Karbon Jargonu: Karmasik bir agi ormek
Is karbona geldigi zaman ureticilerin kataloglarindaki pazarlama tanitimlarinin anlamini cozmek zor olabilir, bu yuzden Cyclist dokumalarin, demetlerin (tow) ve modullerin (modulus) gizemini cozmek icin iste karsinizda!
Yeni bir bisiklet almak istiyorsunuz. Tabii ki, karbon! Bolca dayaniklilik ve hafiflik saglayan ve bisiklet endustrisinin goruntusunu tamamen degistiren o mucize malzeme. Ama hangisini secmeli? Her uretici kendi karbonunun rakibinkine gore bir sekilde daha ustun oldugunu iddia eder, bunu yaparken de kafanizi “tek-yonlu” (unidirectional), “ultra yuksek modullu” (ultra high modulus) ve “1k dokumali” (1k weave) gibi tabirlerle karistirmaya calisirlar.
Bu terimlerin ne anlama geldigi veya almayi dusundugunuz bisiklet hakkinda size ne anlattigi her zaman cok acik degildir. Pazarlamacilarin kullandiklari bu tabirler hakkinda pek bilginiz olmadan bu jargonun anlamini cozmek mayin tarlasinda yurumeye benzer, bu yuzden Cyclist satis sahasinin arkasindaki gercekleri ogrenmek icin isin erbaplarina gitti.
Kalite sorunu
Karbon elyafi filamentlerden olusur. Basit bir tabirle, karbon elyaf filamenti, cogunlukla karbon atomlarindan olusan inanilmaz ince bir teldir. (karbon elyafin nasil uretildigiyle ilgili daha cok bilgi icin en asagida kirmiziyla yazili kisma bakabilirsiniz) Bu filamentlerin binlercesi demetler halinde birlesip hem guclu hem de hafif olan iplikleri olustururlar. Bu da sonra bir kumas halinde dokunur, tup ve birlesenleri yapmak uzere sekillendirilir, ve son olarak katilasmayi saglayacak bir recine ile birlestirilir. Iste karsinizda bir bisiklet!
Ama karbon elyafin farkli kaliteleri var midir? Dunyanin en buyuk karbon elyaf ureticilerinden Toray’in Ingiltere bolumunde Karbon Elyaf genel muduru olan Alan Riley “Karbon elyaf sadece tek bir yonde kuvvetlidir, bu yuzden elyaflarin hizalanmasi cok onemlidir. Kalite iste bu hizalamanin cok duzgun ve kontrollu yapilmasiyla saglanir. Dusuk kalitede bir karbon elyaf, filamentler asindigi veya kirildigi ya da elyaflarin demet genisliginin uretimden uretime degistigi bir elyaftir.
O zaman bisikletinizde yuksek kaliteli mi yoksa dusuk kaliteli mi karbon kullanildigini nerden bileceksiniz? Neyseki Riley’nin “Nihai urunun kalitesi, tedarikci olarak direkt bizim isimizi yansitiyor” seklinde soyledigi gibi, piyasada bisiklet endustrisine karbon elyaf ureten cok az uretici oldugu icin, kalite hep kontrol altinda oluyor.
Mitsubishi ve Hexcel gibi diger kuresel sirketlerle birlikte Toray de karbon elyafi toptan olarak Uzak Dogu’daki baslica bisiklet ureticilerine ve fabrikalarina tedarik ediyor, yani bu da markadan markaya kalitede cok fazla fark olmayacagi anlamina geliyor. Trek’in kompozit uretim muhendisi, Jim Colegrove, “Gorunen o ki (bisiklet) endustri(si) hangi elyafi kullandiklarini net olarak soylemek istemiyor cunku bir cok durumda rakipleri de ayni elyafi kullaniyor. Markalar, sizin yuzlerce farkli opsiyonunuz olduguna inanmanizi istiyorlar ama is farkli elyaflarin sayisina geldiginde gercekte bu cok cok az.” diyor. Ve Riley de “Hic bir markanin karbon elyaf konusunda bir ayricaligi yok” diye ekliyor.
Bununla birlikte hammadde kalitesi degisken olabildiginden, tum karbon elyaflar ayni anlamina da gelmiyor. Karbon elyafin pek cok farkli seviyesi var ve aralarindaki ana farkliliklar modulun garip bilimselligine dayaniyor.
Modullerin Saldirisi
Pazarlamaci adamin favori bir terimi de “ultra yuksek modullu” (UHM)’dur. Bu terim karbon elyafin cok dayanikli ve cok hafif (ve de cok pahali) bir seviyesini belirtir, boylece bisikletinizin de cok dayanikli ve cok hafif oldugu sonucu ortaya cikar. Ama her zaman oldugu gibi, bu o kadar da basit degildir.
