碳纤维自行车的优缺点

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碳纤维自行车车架材料优缺点: 碳纤维自行车车架的特征是轻、不弯曲、冲击吸收性好,但是,充分发挥碳纤维的优异性 能,在技术上看起来不是那么容易,各碳纤维材料厂家之间的
碳纤维自行车车架材料优缺点:
碳纤维自行车车架的特征是“轻、不弯曲、冲击吸收性好”,但是,充分发挥碳纤维的优异性
能,在技术上看起来不是那么容易,各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。自行车厂家考虑到成本问题,不大可能使用高等级的碳纤维来制作自行车车架。
碳纤维是把碳纤维用树脂凝固成形的东西。非常轻,但它是具有方向性的材料(拉伸强
度强但剪切强度弱),因此采用把薄料层层重叠的方法来解决缺点,加工时需要进行复杂的应力计算。相对于钛合金材料,同时作为生产高档自行自行车车架的理想材料,目前在市场发展的趋中逐渐成为了制作高档自行车车架的主流,但客户对其材料的性能并不完全了解,我们在向客户介绍钛合金材料与碳纤维材料的对比方面,应突出碳纤维自行车车架的以下几点问题:
(1)碳纤维自行车车架如果外力作用在与纤维成一定角度的方向,其强度会大大下降,容易产生裂纹。
(2)碳纤维自行车车架固化成型过程中所加入的树脂存在老化的问题,风吹日晒将会逐渐影响自行车车架的性能
(3)碳纤维自行车车架是以模具固化后一体成型,模具成本相当高,工厂无法满足为客户量身定制的服务。
(4)碳纤维成架成型后,如果断裂将无法再进行修复
曾有人将自行车车架比喻为武士的刀,刀是武士的生命,而自行车车架则是自行车的宁魂!因此,认识自行车车架成了单车入门与购车须知的第一章。理想的自行车车架强调重量轻、强度够、刚性佳、加工品质好以及适合骑乘者的几何角度设计,可见自行车车架的学问不少!


碳纤维不是金属,而是一种复合材料,利用碳纤丝编织成布,经过预浸树脂的过程成为预浸布,再将预浸布裁型然后叠层并入模式加热成型,可依需求制成各种形状的自行车车架。其特性是轻量、较具弹性(吸震佳)、骑乘感稳定、长途循迹持续感佳、舒适性高、工艺变化多,但表面硬度不佳,当施予之外力高于其破坏强度时,会造成断裂。再者,近年来由于碳纤纱需求大增,造成材料短缺,因此价格居高不下。碳纤维的拉伸强度强,但剪断强度弱,加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性),根据计算把碳纤维片重叠成型。一般常提到的高模数(Hight Module,HM),指的是高抗拉伸强度的碳纤维材料。
目前碳纤维管材的成型方式有一体成型、3D编织射出以及所谓的管对管方式,未来趋势将朝整合一体成型搭配管对管的最适化设计发展。目前市场上已研发出奈米碳纤维技术,舍弃普遍运用于一般碳纤维的epoxy环氧基树脂,改用一种胶合碳纤维2织布的特殊奈米材,并号称可以使自行车车架冲击的性能足足比传统碳纤维材质提升40%!一般来说碳纤维较适合运用在要求风阻较小的计时赛车上。
钛合金的相比较来说为最好,但是价格比较贵,而且一般也不用那么好,铝合金现在使用最好,因为技术比较成熟,性价比高,40公里每小时一般撞上不会变形,但是镁合金的前景比较高,但是现阶段技术不是很成熟,铝合金里面也分牌号,现在一般6061 6063 7005 7075,7075的性价比最高,但是一般这种自行车放的利润比较高,需要砍价。


