碳纖維制作自行車的工藝特點(diǎn)

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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(duì)于自行車的性能和騎乘體驗(yàn)帶來了飛躍的提升。碳纖維材料同時(shí)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(diǎn)。
　　造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)，根據(jù)碳纖維的這一力學(xué)特點(diǎn)，利用疊層技術(shù)可以對(duì)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(jì)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(huì)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(jì)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(dòng)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(dòng)化設(shè)備(shèbèi)，其制作工序一般為:工藝設(shè)計(jì)、應(yīng)力計(jì)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(jì)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(dòng)編織（to braid），可以實(shí)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(shí)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?yàn)槿绱?，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(duì)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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