Toray’den Riley “Karbon elyaflarimiz genellikle 3 seviyede siniflanir: Standart, Yuksek ve Ultra Yuksek Modul” diyor. “Ornegin Pinarello’nun (Dogma 65.1’nde kullandigi) M65’i ele alalim. Cok yuksek bir moduldur ve ipliginin kilosunun binlerce euro’ya ulasabildigi cok, cok pahali bir malzemedir.” Gercekten de Pinarello Dogma’nin pazarlama tanitimi “Dogma mevcut olan en iyi karbon elyafi kullanmaktadir: Nano-alasim teknolojili Torayca 65Ton HM 1K “ demekte ama bahsetmeyi unuttugu sey bisikletin tamaminin muhtemelen bu cok guclu, cok hafif, ultra yuksek modullu elyaftan uretilmemis oldugu.
Cervelo’nun kidemli muhendisi Richard Matthews, “Yuksek modullu (HM) malzemeleri nerelere koydugumuza azami dikkat ediyoruz cunku yuksek modul elyaflar, dusuk modul elyaflara gore nerdeyse her zaman daha dusuk saglamlik ozellikleri gosteriyorlar. Agirlik azalimi nerdeyse her zaman dayanikliliktan feragat olarak donuyor. Ancak zekice tasarlanmis lamineler ve malzeme secimleri daha az agirlik dezavantajiyla saglamligi gelistirebilirler.”
Demek istedigi, yuksek ve ultra yuksek modul elyaflar daha guclu olsalar da standart elyaflara nazaran daha narin ve kirilmaya meyilliler, bu yuzden kullanimi bisikletin uzerinde kadroyu zayiflatmayacak kuvvetlerin uygulandigi bolgelerle sinirlandirilmali.
Her seviye karbon elyaftan ne kadar kullanilacagina ve bitmis kadroda en iyi hafiflik, saglamlik ve dayaniklilik dengesini elde etmek icin nereye konacagina muhendisler karar veriyor.
ABD merkezli bisiklet ureticisi Calfee Design’dan Craig Calfee de bir gorusu tekrarliyor: "Yuksek modul karbon elyaf kullanimi genel olarak daha hafif bir bisiklet saglayacak, diger hersey ayni kalacak ama genelde de saglamliktan feragat edilecektir. Eger daha ekzotik malzemelerden mamul pahali bir bisiklete sahip olmayi maddi olarak karsilayabiliyorsaniz, ufak kazalardaki tamir veya parca degisimleri icin de karsilayabileceginize kendinizi hazirlayin.”
O zaman muhtemel yeni bisikletiniz UHM karbon elyaf kullandigini belirtse de, gercekte kadroda ne kadar UHM bulundugunu ve surus kalitesine ne kadar etkisi olacagini bilmek imkansiz. Riley, “Bence eger kullaniliyorsa UHM oldugu soyleyenebilir ama asil onemlisi UHM’nin gercekten de bisikletin hareket performansina katki yapip yapmadigidir. Yoksa sadece bir etiket yapistirir ve bu bir UHM kadrodur da diyebilirsiniz”
Colegrove, “Harika hissettiren bir bisiklet yapmak basit bir saglamlik agirlik kiyaslamasindan cok daha fazlasidir, bu yuzden sadece elyaf tipine bakmak kesin cevap degildir” diye ekliyor.
Ultra yuksek modul ile ilgili bir baska konu da karbon elyafin spesifik bir seviyesinden ziyade tedarikciden tedarikciye degisen genis bir saglamlik spektrumunu belirtiyor olmasi. Bu yuzden birinin ultra yuksek modulu bir baskasinin standart seviyesine tekabul edebilir. Pazarlama terminolojisinin kullanilmasinda daha cok seffaflik saglanana kadar tek yapabileceginiz paranizi vermeyi dusundugunuz markaya ne kadar guvendiginiz olacak.
Tek Yon
“Tekyonlu (unidirectional) kelimesi sinirlerimi bozuyor” diyor Toray’den Riley. “Cunku gercekten de herhangi bir performans gostergesi degil, sadece liflerin yonlerini belirtiyor. Tek anlami elyaflar “prepreg makine”sine dokuma kumasta oldugunun aksine sadece tek bir yonde konuluyor.”
Pazarlamacilarin bir baska laf kalabaligi olan Tekyonlu (unidirectional; UD) karbon elyaf, yukarda bahsedilen prepreg makinesinin icine konulup recineyle yapistirilmadan once ayni dogrultu uzerinde yatirilmasi. Karbon elyaflar sadece tek yonde guclu olduklari icin, bu, karbon elyaf levhalarinin agirliklari minimumdayken, (tek yonde) guclu kalmalarini sagliyor. Dokuma kumaslar farkli (genelde birbirini kesen) yonlerde giden liflere sahip olduklari icin saglamligi artirir ama agirlik katar.
