PARTE SETTE:
PARTE SETTE:
Lo sviluppo scientifico del lubrificante per catene Bicicletta comprende due fasi distinte: la formulazione e i test. Ognuna di esse contiene diversi sottoprocessi dettagliati. Muc-Off conduce test scientifici in laboratorio, misurando l'efficienza o la durata di un lubrificante e analizzando i risultati. Il lubrificante viene poi consegnato a diversi enti di controllo indipendenti, che eseguono i loro test e forniscono un confronto con i nostri risultati, prima di essere testato su strada dal nostro personale esperto e da Atleti sponsorizzati professionisti, per il sigillo finale di approvazione.
I test di laboratorio sono condotti con i nostri tribometri, recentemente acquistati e altamente sofisticati, e con il nostro Dinamometro di Ottimizzazione della Catena Lubrifica (CLOD). Entrambi ci danno un chiaro vantaggio in una categoria che non dispone di letteratura di prova documentata, protocolli per test ripetibili e riproducibili e standard di prova indipendenti.
In questo capitolo, descriveremo il valore di ciascuno dei processi distinti ma strettamente allineati di test, misurazione e analisi. Inquadreremo la nostra indagine nel contesto del lubrificante Project Landa: la nostra formula più veloce in assoluto e il nostro primo progetto importante dopo il completamento del nostro progetto di ricerca congiunto con il Laboratory of the Government Chemist (LGC) e il National Physical Laboratory (NPL).
I tribometri sono macchine per la misurazione dei contatti tribologici. Offrono versatilità, controllo e una risoluzione estremamente elevata. La nostra decisione di investire in due tribometri è uno dei risultati più significativi del progetto di ricerca congiunto.
Per il Progetto Landa, gli scienziati di Muc-Offhanno adattato un test alternativo su disco standard del settore come componente essenziale del processo di screening. Il test tribo, condotto applicando un olio candidato tra una sfera metallica fissa e un disco metallico che si muove avanti e indietro per generare attrito, ha accelerato notevolmente questo processo lungo ma essenziale. L'uso di una sfera standard nel processo di screening ha permesso di testare molte iterazioni di Lubrifica e di selezionare le migliori per passare al test finale sviluppato con NPL.
Ogni elemento del test NPL utilizzato nei test del tribometro Project Landa è controllato. La sfera fissa è sostituita da un campione appositamente lavorato e i dischi sono realizzati con un metallo di durezza e finitura superficiale note. Il contatto tra la sfera e il disco è avvenuto a una pressione predeterminata. Il movimento alternativo del disco sotto la sfera (avanti e indietro per replicare il movimento di scorrimento tra il perno di collegamento e il rullo) è stato eseguito a una velocità prescritta. Ogni parametro è stato definito per riprodurre la velocità, il carico, la forza e il movimento che si verificano nell'area della catena che genera le maggiori perdite.
La misurazione è il preludio all'analisi. Il tribometro genera un grafico in tempo reale (durante il test) per mostrare la relazione tra forza normale e forza di attrito, e il rapporto finale viene creato in un foglio di calcolo. Dividendo la forza di attrito per il carico normale si ottiene il coefficiente di attrito: una misura fondamentale in qualsiasi fase dello sviluppo del lubrificante, ma particolarmente preziosa durante il processo di screening. La capacità del tribometro di generare una misura definitiva dell'attrito da una serie di parametri, di visualizzarla in un grafico e di fornire i dati sottostanti in un foglio di calcolo, lo rende uno strumento essenziale per i test comparativi. A titolo di esempio, un recente test ha messo a confronto quattro lubrificanti con il software Tribolab, ottenendo un grafico derivato da oltre 28 milioni di punti dati, cosa che non è possibile con Microsoft Excel.
Il nostro Dinamometro per l'Ottimizzazione della Catena Lubrifica (CLOD) occupa un posto centrale nello sviluppo scientifico di formule per le prestazioni o la durata. È una macchina pluripremiata, specifica per le applicazioni, costruita a mano secondo le specifiche più elevate, ed è la manifestazione fisica del nostro impegno nei confronti delle richieste basate sui dati del nostro partner di maggior successo e di lunga durata, INEOS Grenadiers.
Sebbene il CLOD non possa eguagliare i nostri tribometri in termini di versatilità o risoluzione, è estremamente preciso (dimostrato a 0,005w durante l'esecuzione di un test di tensione da parte degli scienziati di LGC e NPL) e, grazie all'uso di componenti reali di Trasmissione , replica l'applicazione con perfetta fedeltà. Le misure fondamentali del dinamometro sono la velocità e il carico (quest'ultimo definito dalla tensione della catena). Altri fattori che influenzano i risultati del test sono la catena, le ruote dentate e gli ingranaggi: lo stato, il numero di maglie e il rivestimento (catena) e il numero di denti (ingranaggi/pignoni).
Il CLOD ha due configurazioni di base: assorbimento di potenza e ricircolo di potenza. In modalità di tensione, il dyno può essere descritto come un dispositivo di "ricircolo della potenza", che "blocca" la coppia nella catena. La messa in tensione della catena assicura che la pressione di contatto catturata corrisponda all'applicazione. Il motore di azionamento fa girare l'ingranaggio, mentre il pignone gira liberamente. La potenza necessaria per far girare l'albero nel motore di azionamento è quindi uguale a quella dissipata dalla catena sotto forma di attrito. Ciò consente di misurare con precisione la perdita di potenza per attrito. Prima del test, il banco di prova viene calibrato per stabilire il numero di volt equivalenti a una determinata coppia. Per fare un esempio puramente ipotetico, 10V equivalgono a 10Nm. Questi valori vengono acquisiti insieme al numero di giri e i dati vengono raccolti a una frequenza di 10 kHz, ovvero 10.000 punti di dati al secondo, anche se è possibile utilizzare una frequenza di acquisizione dei dati ancora più elevata per i confronti di filmati ad alta velocità in cui i dati sono "sincronizzati" con il video, ad esempio i cambi di marcia.
