兩大劣勢,是否限制了碳纖維在自行車車架上的應用?
核心提示:碳纖維作為一種高科技材料使用在自行車上是近十年的事情。嚴格來說碳纖維并不是單純的碳元素,而是碳元素經過編織加工后利用環碳纖維作為一種高科技材料使用在自行車上是近十年的事情。嚴格來說碳纖維并不是單純的碳元素,而是碳元素經過編織加工后利用環氧樹脂粘接加固的一種混合物。 早期的碳纖維由于技術上面的原因,使用的環氧樹脂甚至會在陽光下分解。隨著科技的進步,這種優秀材料的種種缺點在被逐漸克服。比如德國的K車架就使用了高級的16K的碳纖維,這種碳纖維的強度甚至超過了鋼材,并且擁有終身保用的質量承諾。
碳纖維結構圖 一般來講,碳纖維作為自行車的材料擁有以下幾個特點: 1. 極輕的重量 1200克左右的碳纖維公路架已經到處可見了。由于碳的質量僅有1.6克/立方厘米,所以制作1公斤左右的車架已經不再是夢想。 2. 吸收沖擊性能好 碳纖維可以有效的吸收震動,并且保持很好的剛性。這個特點使得它成為很好的競賽級的材料。 3. 可以制作各種形狀的車架 和一般的金屬車架的制造過程不一樣,碳纖維車架一般是先制作模具,然后在模具上覆上碳纖片,后用環氧樹脂進行粘固。這種制作過程可以利用空氣動力學做成風阻極小的車架。
目前這種材料的毛病主要是以下兩點: 1. 復雜的應力計算 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,加工時需要進行復雜的應力計算(縱剛性、橫剛性),根據計算把碳纖維片重疊成型。一般來講,碳纖維抗面的沖擊相當好,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. 價格昂貴 和鈦合金相比,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。這主要是因為碳纖維車架的制作過程需要很多的手工,并且報廢率很高,造成成本的大量上升。 可見,每一種材料都有其優缺點,作為復材人就是要充分了解各種材料的特性,取長補短才能實現1+1>2的效果。
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