Calfee’ye gore “Gercekten dokumanin UD’den daha iyi oldugu bir zaman yok. Dokuma malzemeler genelde guzel gorunum ve kesimlerde kenar puruzleri onlemek icin kullanilirlar”
Dokuma kumaslarin gorunum tarafini “Bazen insanlar eger dokuma deseni gormezlerse onun karbon elyaf oldugunu dusunmuyorlar” diyen Riley de atlamiyor.
Bununla beraber, Cervelo’dan Matthews, dokuma kumaslarin kattigi agirligin kabul edilebilecegi anlar olduguna inaniyor: “Bazi daha yuksek guc ozelliklerine sahipler ve UD’ye gore hasari daha cok tolare edebiliyorlar. Bunlarin kullanilacagi yerler sekilde ani degisikliklerin olabilecegi veya kablo delikleri gibi lokal yuksek gerilime maruz kalan alanlardir.”
Moduldeki gibi, tekyonlu karbon elyaflar, performans faydalarini ancak akilli sekilde kulanilirsa gosterebiliyorlar. Yanlis yerde cok fazla kullanimi, daha yuksek kaliteli bir bisiklete sahip oldugunuz anlamina gelmez cunku daha hafif ama muhtemelen kirilgan bir kadroya neden olacaktir. Colegrove’un dedigi gibi “Esas onemli olan, farkli malzemelerin ozelliklerinin dikkate alinmasiyla durumun degismesi geregidir.”
Keyiflendiren Recineler
Pazarlama jargonunda daha az bahsi gecen bir alan recinedir. Recine, gevsek lifleri birlikte tutan ve bir kez firinlanip sertlestikten sonra butun yapiyi rijit hale getiren bir yapistiricidir.
Colegrove’un recinelerin neden ustune dusulmedigiyle ilgili kendi dusunceleri var: “Bu, endustrinin hakkinda konusmak istemedigi birsey. Karbon elyaflar tek basina zaten yeteri kadar karmasik. Eger bir anda duzunelerce farkli recine sistemleri oldugunu ortaya atmaya baslarsak, aman tanrim, iste o zaman endustrimizin hazir olamayacagi veya kabul edemeyecegi bir karmasiklik seviyesine girmis olursunuz.”
Epoksi recineler tabii ki parlak siyah karbon elyaflar kadar seksi degiller, belki de bu yuzden pazarlamacilar onlara cok fazla dikkat etmiyorlar. Ve su da bir gercek ki, iyi bir recine, dusuk kalite bir karbon elyafi makyajlamayacaktir - kadronun saglamligi yine de daha cok karbon elyafin modulune dayaniyor olacaktir. Cervello’dan Matthews de ayni seyi soyluyor: “Saglamligi esas saglayan elyaf ozellikleridir; recinenin toplamda saglamliga etkisi cok azdir”
Ancak recine potansiyel bisiklet alicilarinin ilgilenmesinde fayda olan bir konu, zira bir karbon bisikletin yolda ne kadar iyi olduguna karar verdiren faktorlerden bir tanesi olabilir.
Colegrove, “Yuksek performansli recineler, size daha yuksek ozellikler saglayacaktir - daha iyi dayaniklilik elde edersiniz, ayrica lifleriniz de daha iyi pozisyonlanir boylece daha guclu olduklari icin, bu elyaflara daha iyi yuk transferi elde edersiniz. Butun bu seylerin sizin icin calismasini istersiniz.”
Pinarello’nun Dogma icin olan pazarlama aciklamasini hatirladiniz mi? “Nano-alasim teknolojisi” diye bahsettigi sey Toray tarafindan gelistirilmis olan recinedir. Riley, “Pinarello icin olan tescilli nano-alasim recinemiz, icine serpilmis cok ince nano-taneciklere sahiptir, bu da darbelerin absorbe edilmesine yardimci olmaktadir. Bu da recinenin performansa etki ettigi bir alandir.”
Insanlarin bilime duskunlugunun normallestigi bir dunyada, recineler pazarlamacilar icin yeni bir mecra olacak, bu yuzden gelecekte ‘nano-tanecikler’ ve tipleri hakkinda daha cok sey duymaya kendinizi hazirlasaniz iyi olur.
Basari Recetesi
Karbon elyafin hayranlik veren bir malzeme oldugunu ve ileri duzey recinelerle birlikte tutulan, daha saglam ve daha hafif karbon elyaf icin de daha fazla para gerektigini kimse inkar edemez. Ama surasi da kesin ki en iyi malzemelere sahip olmak en iyi bisiklet olmanin garantisini saglamiyor. Riley’nin dedigi gibi: “Yanlis ellerde bisikletin performansi icin zararli etkileri olabilir. Her zaman kalite kontrol altinda olmali”
Karbon bisiklet yapimindaki sanat ve bilim, hangi karbon elyaf tipinin kullanilacagina, kadroda nereye konacagina ve hangi yonde olduguna dayaniyor. Cervelo’dan Matthews, “Her kadronun maliyet, saglamlik, agirlik ve diger performans hedefleri icin farkli gereksinimleri vardir. Her zaman bu gereksinimleri karsilayacak sekilde malzemeleri uyarlar ve beraber tasarlariz.”