碳纤维自行车车架的特征是“轻、不弯曲、冲击吸收性好”,但是,充分发挥碳纤维的优异性 能,在技术上看起来不是那么容易,各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。自行车厂家考虑到成本问题,不大可能使用高等级的碳纤维来制作自行车车架。  碳纤维是把碳纤维用树脂凝固成形的东西。非常轻,但它是具有方向性的材料(拉伸强 度强但剪切强度弱),因此采用把薄料层层重叠的方法来解决缺点,加工时需要进行复杂的应力计算。相对于钛合金材料,同时作为生产高档自行自行车车架的理想材料,目前在市场发展的趋中逐渐成为了制作高档自行车车架的主流,但客户对其材料的性能并不完全了解,我们在向客户介绍钛合金材料与碳纤维材料的对比方面,应突出碳纤维自行车车架的以下几点问题:  (1)碳纤维自行车车架如果外力作用在与纤维成一定角度的方向,其强度会大大下降,容易产生裂纹。
(2)碳纤维自行车车架固化成型过程中所加入的树脂存在老化的问题,风吹日晒将会逐渐影响自行车车架的性能  (3)碳纤维自行车车架是以模具固化后一体成型,模具成本相当高,工厂无法满足为客户量身定制的服务。 
(4)碳纤维成架成型后,如果断裂将无法再进行修复 。
碳纤维不是金属,而是一种复合材料,利用碳纤丝编织成布,经过预浸树脂的过程成为预浸布,再将预浸布裁型然后叠层并入模式加热成型,可依需求制成各种形状的自行车车架。其特性是轻量、较具弹性(吸震佳)、骑乘感稳定、长途循迹持续感佳、舒适性高、工艺变化多,但表面硬度不佳,当施予之外力高于其破坏强度时,会造成断裂。再者,近年来由于碳纤纱需求大增,造成材料短缺,因此价格居高不下。碳纤维的拉伸强度强,但剪断强度弱,加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性),根据计算把碳纤维片重叠成型。一般常提到的高模数(Hight Module,HM),指的是高抗拉伸强度的碳纤维材料。  目前碳纤维管材的成型方式有一体成型、3D编织射出以及所谓的管对管方式,未来趋势将朝整合一体成型搭配管对管的最适化设计发展。目前市场上已研发出奈米碳纤维技术,舍弃普遍运用于一般碳纤维的epoxy环氧基树脂,改用一种胶合碳纤维2织布的特殊奈米材,并号称可以使自行车车架冲击的性能足足比传统碳纤维材质提升40%!一般来说碳纤维较适合运用在要求风阻较小的计时赛车上。






Carbon,是个让车友们又爱又恨的东西,碳纤车有着高贵的名号,以及高人一头的价位,但它也有不为人知的一面,像无法回收不环保,相对金属车架更容易断裂等,那么碳架车到底如何呢?

 

 

    碳纤车之所以价位高,表示它光鲜的外表并不是用来炫耀的,在一些方面碳纤维的特性确实要比金属更适合自行车运动,比如说轻以及各种比值,像下图:

 

 

    当然碳纤材料也有逊色的地方,可以看到图中个材料在相同的机构下重量刚性比几乎是相同的,甚至更轻的碳纤材料在刚性上不免输给较重的金属架,那么轻量化的车架刚性都不好么,这当然是否定的,车架的设计师们通常会在结构上做些手脚,像采用加大管径并减小壁厚的设计,让碳架的动力传导区域更具刚性,这点在很多金属架上也很常见,能够减小重量和增加刚性,这也是很多金属车架管径都比较大的原因。

 

 

    当然这点也有缺点,像铝合金的管子抽到一定的薄度在焊接上就会有问题,碳纤维也是一样,薄到一定程度,反而会产生相反的效果。

 

 

    看看我们的碳布,看起来像是一坨塑料布,很多童鞋都会发现这材料为什么没有那种碳纤花纹呢?像下面这幅。

 

 

    原来前者是单一方向的碳纤布,后者才是真正编织过的碳纤布料,编织过的碳纤K值则表示每一束碳纤维里面的碳丝数量。当然是越大越好,因为这跟生产成本有关。

 

    就像看到的碳纤的强度仅表现在纤维纵向上,所以我们要把这些纤维横竖编织起来,经过层层编织后,碳纤材料的强度会逐渐的显现出来,

 

 

    对于碳纤维众多的编号,我们也只能是“看看而已”,那么众多的型号到底强度如何呢?这张图片能够很好的展示出来。里面T和M是朝着两个不同特性发展的碳纤材料。

 

 

    碳纤车架的制作并不是把碳纤布卷成管子在接起来那么简单,对于碳纤管材和车架的制作每个厂家都有自己的特点,不过一般都是采用接管或是一体成型的方式,碳纤车架的制造很有技术含量,这也是廉价代工厂生产出的碳架与正规品牌碳纤维车架有相当差距的原因所在。


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