碳纤维作为一种高科技材料使用在自行车上是最近十年的事情。严格来说碳纤维并不是单纯的碳元素,而是碳元素经过编织加工后利用环氧树脂粘和加固的一种混合物。早期的碳纤维由于技术上面的原因,使用的环氧树脂甚至会在阳光下分解。随着科技的进步,这种优秀材料的种种缺点在被逐渐克服。比如德国的K车架就使用了高级的16K的碳纤维,这种碳纤维的强度甚至超过了钢材,并且拥有终身保用的质量承诺
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。
碳纤维架的特点是轻,不弯曲,有较好的刚性,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。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架。虽然存在上述的现实问题,但是碳纤维架还是具有其他素材所没有的优点,可以制造 4、5kg左右的轻量,这种碳纤维轻量,爬坡时最能体现其优点,爬坡顺利而爽快。而不会像一些轻的铝合金架,爬坡时感到有一种向后拉的力量。
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(拉伸强但容易断),因此采用把薄料层层重叠的方法来解决缺点。
●碳纤维架的优点
(1).可以制作重量轻的自行架
碳纤维架是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维架非常轻,这是它的密度和强的拉伸强度构成的。目前有超轻的车架重量在600多克哦.
(2).冲击吸收性好
碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿,或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能,制作不用避震器的。如厂的 ELEVATED架是著名的。但是各个厂家之间的品质差异较大,有的很硬,因此这种架乘骑后才能知道好或者不好。
(3).可以制造各种形状的自行架
碳纤维的基本成型方法是,在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。可以制成各种形狀的自行架。如TREK的Y架是著名的。
●碳纤维架的缺点
(1).复杂的应力计算
构成碳纤维架的是碳纤维,它的特点是拉伸强度强,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),根据计算把碳纖维片重叠成型。加工技术各厂家各异,应选择有经验而可靠厂家的制品是很重要的。
(2).难于更改尺寸
由于作好模具后成型,难于更改尺寸。无法相应多尺寸多款式的订单。
(3).老化?
使用树脂因此会不会老化?这是一个存在的课题,它放置在阳光下时会逐渐变白。当然这种现象关系到厂家的技术。最好不要放置在阳光下。
所以对于业余车手来讲或一般玩车者不经常参加比赛的爱好者,碳纤维架是不适合的.
(1) 价格高
(2) 不耐用没有修复性
(3) 寿命短 8年以后各项性能都会降低,有的爱好者认为碳纤维不老化,这是不可能的,世间万物都是有寿命的都会渐渐老化只是时间问题.
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