說道碳纖維這種材料，大家可能首先聯想到高端用品，其實這種想法並沒有錯，確實國內很多行業的器材用料上，碳纖維材質都是比較昂貴的高端器械。因為碳纖維獨特的材質特點，而廣泛應用於各個領域，在自行車領域中，碳纖維自行車造價高昂，製作工藝複雜，所以只有高端的自行車競賽中才能看到碳纖維自行車的身影。下面小編給大家詳細介紹下碳纖維自行車。
碳纖維自行車一、碳纖維材料簡介碳纖維已經越來越多的應用於人們的生活中了，它是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。
碳纖維「外柔內剛」，質量比金屬鋁輕，但強度卻高於鋼鐵，並且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本徵特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。
碳纖維材料廣泛應用於各行各業，從航天、航空、汽車、電子、機械、化工、輕紡等民用工業到運動器材和休閒用品等。碳纖維增強的複合材料可以應用於飛機製造等軍工領域、風力發電葉片等工業領域、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用於製造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。球棒等體育領域。碳纖維是典型的高科技領域中的新型工業材料。
二、碳纖維自行車分類1、包碳自行車
所謂的包碳自行車其實是用碳布把自行車包起來，有些車架、車把、把立、曲柄、前叉、坐杆等配件，廠家用鋁合金製作，然後在表層包了一層碳布，這就是包碳的東西。
2、全碳自行車
所謂的全碳自行車是指，所有的碳纖維自行車配件全部採用碳纖維材料。
3、半碳自行車
其實我們見到的很多自行車都是採用鋁合金+碳纖維來製造。比如一個車架，可能上管會採用碳而其它部位則鋁合金（或者後三角採用碳···），前叉臂用碳纖維，前叉管用鋁合金製造，這樣的就可以說是半碳的。
其實從外觀上我們可以很容易來區別車架。風格粗獷，造型狂野的是鋁架；管體纖細，骨感十足的是鋼架；而那沒有任何塗裝，渾身散發著金屬光澤的就是鈦架；碳纖維的表面則覆蓋著各種3D布的表層，極具現代感。
1、吸收震動
碳纖維可以有效的吸收震動，並且保持很好的剛性。這種特點使得它成為很好的競賽級的材料。
2、重量輕
碳纖維車架重量輕！這是它最大的優點，這種碳纖維輕量自行車，登坡時最能體現其優點，登坡順利而爽快。而不會像一些輕的鋁合金車架，登坡時感到有一種向後拉的力量。
1200克左右的碳纖維公路架已經到處可見了。由於碳的質量僅有1.6克/立方釐米，所以製作1公斤左右的車架已經不在是夢想。甚至可以造出8、9kg左右的輕量自行車。
3、可製作各種形狀的車架
最後要說的就是車架形狀，和一般的金屬車架的製造過程不一樣，碳纖維車架一般是先製作模具，然後在模具上付上碳纖片，最後用環氧樹脂進行粘固。這種製作過程可以利用空氣動力學作成風阻極小的車架。
碳纖維自行車雖然價格昂貴，但因為其本身的材質屬性，它還是不可避免的會有一些弊端。碳纖維車架的特徵是「輕、鋼性好、衝擊吸收性好」，但是，充分發揮碳纖維的優異性能，在技術上看起來不是那麼容易，各碳纖維材料廠家之間的品質差異也較大。自行車廠家考慮到成本問題，不大可能使用高等級的碳纖維來製作車架。
1、製作難度高
構成碳纖維車架的是碳纖維，它的特點是拉伸強度強，但剪斷強度弱，加工時需要進行複雜的應力計算(縱剛性、橫剛性)，根據計算把碳纖維片重疊成型。一般來講，碳纖維抗面的衝擊相當好，而抗穿刺能力就很差了。就是說你橫摔豎拍不要緊，就怕的是橫摔豎拍的過程中碰到一兩塊鋒利的小石子，那可就不是拿去焊一下就可以解決的了。
2、成型後難改變
由於作好模具後成型，難於更改尺寸。無法相應多尺寸多款式的訂單。
五、碳纖維自行車價格一輛一般原料的山地車報價根本在幾百到上千元之間，而選用碳纖維原料的自行車最廉價的也在萬元擺布。儘管碳纖維自行車具有重量輕、耐衝擊等長處，但碳纖維車與一般自行車之間無窮的報價差仍讓不少消費者咂舌不已，那麼碳纖維自行車到底什麼價格呢？
