碳纤维自行车的类型和优缺点

投稿专栏 • 2022年11月24日 19:29 • 阅读 4602

在加工自行车时，过去使用的材料以铬钼钢居多，现如今还包括铝、钛、碳纤维、镁等新材料。作为一种新兴材料，碳纤维主要用于最好的公路自行车车架、前叉和轮对。总体而言，碳纤维以中高端竞赛自行车应用为主。

碳纤维不仅具有碳材料的固有特性，而且具有纺织纤维的柔软加工性能。它的比重不到钢的1/4，但强度却很高，而且其耐腐蚀性优异，是新一代增强纤维。碳纤维广泛应用于民用、军事、建筑、航空航天和超级跑车领域。

碳纤维自行车的类型

简而言之，碳纤维自行车架的特点是“轻便、刚性好、减震好”。然而，要在技术上充分发挥碳纤维的优良性能并不容易，而且碳纤维材料制造商的质量差异很大。

出于成本考虑，自行车制造商不太可能在车架上使用高档碳纤维。尽管存在上述一些问题，但碳纤维车架仍具有其他材料所不具备的优势。它可以制造一辆重量约为8或9公斤的轻型自行车。这种碳纤维轻型自行车在爬坡时最能体现其优点，而且爬坡很平稳。与一些轻质铝框架不同，攀爬时会有回拉。

可以制作轻质车架

碳纤维车架是通过在受力方向上层叠碳纤维来获得强度的。碳纤维车架由于其密度和优异的抗拉强度而非常轻。

减震性好

碳纤维可用来为残疾人制造假腿，或者在各个领域使用的特殊弹簧。因而可利用其优良的减震性能制造无减震器的自行车。但是，各厂家的质量差别很大，有的很硬，所以这种车架只有骑行后才能知道是否好。

可以制造各种形状的框架

碳纤维的基本成型方法是将纤维片铺在模具上，然后注入树脂并加热固化。框架可以做成各种形状。

需要复杂应力计算

碳纤维车架由碳纤维组成，其特点是抗拉强度高，但抗剪强度弱。在加工过程中，需要进行复杂的应力计算（纵向刚度和横向刚度），并根据计算结果叠层形成碳纤维板。加工技术因制造商而异，因而从经验丰富且可靠的制造商处选择产品非常重要。

很难改变尺寸

模具制作完成后基本实现成型，很难改变尺寸。无法满足多种尺寸和样式的订单。

老化

虽然碳纤维具有优异的抗老化性，但使用的树脂会不会老化？这是一个很现实的问题，因为树脂在阳光下会发生变化比如逐渐变白。当然，这种现象与制造商的技术有关。最好不要把它放在阳光下。