Schoolservice

(c)  1/2/07m.s.gerritsen

Hoe wordt een fiets gemaakt?
Dit is kennelijk een populair onderwerp voor projecten en werkstukken op school, en wij krijgen daar frequent vragen over. Iedere keer een E-mailje beantwoorden schiet echter niet op, vandaar onderstaande tekst, waar je een goed begin mee moet kunnen maken. Vergeet alleen niet de bron te vermelden en geef aan wanneer je een citaat gebruikt. Weersta de verleiding alles te kopieeren en onder eigen naam in te leveren. Docenten hebben ook internet!
 

Fabrieken

In Nederland zijn nog een groot aantal rijwielfabrieken. Bekende namen zijn oa. Gazelle, Sparta, Batavus, Koga-Myata, Union,  Cannondale en Giant. Daarnaast zijn er nog een paar kleinere bedrijven die zich vooral toeleggen op private-label fietsen of speciale modellen zoals ligfietsen, invalidenfietsen, -race-fietsen op maat  of specials voor de grote merken. Ook zijn er in Nederland nog steeds een groot aantal toeleveranciers die onderdelen maken of halffabrikaten. Bij onderdelen kun je denken aan sloten, spatborden, beugeltjes, bagagedragers, kettingkasten, sturen, velgen, banden, verlichting, remkabels of zadels. Halffabrikaten zoals buizen en lak worden ook in Nederland gefabriceerd.
 

Een fiets is een assemblageproduct. Een typische fabriek kent de volgende afdelingen:

  1. magazijn-goederenontvangst
  2. framebouwerij
  3. lakkerij
  4. wielenmakerij
  5. voormontage
  6. eindmontage
  7. expeditie


Om deze afdelingen aan de praat te houden zijn er uiteraard een aantal ondersteunende afdelingen nodig, zoals  inkoop, werkvoorbereiding, verkoop en onderhoud. Op 'het kantoor' vindt je uiteraard nog de functies direktie, personeelszaken en administratie.

Veel van bovenstaande functies zijn natuurlijk uit te besteden. Zo is het best mogelijk om frames in Taiwan te laten maken, die in Belgie te laten lakken, ze in Maastricht af te laten monteren met wielen die in Duitsland gespaakt worden, en met een vervoerder af te spreken dat die de fietsen voor je opslaat en op bestelling bij de fietsenmaker aflevert. Dit is een extreem voorbeeld, maar aan de andere kant is er in Nederland geen fabriek te vinden waar ze een aluminium frame maken.
 

Stalen frames

De klassieke hollandse fiets heeft een stalen buisframe. De framebuizen worden verbonden door ze in lugs (koppelstukken)  te schuiven en vervolgens hard te solderen. Bij hardsolderen wordt het knooppunt verhit tot ca 850-950 graden waardoor het messingsoldeer uitvloeit en de verbinding tot stand brengt. Verhitten gebeurt of met gasvlammen of inductief (Gazelle, maar de hele productielijn staat nu te koop of is al verkocht!) in een oven met een beschermende atmosfeer. Bij vlamsolderen moet een fluxpasta worden gebruikt. Dit om te zorgen dat het metaal bij dergelijke hoge temperaturen niet oxideert zodat het soldeer niet meer vloeit en hechten kan.

De productiestappen zijn als volgt:

  1. Buizen worden op lengte afgezaagd
  2. De buiseinden worden bewerkt: uitklinken om een halfronde aansluiting te krijgen, ontluchtingsgaten aanbrengen, wielsleuven aanbrengen, soldeer proppen 'inschieten')
  3. Het bouwpakket van buizen en lugs wordt in elkaar geschoven
  4. Het frame wordt in mallen geklemd en over de soldeerstraat gestuurd, waarbij de diverse knooppunten op een aantal stations gesoldeerd worden
  5. Het frame wordt uit de mal genomen en nagericht.
  6. Tot slot wordt het frame gecontroleerd, nabewerkt (druppels er af poetsen)  en de zadelstrop wordt ingezaagd.
  7. Het frame kan nu gelakt worden

Aluminium frames

Aluminium frames die we tegenwoordig steeds meer zien bij de normale gebruiksfietsen zijn veelal afkomstig uit het verre oosten. De frames arriveren ongelakt per container, en kunnen meestal direkt de lakkerij in. Nadeel van productie in het verre oosten is dat de vraag ver van te voren voorspeld moet worden. Ook als er iets in de communicatie mis gaat en de frames bij aankomst afgekeurd worden, ben je 8 week varen + de productietijd bij de toeleverancier  verder voordat er nieuwe frames arriveren.

