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碳纤维制作自行车的工艺特点

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2018-10-12【


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  碳(C)纤维材料在体育用品行业应用和研发由来已久,在自行车上的使用是大众最为熟知的。碳纤维生产具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维复合材料以其非凡的特性对于自行车的性能和骑乘体验带来了飞跃的提升。碳纤维材料同时具备超强的拉伸强度(strength)和纤维柔软可塑性强的特性,在制作自行车的过程(guò chéng)中相比金属材料有着很大的工艺差异,下面新材介绍一下碳纤维制作自行车的工艺特点。
  造型和结构设计自由度大
  从力学性能上讲,碳纤维轴向和径向的强度(strength)不一样,应力取向沿纤维轴方向有非常高的强度,而径向就很小。因此在制作自行车部件时,根据碳纤维的这一力学特点,利用叠层技术可以对碳纤维进行最优排列和铺放,以达到自行车部件的最佳受力或载荷要求,特别是随着新型碳布的开发,在结构设计上几乎可以不受限制(limit)地进行优化(optimalize)。金属材料(Material)的自行车构件,合金(alloy)的配方基本固定(fixed),其力学性能不会有大的变化,而且受焊合技术以及管件成型工艺的限制,在造型和结构的设计上受到非常多限制。当然,该材料在轮圈在制造上仍存在诸多技术问题(Emerson),还有许多需要攻克的技术难题。

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  制作工艺复杂,工序多
  与金属材料(Material)自行车焊合成型并可进行自动化生产(Produce)不同,碳纤维自行车的工序复杂,而且现在大多还是需要手工操作控制,难以使用自动化设备(shèbèi),其制作工序一般为:工艺设计、应力计算、碳布织造、裁剪碳布、模具预型、固化成型、处理(chǔ lǐ)加工、表面涂装、整车组合安装等。其中,按照技术要求和指标(target aim)设计好的碳纤维骨架与树脂(Resin),在高温高压环境下的固化成型工艺在很大程度上决定着自行车构件的质最终性能。
  目前,碳(C)纤维自行车制造技术发展非常快,车架预成型开始导入机械自动编织(to braid),可以实现控制(control)强度(strength)、方向和角度(angle)的三维立体编织,编织出来的预成型车架平整度非常好,产品(Product)质最实现流水线上智能(intelligence)检测。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料,通过不同的加工方法,加工成为能够满足使用要求的材料制品。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。
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