小編查閱了相關資料，下面拿捷安特碳纖維自行車來舉例，其實捷安特碳纖維種類很多，價格最低的要4000元，高的28000元。與鈦合金相比，碳纖維車架的價格有過之而無不及，向頂級的碳纖維車架的價格都要上萬，而科那哥的C40和C50的價格甚至超過2萬元。那麼，為什麼價格如此高呢？這主要是因為碳纖維車架的製作過程需要很多的手工，並且報廢率很高，造成成本的大量上升。
其價格昂貴的原因，還有一點就是碳纖維不只具有碳資料的固有本徵特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，它比重不到鋼的1/4，但強度卻非常強。也即是說，想製造碳纖維自行車，首要需要用碳纖維織成碳纖維布，然後用碳纖維布再製造車輛的各種部件，而在製造過程中還要充分考慮到耐衝擊性、耐腐蝕性等方面的要素，這也就造成碳纖維自行車較其他自行車的報價更為貴重。
關於價格方面，依據車輛運用碳纖維資料數量的不一樣，碳纖維自行車可以分為全碳、半碳、包碳三種類型。望文生義，全碳指車輛配件悉數選用碳纖維資料了；半碳指車輛的有些配件選用碳纖維原料，其他配件為鋁合金或其他原料；而包碳則是在車輛構造外包一層碳纖維布。也因而，即便是碳纖維自行車，報價也會有所不一樣。
六、碳纖維自行車研發現狀碳纖維自行車在世界範圍內都得到了重視，各國都對研製新形態、新材料的自行車投入了巨大的人力、物力、財力。車架是自行車的骨架,它在很大程度上決定了自行車的造型和使用性能。美國、英國和臺灣地區等都已開發生產出碳纖維自行車車架。
在中國，前幾年曾召開了連雲港迎雁新材料有限責任公司和連雲港神鷹碳纖維自行車有限責任公司完成的"碳纖維自行車技術開發"項目科技成果鑑定會。鑑定委員會專家在聽取了項目完成單位的研發、查新、檢測和使用等報告，並實地考察了產品生產現場後，一致認為港城碳纖維自行車生產綜合技術國內領先，並達到國際同類產品的先進水平。
據小編了解，這次實施的"碳纖維自行車技術開發"項目，利用的是自主研發的碳纖維和樹脂配方，採用異型內置充氣袋和冷卻後固化定型工藝，很好地解決了國產碳纖維與樹脂複合後的界面結合問題，保證了碳纖維自行車車架成型中的技術穩定性。該項目在實施過程中申請相關專利15項，測試指標達到歐盟認證標準，綜合技術國內領先，並達到國際同類產品的先進水平。
該項目實現了碳纖維自行車的規模化生產，產品已形成系列品種，並推廣應用，成為專業自行車運動隊的訓練及比賽用車，國內外市場前景良好，對推動我國自行車行業技術進步和產品轉型升級具有重要意義。
七、碳纖維自行車的創新1、採用人機工程學進行計算機模擬設計，使碳纖維自行車安全性更高，滿足客戶要求。
2、利用碳纖維預浸料的可設計性，製造出特定造型的自行車或其部件，滿足整車組裝工序的特殊需求。原文地址：http://www.pikacn.com/news/201611/5368.html
3、採用高強度粘合劑進行連接和膠合固化工藝控制技術。
4、特殊的疊層技術，使其能製造出質量更輕，強度更高的碳纖維自行車車架及其部件。
5、採用高強、高模的碳纖維材料替代金屬材料，減輕車身重量，製造出更適合選手使用的比賽用車。
6、模壓成型工藝，實現碳纖維自行車一體成型，無縫隙，結構強度高，產品造型美觀。
八、碳纖維自行車的製作流程設計、裁剪、卷料、預型、成型、加工、膠合、補磨、塗裝、組裝等。按照碳纖維自行車主部件結構設計要求，將預浸料裁切成各種尺寸、各種角度；將裁切好的各種尺寸、各種角度的預浸料卷制到芯模上，卷制到規定尺寸後，取出芯模；將卷制好的碳纖維複合材料零部件對接，並穿入氣袋。將預型好的部件半成品按工藝要求裝入模具，在電熱爐臺上充氣加壓，加溫固化；將成型好的部件經過加工處理，上膠插接後送到烤箱中固化；將膠合後的粗坯進行補土、噴漆、打磨。去除表面缺陷，達到表面平整光滑；貼上水標，噴漆、打蠟，然後組裝成整車。
1、材料界面性能的研究
圍繞碳纖維的表面改性以及配套樹脂的設計和合成展開研究工作，目的是促進碳纖維與聚合物樹脂基材的界面相容性，重點研究碳纖維及其改性產物與聚合物樹脂複合後界面結構對材料使用性能的影響，歸納出碳纖維表面性質、碳纖維/樹脂界面特性與複合材料性能三者之間的可控關係，實現碳纖維複合材料的優異性能。
2、技術措施
採用國產碳纖維，應用CAD，Pro/Engineer技術設計，ABS材料芯模，預型補料採用連續性碳紗，以保證更好的強度與剛性；使用輕克重FAW050和FAW075預浸料，結構採用圖文並茂的方式，給予保證每片碳紗所貼位置更精準，從而發揮碳紗在結構中的更大優勢，以節省出更多的重量空間，以達到車架等主部件更加輕量化目的。