Trek’ten Colegrove, malzeme listesini okuyarak ve hatta bisikletin kendisine bakarak bile kalitesini soyleyebilmenin o kadar da kolay olmadigi konusunda hemfikir: “Bu zor cunku insanlar laminenin kalitesinin ne oldugunu disardan goremiyorlar. Tek gorebildiginiz yakisikli bir boyama isi. Firma hakkindaki fikrinize guvenmek zorundasiniz - firmanin iyi kaliteye, iyi hassasliga, malzeme secimi konusunda tutarli olduguna, muhendislige ve islemlere sahip oldugunu dusunuyor musunuz, ve kendinize 'X firmasindan satin aldigim urunle ilgili gonul rahatligiyla iyi hissediyor muyum?’ diye soruyor musunuz?”
Pazarlama brosurlerindeki jargonun ne kadar etkileyici oldugu o kadar onemli degil. Bir bisikletin kalitesinden oyle veya boyle emin olabilmenizin tek yolu simdi hemen disari cikip onu kullanmaniz.
========================================================
SIHIRLI SIYAH MADDE
Karbon Elyaf Nasil Yapilir?
Karbon elyaf ureticisi Alan Riley, “Kullandigimiz hammadde, petrolden uretilen Akrilonitril’dir (AN), burdan da bir cesit beyaz elyaf olan Poliakrilonitril (PAN) yapilan bir prosese gecilir.
Hexcel Kompozit’ten Teknik Destek Muhendisi LaRhea McBee ekliyor: “Ikinci adimda, karbon elyaf uretilmesi icin PAN, isil islem ve gerdirmeyle oksidasyon ve karbonizasyona tabi tutulur. Karbon Elyaf’in modulu direkt olarak isil islemin son sicakligiyla ilgilidir.”
Sicaklik 400 ila 1200 C derece arasinda yukselirken, karbonun sirali mikroskopik ‘kristalleri’ ortaya cikarak, McBee’nin dedigine gore “Kristallerin lif yonleri dogrultusunda siralanmasi ve yerlesimi gelistirilir”. Isil islem daha sicak oldukca, modul daha yuksek olur ve en yuksek modul karbon elyaflarin fiyatina yansayan maliyet iste bu yogun sicakliklardaki calismanin bedelidir.
Riley “Bisiklet endustrisinde bizim isimiz esas olarak karbon elyaf hammadde ipligidir. Bu, onu bir tekstil kumasi haline getirecek bir dokuyucuya gonderilir, ordan da prepregger makinesine (sertlestirilmemis recine eklemek uzere) gonderilir, ordan da kadrolarin yapildigi kaliplara gider."
========================================================
JARGONU BITIRIN!
Karbon deyimleri icin hizli bir rehber
Kompozitler: Orjinallerinden farkli ozelliklere sahip bir malzeme yapmak uzere iki (veya daha fazla) malzemenin bilesimidir. Burada kompozitler genelde karbon elyafla recinelerin bilesimini ifade eder.
PrePreg: Kadro ve komponent uretmek icin ureticiler tarafindan kaliplanabilecek ve tabakalar haline getirilebilecek, sertlestirilmemis haldeki, epoksi recineler ile emprenye edilmis karbon elyaf levhalari.
Gerilim: Belirli bir yapidaki gucun siddetinin, muhendislik anlaminda olcusu. Ornegin bir ton gucun 1 mm kalinligindaki life yaptigi gerilim, 100 mm kalinligindaki urgana yaptigindan daha fazladir. Hesap kolay: Gerilimi elde etmek icin gucu, onu destekleyen alana bolun.
Modul: Bir malzemenin orjinal uzunluguna oranla yuzde cinsinden gerdirilmesi icin gereken gerilimin belirttigi saglamlik olcusu. Ultra yuksek modul karbon elyaf terimi, bisiklet ureticileri icin mevcut en saglam karbon elyafi ifade etmek icin kullanilir.
Tow: Bir Karbon elyaf ipligini olusturan filament demeti. 1K tow, elyafin tow’unda 1000 filament oldugu anlamina gelir. (cok cok ince bir elyaftir) Diger tow’lar 3K, 6K, 12K vb. muhteva eder. Tow’un gerilim ozellikleri 1K, 3K veya 6K olsa da ayni kalir.
Sayilara -ucreti karsiliginda tabii ki- online olarak ulasmak isteyenler su linkten inceleyebilirler: (link)
