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想象一下有這么一件絕密的東西，絕密到甚至連制造的人都說(shuō)不清它是什么。在1990年吉姆·科萊格羅夫（JimColegrove）加入這支從事OCLV（最優(yōu)致密碳纖）項(xiàng)目研發(fā)的團(tuán)隊(duì)以前，就從事這種軍事與航空復(fù)合材料工程團(tuán)隊(duì)的工作。吉姆目前是這支團(tuán)隊(duì)的首席工程師，并且為T(mén)REK的碳纖材料生產(chǎn)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

我們十分榮幸能夠在吉姆的帶領(lǐng)下，從頭到尾地參觀TREK位于沃特魯?shù)奶祭w維自行車(chē)生產(chǎn)基地。稍事休息，我們將會(huì)看到TREK的OCLV碳纖自行車(chē)到底是如何在威斯康星州一步步制造出來(lái)的。

在任何碳纖材料進(jìn)入生產(chǎn)線之前，TREK自行車(chē)的所有設(shè)計(jì)工作都已經(jīng)在高級(jí)復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室（ACL）展開(kāi)了。你可以把這個(gè)實(shí)驗(yàn)室看做是一個(gè)測(cè)試機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于是一個(gè)小型的生產(chǎn)線，所有新型碳纖材料的設(shè)計(jì)和連接都要在這里進(jìn)行測(cè)試。近些年來(lái)，我聽(tīng)到過(guò)兩種有關(guān)TREK的碳纖自行車(chē)的傳言：一是TREK從未在美國(guó)本土生產(chǎn)碳纖自行車(chē)，二是一旦TREK的海外工廠被授權(quán)生產(chǎn)OCLV，就意味著美國(guó)本土不再生產(chǎn)自行車(chē)了——每條都看起來(lái)像是真的一樣。從TREK在威斯康星州生產(chǎn)碳纖制品開(kāi)始，他們就在緩慢地將生產(chǎn)向海外轉(zhuǎn)移，以保持競(jìng)爭(zhēng)力。TREK在產(chǎn)品質(zhì)量控制、測(cè)試與生產(chǎn)環(huán)節(jié)投入了大量的資金和精力，使得在海外生產(chǎn)的自行車(chē)同樣可以達(dá)到TREK在美國(guó)本土的標(biāo)準(zhǔn)。

但是最高端的碳纖自行車(chē)還是大部分在威斯康星州本土生產(chǎn)，并且工廠還是在正常出貨。

在ACL的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)到處是同樣的碳纖切割和沖壓工具，但是數(shù)量并不多。這里就是生產(chǎn)碳纖車(chē)架原型的地方，很可能TREK贊助的專業(yè)車(chē)手們使用的車(chē)架也是以同樣的工序在這里生產(chǎn)的。我們?cè)谶@里聽(tīng)到最多的關(guān)鍵詞就是質(zhì)量、精度和重復(fù)。圖中上方的藍(lán)色機(jī)器是單個(gè)碳纖車(chē)架的成型機(jī)器（后文有詳細(xì)介紹），下面是一臺(tái)計(jì)算機(jī)輔助碳纖裁剪臺(tái)。

圖中，一名工人正在連接Madone或者Domane車(chē)架的五通和后下叉。墻上掛著幾款有意思的車(chē)架，可惜我不能靠近去拍一個(gè)特寫(xiě)。ACL還有自己的冰箱，用來(lái)存放未加工的碳纖材料，冰箱旁邊綠色的爐子便是用于車(chē)架成型的固化爐。

一旦設(shè)計(jì)方案定稿，通過(guò)了測(cè)試和批準(zhǔn)，便可以在TREK內(nèi)部的復(fù)合材料生產(chǎn)線上開(kāi)工了。吉姆半開(kāi)玩笑似地提醒我們禁止拍照——除非吉姆同意。

