碳纖維制作自行車的工藝特點

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　　碳(C)纖維材料在體育用品行業(yè)應(yīng)用和研發(fā)由來已久，在自行車上的使用是大眾最為熟知的。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維復(fù)合材料以其非凡的特性對于自行車的性能和騎乘體驗帶來了飛躍的提升。碳纖維材料同時具備超強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度（strength)和纖維柔軟可塑性強(qiáng)的特性，在制作自行車的過程(guò chéng)中相比金屬材料有著很大的工藝差異，下面新材介紹一下碳纖維制作自行車的工藝特點。
　　造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計自由度大
　　從力學(xué)性能上講，碳纖維軸向和徑向的強(qiáng)度（strength)不一樣，應(yīng)力取向沿纖維軸方向有非常高的強(qiáng)度，而徑向就很小。因此在制作自行車部件時，根據(jù)碳纖維的這一力學(xué)特點，利用疊層技術(shù)可以對碳纖維進(jìn)行最優(yōu)排列和鋪放，以達(dá)到自行車部件的最佳受力或載荷要求，特別是隨著新型碳布的開發(fā)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上幾乎可以不受限制（limit）地進(jìn)行優(yōu)化（optimalize）。金屬材料(Material)的自行車構(gòu)件，合金(alloy)的配方基本固定(fixed)，其力學(xué)性能不會有大的變化，而且受焊合技術(shù)以及管件成型工藝的限制，在造型和結(jié)構(gòu)的設(shè)計上受到非常多限制。當(dāng)然，該材料在輪圈在制造上仍存在諸多技術(shù)問題(Emerson)，還有許多需要攻克的技術(shù)難題。

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　　制作工藝復(fù)雜，工序多
　　與金屬材料(Material)自行車焊合成型并可進(jìn)行自動化生產(chǎn)(Produce)不同，碳纖維自行車的工序復(fù)雜，而且現(xiàn)在大多還是需要手工操作控制，難以使用自動化設(shè)備(shèbèi)，其制作工序一般為:工藝設(shè)計、應(yīng)力計算、碳布織造、裁剪碳布、模具預(yù)型、固化成型、處理(chǔ lǐ)加工、表面涂裝、整車組合安裝等。其中，按照技術(shù)要求和指標(biāo)（target aim)設(shè)計好的碳纖維骨架與樹脂(Resin)，在高溫高壓環(huán)境下的固化成型工藝在很大程度上決定著自行車構(gòu)件的質(zhì)最終性能。
　　目前，碳(C)纖維自行車制造技術(shù)發(fā)展非常快，車架預(yù)成型開始導(dǎo)入機(jī)械自動編織（to braid），可以實現(xiàn)控制（control)強(qiáng)度（strength)、方向和角度（angle)的三維立體編織，編織出來的預(yù)成型車架平整度非常好，產(chǎn)品(Product)質(zhì)最實現(xiàn)流水線上智能(intelligence)檢測。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料，通過不同的加工方法，加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。 copyright 123456
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