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自行车碳纤维技术的现在和未来

碳布,分为两种,一种为编制碳布,一种为UD碳布。
编制碳布分为1K,3K,12K三种,编制碳布出厂一般不采用预浸环氧树脂,是完全干的出厂的。编制碳布因其90度交叉的编制方式,抗剪切力比较好,但也因其编制方式,力学上无法做到碳布方向性的控制和减重
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2014-12-3 15:46

UD碳布也称为单向碳布,目前大多数制造商的UD碳布都是,预浸碳布。UD碳布因为方向性单一,所以表面抗剪切力不如编制碳布,但UD碳布可以做到理想化的方向性排布,力学和重量上都有优势。

碳布的强度和模量
碳布的强度指的是破坏强度,模量指的是杨氏模量。强度越高越拉不断,模量越高越硬。
碳布也分为T系列和M系列。
T系列从T300开始到最高的T1200,以强度高著称,模量相对较低,所以属于弹性好、强度高的属性。
M系列从M30到M65,以模量高著称,但强度一般,属于死硬但脆的属性。
目前顶级的破风架慢慢开始往T1100到T1200开始靠拢,因为破风架缺乏舒适性,顶级T系列可以轻微弥补。
目前顶级爬坡架没有M60以上的补强就不能算顶级,像Dogma 65.1,意思就是M65石墨纤维,1k。
M系列碳布属于碳纤维中的精华,M60和M65更属于国内可望而不可及的,M65被日本当做军工机密雪藏,可以看出其价值。
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2014-12-3 15:45


碳纤维的制造
碳纤维制造从发展过程上分为三步走,糊糊时代,套套时代,泡沫时代
糊糊时代里,大家都拿着编制碳布和一把刷子,贴一层碳布,刷一层环氧树脂,一层一层刷
套套时代里,车架大体都是一体成型,一个大模具,预浸UD碳布往模内一贴,气袋往碳布内壁一塞,气压一打,温度一高,就搞定了
泡沫时代里,模内成型的内模从全气袋转换成部分泡沫塑性材料,也称PU。因气袋本身会有褶皱,故车架内壁不平整,平添重量,而且容易出现管壁厚度不均匀,特别是头管和五通之类的复杂位置。PU的加入,使得模内压力更高,内壁更平整,管壁厚度更均匀。但因为事后还要拔出来,所以PU内模成型技术的车架都没有像套套时代里一样的一体成型,都是分为若干段成型。

碳纤维的设计和未来
他们说,知识就是力量。一点都没错。国内碳纤维生产实力是惊人的,却无法自己研发出好的产品。
国产碳布的T800还在实验室,更不用说M系列。国内材料力学和流体力学的人才都不屑于自行车行业。

目前领先的碳纤维设计无非于(1)受力分析(2)气动分析(3)3D打印模具(4)测试样品,国内不缺人也不缺条件。

未来的展望,纳米环氧树脂的全面应用;UD碳布的受力分析可以用在车架任何部位,每一个部位的碳布方向性都可以不同;通过平行和交叉UD碳布的方向排布,可以应用于不同受力方向的车架部位;碳布层断面阶梯型叠加的应用;T和M系列的混用;整体式空气动力学的考虑。

最后,总结
(1)行外人足够用心,也能摸到行内的一些情况(2)碳纤维的面纱是时候可以揭开了(3)国内自行车碳纤维行业需要更多的人才的加入
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