走進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，你會(huì)看到儲(chǔ)存有大量碳纖材料的冷庫(kù)，里面存放著所有預(yù)浸（用樹(shù)脂預(yù)浸碳布以備成型）過(guò)的碳布輥筒，整齊的排放在右側(cè)備用。這些碳布在使用之前只能存放兩周，TREK每次取走的數(shù)量大約是不到一周的生產(chǎn)用量。但是要注意：碳布冷庫(kù)里不能存放任何食物和飲品！如果你像我一樣好奇的話，可以算一下，每卷碳布重達(dá)70磅，每磅價(jià)值35到40美元，算一下會(huì)發(fā)現(xiàn)地板上一共堆放著價(jià)值超過(guò)2.2萬(wàn)美元的碳布！

未經(jīng)處理的碳布會(huì)被用各種方式裁剪成便于加工的片狀。第一張照片中帶有黃條的機(jī)器是其中一臺(tái)裁剪工具，既可以直接裁剪碳布，也可以將成卷的碳布展開(kāi)鋪在裁剪臺(tái)上進(jìn)行人工裁剪。像許多自行車(chē)廠商一樣，TREK同時(shí)使用單向和編織的碳布，但是我們所能見(jiàn)到的大部分是UD碳布（譯者注：UD碳布全稱叫做UNIDIRECTIONAL CARBON，單向碳纖維預(yù)浸碳布，韌性較低，定向剛性和強(qiáng)度較高）。編織碳布多用在碳纖制品的表層作為裝飾，同時(shí)也可以增強(qiáng)車(chē)架的性能。UD碳布中所有的碳纖維都是朝著同一個(gè)方向排布的，因此UD碳布的強(qiáng)度更高，同時(shí)也允許工程師根據(jù)車(chē)架的特殊要求來(lái)裁剪相應(yīng)的接頭。雖然TREK曾使用過(guò)三菱公司的碳布，但是現(xiàn)在向赫氏公司和東麗公司采購(gòu)碳布。你或許聽(tīng)說(shuō)過(guò)TREK所使用的碳布中有一部分是不允許在非北約國(guó)家使用的，這的確是事實(shí)，這也是TREK的高端車(chē)仍然在美國(guó)本土生產(chǎn)的原因之一。事實(shí)上，這些高模和超高模的碳布是被劃分為戰(zhàn)略物資的，不允許出口到非北約國(guó)家，以防止他們使用這些碳布制造武器而不是自行車(chē)。同時(shí)，使用的碳布不同，也就意味著美國(guó)本土和海外生產(chǎn)的車(chē)會(huì)存在差異。

每一卷碳布在生產(chǎn)出來(lái)之后都會(huì)在表面印刷一些數(shù)字標(biāo)簽來(lái)表明所使用的材料。吉姆提到航空航天用的碳部件之所以如此昂貴，其中一個(gè)原因就是要反復(fù)核實(shí)所使用的材料是他們所需要的，直到最終制成產(chǎn)品。如果機(jī)翼出了問(wèn)題，那么就會(huì)追查到工廠出廠的每一批材料。對(duì)于自行車(chē)的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，完全不需要搞這么多措施，因此整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的成本相對(duì)來(lái)說(shuō)就低了很多。

編織碳布表面貼的紅色薄膜，或者叫牽引條（覆蓋著12,000根碳纖維）是一卷碳布的自由端。有了這層薄膜，碳布在卷起來(lái)之后就不會(huì)互相粘連在，當(dāng)碳布鋪展開(kāi)之后就可以把它撕掉了。

當(dāng)碳布鋪展在裁剪工作臺(tái)上后，激光引導(dǎo)系統(tǒng)就會(huì)投下激光圖案來(lái)標(biāo)明哪些地方需要裁減，如何去裁減。激光的移動(dòng)速度非常快，你用眼睛看到的是一副完整的圖像，但是用相機(jī)去拍攝時(shí)只能看到一部分的圖像，這一部分圖像就是在相機(jī)快門(mén)的時(shí)間內(nèi)激光所走過(guò)的路徑。在碳纖維布裁剪成片后，他們使用一種高科技的標(biāo)記系統(tǒng)做出永久性標(biāo)記以區(qū)分每一塊碳布。