目前，國際上碳纖維自行車的生產廠商大多集中在歐美、日本、中國臺灣等發達國家及地區，如我國市場上的碳纖維自行車生產廠家主要有臺灣捷安特、美國的美利達和騅馳等少數品牌，且其生產出的碳纖維自行車價格大多數都在萬元以上，遠遠超出了普通消費者的消費能力，而國內能夠自主生產碳纖維自行車的生產廠家很少。
由於我公司從碳布源頭開始做起，自製碳纖維編織布、預浸布來生產碳纖維自行車，產業鏈長，生產成本容易控制，比國內外各生產企業更具有競爭優勢，該公司的發展潛力和空間很大。近兩年來，公司十分重視神鷹碳纖維自行車「ZGL」自主品牌打造，加大了廣告宣傳力度，積極舉辦各種自行車賽事，參加國內國際自行車展覽，提升了「ZGL」的知名度，得到了廣大消費者的認可，產品有供不應求之勢。
研發自主品牌碳纖維自行車，極大地滿足國內外體育選手和騎行愛好者對重量輕、性能好的超輕量版碳纖維自行車的迫切需求。促進我國碳纖維及其複合材料等新材料技術的發展，打破發達國家對高新技術的壟斷，為我國的國計民生、國防科技的發展建設做出重大貢獻。——ZGL，幫助人們實現更高品質的騎行夢想。
3、結構設計與材料裁剪工藝
為了確保自行車的安全性，輕量化。設計工程師依據力學原理在結構設計上採用碳纖維單向預浸布，進行合理裁剪形成0°、30°、45°、90°等纖維走向，將複雜的構件分解為每一片層逐一卷制疊成為預製件。單向預浸布的優點是強度高且穩定，疊層角度可設計，適合做碳纖維自行車的主結構，單向預浸布的疊層角度設計如圖1所示。
單向預浸布經過不同的裁剪方式，可以得到不同的角度料。依據自行車各部分受力狀況的不同，所使用的角度料就不一樣。在車架座管埠、中變固定座處，需要用90度料來補強，增加抗壓係數。
碳纖維編織預浸布，用做碳纖維自行車的外觀，不僅增加了自行車結構件的強度，同時美化了碳纖維自行車的外觀，顯現了碳纖維織物的材料效果。
4、外固內擴成型工藝
依據碳纖維預浸布樹脂系統的特定要求，設計人員針對性地制定了外固內擴成型工藝，工藝控制主要是針對氣壓、溫度和時間三個要素。在成型的過程中，隨著溫度和粘度的變化，物料膠化、軟化、硬化。
成型過程中還有一個很重要的技術要點，就是加壓時間的控制。碳纖維複合材料主部件採用袋壓成型法，即利用耐高溫尼龍袋注入高壓氣體，將複合材料內的空氣擠出，帶動樹脂的流動，使材料之間達到一定的密度，然後高溫固化。因為產品的不規則性，在耐高溫尼龍袋的選用時，一般會選用大於產品最大內徑的規格，這樣就造成在產品內徑小於尼龍袋的情況下，尼龍袋會有一定的摺疊。因而樹脂在高溫流動時，會在尼龍袋摺疊的地方堆積，產生不規則的樹脂塊或造成纖維的不平整性。
而過多的樹脂堆積，不僅會增加產品的重量，而且會產生一定的應力，從而影響到產品的使用性能，我們使用EPS成型新工藝解決這一問題。利用EPS高可塑性，能製造比傳統矽膠更加合理的內芯，利於產品造型的成型。預先固化的內芯，使產品內壁更加光滑、平整，減輕產品的重量，提高產品品質。
在應用EPS工藝後，能利用其預先固定好的內芯型狀，在貼料的過程中能保證材料的平整性，卷制的產品不易變形，從而減少因為產品變形帶來的品質問題；利用預先固化好的外形，在樹脂固化期間，完全避免了因為尼龍帶的重疊而帶來的樹脂堆積，保證了產品內壁的平整性，降低了產品重量，提高了產品的品質。
九、奧迪概念碳纖維自行車奧迪推出過一款概念碳纖維自行車，據了解，奧迪這次推出的這款新奇的概念自行車擁有高度的堅韌性和輕便的重量，這樣一個看上去堅不可摧傢伙實際上只有大概10公斤的重量。
性能方面，功率2300瓦的電動馬達可以讓它每小時馳騁約50公裡的距離，令人嗔目的是這款產品可以將你手中的智慧型手機作為它的電子控制系統，完全將電動自行車發展到了一個新的境界，全面的智能時代就這樣驟然而來。另外，e-bike W?rthersee同時具有五種可調的騎行模式可以提供給自行車愛好者更好的騎行體驗。
八、碳纖維自行車視頻結語：其實碳纖維材料已經廣泛應用於我國的各個領域，碳纖維早已不再神秘。上面給大家介紹的碳纖維自行車，也是碳纖維廣泛應用的例子，碳纖維自行車質量輕的特點讓它廣泛應用於高端自行車比賽中，希望碳纖維自行車可以助力運動員取得更好的成績。