Come il tribometro, il dyno genera dati da analizzare sotto forma di grafico e di dati grezzi. Mentre genera un grafico in tempo reale (durante la prova), è possibile creare altri grafici dai dati sottostanti contenuti nei dati acquisiti. Per le serie di dati molto grandi si utilizzano software specializzati, ma le misurazioni critiche sono sempre due: La coppia e il numero di giri, che vengono poi utilizzati per calcolare i Watt e quindi la potenza persa a causa dell'attrito.
CLOD è un'apparecchiatura rinomata nel settore che ha vinto due premi. Ha vinto la categoria Physical Test & Measurement e il premio Application of the Year ai National Instruments (NI) Northern European Engineering Impact Awards 2015, diventando uno strumento prezioso non solo per Muc-Off, ma per gli standard industriali in generale. Le sue letture super-accurate forniscono a Muc-Off il più alto livello di dati di prova disponibili sul campo. CLOD è stato sviluppato con National Instruments, un'azienda multimiliardaria con sede ad Austin, in Texas. Anche se di solito lavora a progetti di alto profilo che si concentrano su aree come la fisica nucleare, l'opportunità di creare una macchina innovativa come CLOD era un'occasione da non perdere.
Nella formulazione del lubrificante Project Landa, i test al banco ottico hanno seguito il processo di screening condotto con il tribometro. I test al tribometro sono stati così efficaci nell'identificare gli oli base adatti che solo quattro formule sono state sottoposte a cicli di test al banco. Da queste quattro è emersa subito una formula in grado di raggiungere il nostro valore target di prestazioni, espresso come coefficiente di attrito.
Muc-Off utilizza un interferometro a luce bianca Contour per analizzare gli effetti fisici dei test tribo. Ad esempio, il processo di selezione dei potenziali oli per il lubrificante Project Landa si è concluso con l'utilizzo dell'interferometro per misurare le cicatrici da usura causate sia alla sfera che al disco. Misurando l'interazione delle sorgenti luminose e interpretando la misura con un algoritmo, l'interferometro genera un'immagine tridimensionale ad alta risoluzione che rivela la profondità della cicatrice: la controparte fisica del coefficiente di attrito teorico.
Muc-Off attribuisce la massima importanza a test, misurazioni e analisi. Il nostro consiglio di amministrazione non approverà il rilascio di un nuovo prodotto senza aver prima valutato i rapporti dettagliati generati dai test esaustivi del nostro team di ricerca e sviluppo.
I nostri protocolli e le nostre procedure sono progrediti notevolmente dal completamento del nostro progetto di ricerca congiunto con LGC e NPL. Sebbene i principi scientifici su cui si basavano i nostri precedenti test rimangano ovviamente inalterati, il nostro personale qualificato per il dottorato di ricerca è ora in grado di applicare tutte le sue conoscenze per sviluppare lubrificanti sempre più efficienti e duraturi.
Sono guidati dal duplice obiettivo della ripetibilità e della riproducibilità. L'obiettivo di Definitivo è quello di creare test affidabili che possano essere utilizzati in tutto il settore; standard indipendenti con cui confrontare accuratamente i prodotti di produttori concorrenti. Sebbene quest'ultima rimanga un'ambizione a lungo termine, il raggiungimento di protocolli di test ripetibili e riproducibili è ormai a portata di mano.
Ma mentre i test di laboratorio interni forniscono prove e dati concreti, nulla è paragonabile all'applicazione nel mondo reale. Su Muc-Off c'è un'ampia gamma di ciclisti con diversi livelli di abilità, per mettere alla prova ogni nuovo prodotto. Per quanto riguarda lo sviluppo dei nostri lubrificanti, mentre la maggior parte della ricerca iniziale viene svolta presso il reparto di Ricerca e Sviluppo, è necessario effettuare test in bicicletta per assicurarsi che il prodotto funzioni nel mondo reale. Un membro del nostro team di ricerca e sviluppo è un ex corridore olimpico di BMX; percorre regolarmente oltre 300 miglia per testare una variante di lubrificante prima dell'analisi dei risultati, raggiungendo potenze di 1500-2000 watt.
Anche la posizione è fondamentale. Il centro di ricerca e sviluppo di Poole, nel Regno Unito, è caratterizzato da una grande varietà di superfici e altitudini e il tempo può essere particolarmente variabile. Per questo motivo, i nostri lubrificanti di sviluppo vengono testati in un'ampia varietà di condizioni.
I test indipendenti sono un aspetto incredibilmente importante del processo, in quanto forniscono un ulteriore livello di verifica dei nostri risultati. Attualmente non esiste uno standard industriale concordato per le metodologie di test, ma abbiamo scoperto che combinando metodi di test interni solidi su apparecchiature all'avanguardia con test indipendenti e reali, siamo in grado di sviluppare i migliori lubrificanti possibili e di essere fiduciosi nelle nostre dichiarazioni sui prodotti.
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