Aluminium frames worden doorgaans gelast. Ook is het mogelijk om gelijmde lugframes te bouwen, maar dat is voorbehouden aan dure race frames ed. Bij grote series wordt vaak machinaal gelast met lasrobots, kleinere series en details worden vaak met de hand gelast.
Een veel toegepast lasproces is het elektrische TIG lassen onder een beschermgas atmosfeer. Maar ook MIG lassen, en dure high-tech processen zoals laser- en elektronenstraal lassen kunnen voorkomen. Omdat voor de lasverbinding de buiseinden goed op elkaar aan moeten sluiten moeten die nauwkeurig voorbewerkt worden. Dat kan of gebeuren door te verspanen (met een gatenzaag), maar ook steeds vaker door lasersnijden. (zie bv de Cannondale-site)
Afhankelijk van de gekozen aluminiumlegering moet het frame eventueel nog een warmtebehandeling ondergaan om de sterkte van het aluminium op te voeren. Er zijn ook aluminiumsoorten die zelf langzaam (8 weken) weer harder worden.

De investeringskosten en de personeelskosten voor een productielijn voor aluminiumframes zijn gezien de benodigde technologie aanzienlijk hoger dan die voor een productielijn voor stalen frames.
 

Lakken

Binnen de rijwielindustrie zijn twee lakprocessen gangbaar: natlak en poedercoaten. Bij natlak wordt een verdunde lak verspoten, waarna het oplosmiddel verdampt en de lak uithardt. In verband met milieueisen en arbeidsomstandigheden is men doorgaansl overgegaan op waterverdunde laksoorten. Het lakken gebeurd veelal automatisch in een spuitkabine met een elektrostatisch spuitproces. Door de lak ten opzichte van het frame een lading te geven, wordt het verspoten lakdeeltje aangetrokken, en gaat er -belangrijk bij een buisconstructie- weinig lak verloren. Aansluitend loopt de transportband door een droogtunnel waar de lak uithard.
Een andere methode is het poedercoaten, waarbij een polyesterpoeder op het frame wordt gespoten en vervolgens gebakken in een oven. Het poeder vormt daarbij een harde slijtvaste laag, en het proces is milieuvriendelijk. Nadeel van poedercoat is de beperkte glans. Je komt daarom wel combinaties tegen: natlak voor de metallic kleur, en een doorzichtige poedercoat als bescherming.
 

Wielenmakerij

Wielen zijn volumineus en lastig te transporteren. Bij voorkeur worden wielen dus dicht bij de afmontage gemaakt. Wielen spaken gebeurt veelal machinaal, Nederlandse machinebouwers zijn hier toonaangevend (zie BMD, Holland Mechanics)
 

Voormontage

Bij de voormontage wordt de voorvork met de balhoofdlagering in het frame gemonteerd, en wordt de trapas aangebracht. Het balhoofdstel en de trapas zitten geklemd met perspassingen, de gaten in het frame moeten daarom dus exact rond en precies op maat zijn. De passingen worden op maat geruimd. Dit is een verspanende bewerking, en daarom wordt deze operatie apart van de -schone- montageband uitgevoerd. Bij duurdere fietsen zit de trapas geschroefd, in dat geval moet de schroefdraad na het lakken schoongesneden worden.
 

Eindmontage

De montageband is het uur der waarheid. Fietsen worden in series in elkaar geschroefd, en voor ieder volgend model worden de daarbij horende onderdelen bij de band klaargezet. Dat is altijd spannend: zijn alle onderdelen in de juiste hoeveelheid aanwezig, en past alles? Als hier een fout is gemaakt staan 10 man/vrouw shag te draaien. Want fietsen half afmaken is vaak geen optie, en alle onderdelen die klaar staan weghalen en onderdelen voor een andere serie bij de band zetten is ook veel werk. Geen wonder dat de werkvoorbereiding en de logistiek bij rijwielfabrieken erg belangrijk is geworden. Atag (het huidige Axcel) is bijvoorbeeld de fietsenindustrie ingestapt omdat in de fornuizen-assemblage hetzelfde probleem speelde. Daar hadden ze het goed opgelost, en met die (gecomputeriseerde) kennis hadden ze ook verstand van het kernprobleem van de fietsenindustrie.

De meeste fabrieken in Nederland schroeven de fietsen op de kop in elkaar, maar bij Cannondale hangen de fietsen in normale orientatie aan een rail. Bij Koga doet een medewerker de hele fiets. Bij de rest staat de fiets op de zadelpen op een klein wagentje, en de monteur kan de fiets om de zadelpen ronddraaien om bij de andere kant van de fiets te komen. Als de monteur zijn onderdelen aangebracht heeft schuift hij de fiets door naar zijn volgende collega. Er staan monteurs aan beide zijden van de band (want dan staat iedereen dichter bij zijn onderdelen) en ik heb me laten vertellen dat sommige monteurs maar aan een kant kunnen werken: staan ze aan de verkeerde kant dan duwen ze als ze klaar zijn de fiets voortdurend weer terug! Om de monteurs aan de gang te houden, is iemand die de verpakkingsrommel opruimt en lege pallets weghaalt onontbeerlijk.
 

links
www.bikemachinery.it/
http://www.bmd.nl/
http://www.hollandmechanics.com/