有一些形狀復(fù)雜的碳布?jí)K難以手工裁剪，由計(jì)算機(jī)控制的裁剪裝置就會(huì)迅速裁剪出上百塊相同的碳布。裁剪時(shí)的布局要求盡可能地少浪費(fèi)材料，就算是不能繼續(xù)裁剪的下腳料也要回收處理�；厥盏南履_料被送往位于南卡羅來(lái)納州的材料處理技術(shù)中心進(jìn)行強(qiáng)化熱塑處理，用于制造航空航天、汽車(chē)工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備以及娛樂(lè)裝置。TREK回收三種類(lèi)型的碳布，包括上面提到過(guò)的未加工的預(yù)浸碳布、與要求不一致的部件（沒(méi)有達(dá)到精度要求的零件等）以及質(zhì)保期內(nèi)回收的車(chē)架。

如右圖所示，當(dāng)碳布被裁剪成小塊的布料后，會(huì)被整齊的擺放在相應(yīng)的抽屜里。每個(gè)抽屜里面的碳布的形狀和大小都是一樣的，相當(dāng)于只有一塊碳布，只能用在某一輛自行車(chē)的某個(gè)地方。當(dāng)進(jìn)行到車(chē)架的組裝工序時(shí)，所需使用的帶有標(biāo)簽的碳布?jí)K就會(huì)被挑揀出來(lái)貼合在相應(yīng)的位置上，同時(shí)碳布上的標(biāo)簽也會(huì)作為區(qū)分自行車(chē)的標(biāo)識(shí)。下次再見(jiàn)到這塊碳布的時(shí)候，可能就是2013款Madone發(fā)布的那個(gè)周三了！

盤(pán)子里準(zhǔn)備了許多經(jīng)過(guò)復(fù)雜設(shè)計(jì)的小部件，工人們將它們裝配在預(yù)先成型的結(jié)構(gòu)體上，然后送往模具中進(jìn)行進(jìn)一步的成型。圖中好像是在生產(chǎn)車(chē)架的后下叉或者是前叉的叉腿，放大一下圖片來(lái)看看究竟需要多少片碳布才能制作出一個(gè)叉腳！

一些比較大的結(jié)構(gòu)體，比如立管的連接處，就要將碳布一片一片地貼在模具里。工廠里有許多教具供工人實(shí)習(xí)，確保在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，每一片碳布都能完美地貼合在相應(yīng)的位置。圖中就是一個(gè)連接車(chē)架上管、頭管和下管的模具。

當(dāng)所有的碳布貼合到位后，OCLV氣囊就會(huì)以一定的方式放置在合適的位置，然后就可以扣合模具了。OCLV的成型過(guò)程是一個(gè)高度保密的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，當(dāng)然也就不允許我們拍照了。模具會(huì)被接入480伏的高壓電源并施以巨大壓力，可以想象，模具里面的碳纖材料承受著極高的內(nèi)外雙重高溫高壓的作用，從圖中可以看到模具現(xiàn)在的溫度是華氏195度（約91攝氏度）。圖中只展示了TREK幾個(gè)比較小的成型工作區(qū)，我身后的工作區(qū)有圖片中的三到四倍大。

經(jīng)過(guò)一定時(shí)間高溫高壓的煎熬，車(chē)架終于可以從模具里拿出來(lái)了，隨后便會(huì)使用圖中所示的各種檢測(cè)工具進(jìn)行質(zhì)檢。經(jīng)過(guò)質(zhì)檢的車(chē)架便會(huì)根據(jù)訂單進(jìn)行分組。但是這并不是最終的質(zhì)檢，只是為了確保這些部件可以進(jìn)行下一步的加工。每一道質(zhì)檢程序都非常嚴(yán)格，確保最終生產(chǎn)出的每一件產(chǎn)品都不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

碳車(chē)圈？沒(méi)錯(cuò)，它們也是在這里制造的。圖中已經(jīng)制作好的車(chē)圈擺放在桌子上，旁邊一名工人正在打開(kāi)制作車(chē)圈的模具。

一張留影證明我確實(shí)在威斯康星州。坐落在威斯康星州的工廠都會(huì)引用一句文斯·隆巴迪的勵(lì)志名言。

如果車(chē)架、零件或是輪子需要后續(xù)加工，那么它們還要進(jìn)入其他車(chē)間�？隙ㄟ�會(huì)有人納悶，機(jī)器到底在哪里？圖中，一個(gè)Speed Concept計(jì)時(shí)賽車(chē)架正在使用CNC機(jī)床進(jìn)行內(nèi)走線的打孔。

在我們參觀的時(shí)間段（周五下午）大部分機(jī)器并沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)，但是車(chē)間太多了，搞得我眼花繚亂。TREK采用的是單元式制造系統(tǒng)布局，也就是說(shuō)制造一種車(chē)架所需要用到的機(jī)器全都集中在一起運(yùn)作。上圖中就是一個(gè)Madone車(chē)架的制造單元，整個(gè)工廠里到處都是不同車(chē)架的制造單元。

如果說(shuō)3D打印是最有趣的設(shè)計(jì)工具之一，那么這便是最有趣的制造工具之一。這臺(tái)名叫Buzz的大型機(jī)械手有且只有一個(gè)任務(wù)——在碳車(chē)圈上鉆出輻條孔。鉆孔的角度、直徑和深度都被嚴(yán)格控制，以確保這臺(tái)黃色怪獸能夠在籠子這么小的空間內(nèi)完成這項(xiàng)任務(wù)。車(chē)圈在底座的中央被夾緊后，籠子關(guān)閉，在機(jī)械手鉆孔的同時(shí)，這些巨大的軟管會(huì)提高籠子內(nèi)的真空度來(lái)吸走碳?jí)m或碎屑。

可能你不太熟悉TREK的碳纖連接工藝，TREK之所以使用接頭來(lái)連接是因?yàn)檫@樣可以便于車(chē)架每一部分的調(diào)整，使其具有一定的特性，這樣加工比采用單殼體要實(shí)際得多。吉姆說(shuō)他不太喜歡“單殼體”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，因?yàn)樾袠I(yè)內(nèi)并沒(méi)有正確使用這個(gè)術(shù)語(yǔ)，讓人感覺(jué)僅僅是外部結(jié)構(gòu)承受著所有的載荷，而沒(méi)有任何內(nèi)部的支撐。然而，不可否認(rèn)，沒(méi)有長(zhǎng)纖維貫穿其中，接頭處總是最薄弱的環(huán)節(jié)。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，TREK研發(fā)出了一種臺(tái)階式接頭，三個(gè)臺(tái)階面互相增強(qiáng)了接合處的強(qiáng)度。這樣一來(lái)，接頭處不但變得更長(zhǎng)，同時(shí)也能與整根碳管保持相同的厚度。環(huán)氧樹(shù)脂從軟管中緩緩流出，粘合一輛車(chē)只需要這么一小杯，與玻璃微珠混合均勻就可以了。這些玻璃微珠的直徑僅有四千分之一英寸，如此小的玻璃珠可以填補(bǔ)接頭處細(xì)小的縫隙，將它們完美地粘合在一起。

然后我又問(wèn)他們是怎樣算出每個(gè)接頭到底需要涂抹多少環(huán)氧樹(shù)脂呢？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，吉姆的回答是：“我很高興你會(huì)問(wèn)這個(gè)問(wèn)題。”環(huán)氧樹(shù)脂的用量是根據(jù)接頭處的尺寸和厚度要求計(jì)算出來(lái)的。我們?cè)阡X材的表面機(jī)加工出許多凹坑，這些凹坑可以吸附精確數(shù)量的環(huán)氧樹(shù)脂，我們的環(huán)氧樹(shù)脂工藝大師曼紐爾就會(huì)將杯子中的環(huán)氧樹(shù)脂均勻地涂抹在有凹坑的表面上，使其能夠更好地粘合每一個(gè)接頭。這項(xiàng)工作看似很輕松，但是要一遍又一遍的重復(fù)去做，因?yàn)闅埩粼谲?chē)架內(nèi)部的環(huán)氧樹(shù)脂會(huì)額外增加車(chē)架的重量，更別提環(huán)氧樹(shù)脂的浪費(fèi)了。涂抹樹(shù)脂的量要恰到好處，既能完全填滿接頭處的縫隙，又要稍微多擠出一點(diǎn)來(lái)確保粘合的強(qiáng)度。

