This master thesis is an investigatory study in to the possibility of substituting the current aluminium inner tubes, known as stanchions, of a MTB suspension fork with ones made from a fiber reinforced plastic, FRP. The main concept is to allow for an as close as possible retrofitting to the current system. However, a concept for a more radical design is also presented that draws from all the benefits of utilizing a FRP. The work covers the design, material selection, interface solutions, manufacturing and, especially, coating solution of the stanchions to prevent wear from the telescopic sliding. The findings show that the change would work from a purely structural viewpoint with the use of a carbon fiber reinforced epoxy composite. The results indicate that up to 50 % weight could be saved while at the same time also increasing the stanchions stiffness with roughly 30 %. This would however depend on the coating solution but a more extensive study have to be conducted with real world tests of these, to know if any are viable. The majority of this thesis is concerned with the tribological effects on the stanchions, specifically wear, and the consequently required coating on the FRP as this is identified as the most challenging part of this project. There are a multitude of wear resistant coatings that can be applied on FRPs but their performance are limited as the FRPs are considerably soft in their through-thickness. To get around this issue, the coating would need to have a hardness gradient through its thickness, being softer close to the FRP. The thickness would need to be sufficiently thick as to manage to carry load not supported by the substrate, why the best solution is believed to be to adhere a thin aluminium tube to the outer surface of the stanchion and in turn coat this.

Detta examensarbete är en undersökande studie av möjligheten att ersätta de nu i aluminium gjorda innerbenen till en fjädrad MTB-gaffel med innerben i fiberarmerad plast, FRP. Det huvudsakliga konceptet är designat för att tillåta en så nära som möjlig eftermontering till det nuvarande systemet. Men, ett mer radikalt koncept presenteras ytligt som skulle utnyttja fler av de möjligheterna som kommer av användandet av FRP.Arbetet täcker design, materialval, infattningslösningar, tillverkning och, framförallt, ytbehandling av innerbenen för att motverka nötning från den teleskopiska rörelsen i gaffeln. Arbetet visar på att bytet skulle fungera rent strukturellt om man nyttjar en kolfiberarmerad epoxiplastkomposit. Med detta skulle en viktreduktion på uppemot 50 % vara möjlig samtidigt som innerbenens styvhet skulle öka med 30 %. Viktreduktionen står dock i direkt koppling till vilket ytskikt som anammas, som kräver en mer djupgående studie för att veta vilka som fungerar.Huvuddelen av detta arbete har varit att undersöka de tribologiska effekterna som verkar på innerbenen, specifikt nötning, och den följaktligen behövda ytbehandlingen av fiberkompositen då detta har identifierats som den svåraste delen av detta projekt. Det finns en stor mängd ytbehandlingar som går att applicera på fiberarmerade plaster men deras prestanda är begränsade då FRP som substrat är mjukt i ytans normalriktning. För at kringgå detta kan man skapa en hårdhetsgradient i det applicerade ytskiktet där det är mjukare närmare kompositen. En tillräcklig tjocklek måste också byggas upp för att ytskiktet skall klara av att bära last som inte stöds av substratet varför den slutgiltiga lösningen tros vara att vidhäfta ett tunt aluminiumrör på kompositröret och i sin tur ytbehandla detta.