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碳纤维配件究竟是怎么做出来的呢

编辑:中山大航复合材料科技有限公司时间:2019-04-24

如今,高端运动自行车的车架及许多零件,例如车把、车圈等零件,多使用碳纤维制成。碳纤维材料具有看似神秘的外观和轻盈的重量,给人一种十足的科技感。各家厂商使用这种性能优异的材料,打造出了众多外观炫酷,性能优异的碳纤维自行车配件

 

但是,对于碳纤维,你真的了解吗?碳纤维配件究竟是怎么回事?它们为什么备受业界推崇?今天,贝司猫就来为大家讲一讲碳纤维的故事。

 

碳纤维(Carbon Fiber)是一种由石墨压织而成的碳化纤维无机非金属材料,其含碳量通常在90%以上,经过将石墨材料抽丝、络纱及织布等工艺,制成碳纤维布。我们所用的碳纤维自行车零件,便是用这些碳纤维布制成的。

 

想不到吧?坚固的碳纤维材料竟然是像做衣服一样,通过“纺纱织布”的方式制成的!

 

在制造碳纤维自行车配件时,厂家会将碳纤维布裁切成预先设计好的形状,将一层层“布”叠在一起,并使用模具进行定型,这便形成了高强度的碳纤维复合材料,同时也使碳纤维零件的形状初现端倪。当然,碳纤维布的层叠方式,可不是随意乱来的,这对成品零件的强度,会有很大的影响。

 

制造碳纤维车架的模具

碳纤维轮组也需要在专用模具中制造

碳纤维布原材料并不是硬邦邦的,在制造碳纤维配件的过程,还少不了另一个重要的“伙伴”——环氧树脂。环氧树脂可以起到粘接及固化的作用。碳纤维和环氧树脂在制造中的关系,可以形象地比作“钢筋和水泥”。

 

碳纤维配件原来粘出来的

在低温下,环氧树脂会处于半硬化状态,若使浸过环氧树脂的碳纤维完全硬化,则需要进行加温、加压等工序的处理。温度及压力的上升,需要经过精确的控制,同时,对于不同结构、不同碳布层数的碳纤维制品,固化处理的时间、温度及压力也会有所不同,这样才能保证成品的碳纤维零件具有更为可靠的性能。

 

高质量的碳纤维配件,强度甚至会高于钢铁、铝合金等金属材料,且重量远远低于金属材料,这使得碳纤维成为了高端运动自行车制造中应用更为广泛的材料,极轻的重量和极强的刚性,为自行车专业比赛和训练、健身提供了性能优异的器材。

 

此外,碳纤维材料拥有灵活的可塑性,通过不同的模具,碳纤维材料几乎可以被制造成任何想要的外观,专业运动自行车,特别是公路类自行车,对于空气动力学具有极高的要求,碳纤维的高可塑性,让许多金属材料“不可能完成的任务”变为了现实——以自行车车架为例,钢、铝合金、钛合金等金属材料由于制造工艺的局限性,在设计上会受到一定的限制,且因需要焊接,无法获得碳纤维那般平滑的过渡的效果。

 

碳纤维材料让自行车的气动设计如虎添翼

但是,碳纤维自行车配件对制造工艺的要求极高,大品牌的碳纤维零件,对于碳丝的选材、碳布的编织和层叠方式、固化过程及强度测试均有严格的把控。只有这样,才能够获得性能和强度均能达到规范标准的零件。

 

大品牌的碳纤维配件会经过破坏性强度测试

而许多小作坊制造的廉价碳纤维零件,其价格可能仅为大品牌零件的十分之一甚至更低,但在选材、设计、工艺、测试等环节均与知名品牌的专业程度相差甚远,其强度也很可能无法得到保障——炫酷外观的背后,很可能暗藏危险!

 

所以,选择碳纤维配件,请尽量去考虑大品牌的产品!