至此，所有的碳布?jí)K都被貼合到車(chē)架上了，曼紐爾用浸滿工業(yè)酒精的布料去除毛邊。在我們的參觀過(guò)程中并沒(méi)有見(jiàn)到這道工序，但是在噴漆前，接頭處的表面會(huì)被打磨平整，所以你才能在展示廳見(jiàn)到那些光滑圓潤(rùn)的車(chē)架。

已經(jīng)完成的車(chē)架會(huì)被裝夾在特制的碳纖夾具上，送入固化爐中進(jìn)行固化處理。夾具是用與車(chē)架相同的碳纖材料制作的，因此它們與車(chē)架有相同的熱膨脹率。這對(duì)于保證制造精度有很重要的作用，尤其是對(duì)自行車(chē)的制造精度要求越來(lái)越高的今天。在以前的生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)精度要求沒(méi)有這么高，碳纖夾具又太貴，所以一直是使用金屬夾具，但是現(xiàn)在所有的車(chē)架都是使用碳纖夾具了。當(dāng)固化處理完成后，車(chē)架就可以從固化爐中取出，并且從夾具上取下來(lái)了。

接下來(lái)要進(jìn)行更多方面的質(zhì)檢，雖然這一過(guò)程由計(jì)算機(jī)來(lái)完成。上圖中的車(chē)架并沒(méi)有被完全固定，這樣才能讓你知道它到底符不符合要求，因?yàn)樗�即將要接受測(cè)試。所有這些測(cè)量設(shè)備都與電腦相連接，以確保車(chē)架的各項(xiàng)尺寸都處在最小的公差范圍內(nèi)。

手工打磨車(chē)架的工人們應(yīng)當(dāng)給予更多的尊重。雖然換氣設(shè)備的運(yùn)行保證了打磨工作區(qū)的清潔，但這里仍然是噪聲最大、最刺耳的工作環(huán)境。我想如果有合適的耳塞和口罩的話，你可能會(huì)逐漸適應(yīng)這里的環(huán)境，但我還是希望5分鐘后能離開(kāi)這里。這里有許多這樣的工作區(qū)，每個(gè)工作區(qū)可容納三位工人同時(shí)工作。

已經(jīng)制作完成的Madone、Speed Concept、Session車(chē)架都已經(jīng)在這里等待噴漆了，但是怎么沒(méi)有見(jiàn)到前叉呢？到處都是已完工或著部分完工的部件在等待進(jìn)行下一步的加工。由此可見(jiàn)，威斯康星州的制造業(yè)是多么的生機(jī)勃勃。

本著不斷改良、不斷進(jìn)步的精神，以及TREK在廣受歡迎的Project One項(xiàng)目上的投資，我們正在參觀的，便是一間新的定制涂裝自動(dòng)化噴涂控制室。這間頗有未來(lái)主義風(fēng)格的控制室包含了一個(gè)直接用噴嘴噴出新鮮空氣的凈化室，以及一塊可以吸附鞋底灰塵的門(mén)墊，這樣就不會(huì)給噴涂區(qū)域帶入任何污染。已經(jīng)裝夾好的車(chē)架將會(huì)通過(guò)運(yùn)輸帶陸續(xù)穿過(guò)控制室，里面的機(jī)械臂將會(huì)依次對(duì)車(chē)架進(jìn)行噴涂。

當(dāng)噴涂工序完成后，車(chē)架被送往貼花工作區(qū)，濕轉(zhuǎn)印貼紙會(huì)在車(chē)架涂上光亮的清漆之前貼在車(chē)架上。

Project One的定制車(chē)架會(huì)在被掛起來(lái)之前挑揀出來(lái)，隨后運(yùn)往車(chē)店。我們得知，這臺(tái)標(biāo)著sPartHacus的Domane車(chē)架將會(huì)被送往德國(guó)，不知道sPartHacus會(huì)不會(huì)正在讀這篇文章，或者已經(jīng)收到了這臺(tái)車(chē)架？

車(chē)架通過(guò)一根傳送帶在工廠里面循環(huán)運(yùn)送，還會(huì)被抬得很高。

最后，把該貼的標(biāo)簽、該涂的字樣弄好，這些在威斯康星州TREK的生產(chǎn)線上生產(chǎn)的車(chē)架終于可以裝箱了。

責(zé)任編輯：spp