碳纖維自行車(Carbon Bike)主要是中高檔的競賽用自行車,作為新興材料,碳纖維主要應用於車架(碳架)、前叉、輪組(碳刀車圈)等。
製造材料:自行車的材料有已往使用的鉻鉬鋼以外、碳纖維材料還有鋁、鈦、碳纖、鎂等不斷出現新材料。
碳纖維 (CFRP)
碳纖維不僅具有碳材料的固有本徵特性,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。而且其耐蝕性出類拔萃,是新一代增強纖維。碳纖維廣泛用於民用、軍用、建築、航天以及超級跑車領域。
碳纖維車架優點
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。雖然存在上述的現實問題,但是碳纖維車架還是具有其他素材所沒有的優點,可以製造8、9kg左右的輕量自行車,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。
(1).可以製作重量輕的車架
碳纖維車架是把碳纖維對著發生應力的方向層層疊而得到強度。碳纖維車架非常輕,這是它的密度和強的拉伸強度構成的。
(2).衝擊吸收性好
碳纖維用來製作殘疾者運動時用的假腿,或者特殊的彈簧等被用在各領域。利用它的吸收衝擊力優異的性能,製作不用避震器的自行車。如SCOTT廠的ELEVATED車架是著名的。但是各個廠家之間的品質差異較大,有的很硬,因此這種車架乘騎後才能知道好或者不好。
(3).可以製造各種形狀的車架
碳纖維的基本成型方法是,在模具上鋪上纖維片然後流入樹脂並燒固。可以製成各種形狀的車架,如TREK的Y車架。
碳纖維車架缺點
(1).複雜的應力計算
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。加工技術各廠家各異,應選擇有經驗而可靠廠家的製品是很重要的。
(2).難於更改尺寸
由於做好模具後成型,難於更改尺寸。無法響應多尺寸多款式的訂單。
(3).老化
使用樹脂因此會不會老化?這是一個存在的課題,它放置在陽光下時會逐漸變白。當然這種現象關係到廠家的技術。最好不要放置在陽光下。
碳纖維自行車的種類
全碳:所有的碳纖維自行車配件全部採用碳纖維材料。
半碳:很多自行車採用鋁合金+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。
包碳: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。
碳纖維自行車和環境的關係
碳纖維含有樹脂因此也可以說耐酸。但是對碳纖維來說應多考慮內在因素,它用樹脂因此樹脂老化的可能性是存在的。碳纖維制自行車不使用時應該避開陽光,日光和環境的溫度對它的影響最大。
更多資訊,請關注橘子團公眾平臺: