gemaakt in Einsiedeln.

In de tussentijd is het weer in Einsiedeln verbeterd. De wolken maken langzaam plaats voor zonneschijn. Roman, Swen en Manon, allemaal enthousiaste motorrijders, willen 's avonds nog een fietstochtje maken. Op een Nostra, natuurlijk.

Carbon Fiets

Zou jij zoveel geld uitgeven aan een fiets?

Nee, dat is te veel voor mij
56%
Ik zou bereid zijn dat te betalen voor Swiss Made en kwaliteit
30%
Ik wil gewoon antwoorden zien
14%

De wedstrijd is afgelopen.

Omslagfoto: Manuel Wenk

161 mensen vinden dit artikel leuk

Manuel Wenk

Communications Manager

Manuel.Wenk@digitecgalaxus.ch

Als videoblogger en multimediaproducent spreekt het vanzelf dat je inhoud voorbereidt voor verschillende media en altijd op de hoogte bent van de nieuwste technologie. Bij digitec gebeurt dat vaak in de vorm van video. Als er nieuwe camera's, drones of smartphones op de markt verschijnen, wil ik ze alleen maar testen. Gelukkig werk ik bij de bron! In mijn vrije tijd ben ik graag in de bergen, of het nu gaat om skiën, fietsen of wandelen.

Achtergrond

Interessante feiten uit de wereld van producten, een kijkje achter de schermen van fabrikanten en portretten van interessante mensen.

Alles tonen

Deze artikelen kunnen je ook interesseren

Achtergrond
Fisher Price, we moeten praten!
van Ann-Kathrin Schäfer
Achtergrond
Van idee tot designer pc-behuizing: een kijkje achter de schermen bij Be Quiet
van Kevin Hofer
Achtergrond
Het nieuwe topmodel van Navee is ongelooflijk goed geveerd
van Lorenz Keller

57 opmerkingen

later

Uw gegevens. Uw keuze.

Zoek op

Dromen van koolstofvezel worden werkelijkheid: een blik op de productie van fietsen "Made in Switzerland".

148 carbon onderdelen voor één fiets

Schroeven tot vijf keer duurder

"Mensen geloven ons niet"

Grote plannen voor de toekomst

Carbon Fiets

Deze artikelen kunnen je ook interesseren

Fisher Price, we moeten praten!

Van idee tot designer pc-behuizing: een kijkje achter de schermen bij Be Quiet

Het nieuwe topmodel van Navee is ongelooflijk goed geveerd

57 opmerkingen

Top 10 categorieën

Direct naar

Carbon Fiets

57 opmerkingen

Dromen van koolstofvezel worden werkelijkheid: een blik op de productie van fietsen "Made in Switzerland".

Hoe de verwerking van carbon werkt

148 carbon onderdelen voor één fiets

Schroeven tot vijf keer duurder

"Mensen geloven ons niet"

Grote plannen voor de toekomst

Carbon Fiets

Deze artikelen kunnen je ook interesseren

Fisher Price, we moeten praten!

Van idee tot designer pc-behuizing: een kijkje achter de schermen bij Be Quiet

Het nieuwe topmodel van Navee is ongelooflijk goed geveerd

57 opmerkingen

Top 10 categorieën

Direct naar

Hoe de verwerking van carbon werkt

Carbon Fiets

57 opmerkingen