Карбон как материал для производства велосипедов

В создании используется достаточно большой спектр материалов, как «классических», так и самых современных. Карбон (второе название – углепластик) применяется сравнительно недавно, но уже отлично зарекомендовал себя на рынке.

В прошлых статьях мы поговорили и плюсах, минусах рам из металла (стали, алюминия, титана). С точки зрения восприятия клиента, таким моделям оказывается большее доверие в вопросах надежности, износоустойчивости, долговечности.

Сперва постараемся понять, что представляет из себя сырье, которое на английском звучит как «углеродное волокно».

Свойства углепластика

Карбон представляет собой полимерное сырье композитного состава, углеродные нити, переплетающиеся между собой особым образом внутри смоляной матрицы. Волокна в виде трубочек тонкие, от 0,005 до 0,015 мм. Его получают путем специфической термообработки натуральных или искусственных компонентов.

Отличительной особенностью углеродных нитей является высокий уровень прочности в продольном сечении, их трудно разорвать, но боковая достаточно низкая, деформация в этом направлении будет критической. Максимальная крепость достигается путем многослойного расположения нитей в разных направлениях, а именно в тех, где в готовом продукте будут воздействовать силы.

Вторым параметром являются смолы. Они используются для фиксации нитей в нужном направлении. Важно, чтобы изготовитель хорошо понимал их качество, тип, от них будет напрямую зависеть, насколько хорошо различные слои будут соединены между собой, то есть физические, эксплуатационные характеристики готового товара. Обработка может осуществляться в обычных условиях, при естественном застывании, или в печах, где их запекают, таким образом во много раз повышая результат.

Одним из самых распространенных типов являются эпоксидные. В процессе дополнительного укрепления может применяться также каучук, он формирует серый оттенок.

Зная специфические характеристики, его эффективно используют самые разные сферы промышленности. В разработке он зарекомендовал себя не так давно, но многие компании быстро оценили преимущества углепластика, выпуская из него рамы, колеса, подседельные штыри, рули и их выносы, жесткие вилки, многое другое.

Рама из карбона – это конструкция, в которой переплетаются стекловолокно и углеродное, они «запаяны» в состав из синтетических смол под большой температурой. Такие варианты надежные благодаря правильному расчету направления структуры внутри.

Профессионально разработанные модели отлично гасят вибрации, которые неизбежны во время движения. Велосипедисты сразу оценят комфорт, мягкость поездки. В этом случае именно смола, входящая в состав, наиболее эффективно распределяет энергию от удара по всей конструкции. Ни один другой материал не даст той упругости, возможности гасить вибрации, как это может углеродное полотно. Значительную роль играют также способы термического влияния. Крупные компании ревностно хранят свои секреты того, как сочетаются характеристики расположения различных слоев волокон, какие смолы используются, направления, температура, давление во время разогрева форм, многое другое. Но без правильного, профессионального проектирования все это просто не будет работать.

Каждый гонщик уникален, как и его велосипед. Продукт создается под заказ для конкретного веса, параметров тела этого человека, тип посадки. Конечно, цена значительная, но результаты полностью ее оправдывают.

Стоит помнить, что китайское производство не рассчитывается на наших или европейских покупателей, их особенности, характеристики «среднего» телосложения. Сам процесс вряд ли проходит хоть какие-то проверки на соответствие технологии процесса общемировым стандартам, потому не стоит надеяться, что модель сможет выдержать «нашего» седока на наших дорогах. Основная задача китайских компаний – создать потрясающее визуальное впечатление.

Секрет в том, что изготовление конструкций крайне вредное для здоровья. Все процессы выполняются руками, отвердители, смолы выделяют токсичные испарения, мелкая пыль во время шлифовки быстро сказывается на здоровье работников, потому в Европе изготовление стоит дорого, а готовое изделие может оцениваться более чем в 300 долларов.

Несмотря на жесткость, к поперечным ударам, сколам, царапинам продукция из углеволокна чрезвычайно восприимчивы.

Хотя мы говорим о том, что данный состав довольно новый, стоит упомянуть, что первая рама была создана в далеком 1978.

Что влияет на жесткость:

· Минимизация использования смолы делает изделия только крепче;

· Количество слоев, их разнонаправленность.

Чем эффективны металлические вставки

Вязкость, хрупкость сырья значительно усложняет множество процессов во время производства деталей. Он полностью исключает нарезку резьбы. Это приводит к тому, что в конструкцию вклеиваются бочонки из различного металла, где резьба уже готова. Они могут располагаться, к примеру, в каретках, соединительных элементах и т.д.

Проблема заключается в том, что у этих материалов большая разница коэффициентов расширения в случае изменения температур, данная проблема актуальна для нашего климатического пояса. Это приводит к тому, что в любой момент со временем все вставленные части неизбежно отклеиваются, выпадают, этот момент сложно предугадать заранее. Эти части подвергаются постоянной нагрузке, что только ухудшает положение. Зимний период и жаркое лето – критические для таких ситуаций периоды. Это происходит в любом случае, вопрос лишь времени, потому доверять или нет рассказам менеджером о том, что благодаря ультрасовременным решениям, технологиям с их продуктом ничего подобного случиться не может – решать только вам.

Преимущества:

· Сравнительно малый вес, аналогичный титановым, часто даже меньше. Серийное производство выпускает варианты до 2 кг;

· Степень прочности;

· Можно создавать товары для любой нагрузки, формы, с учетом индивидуальных особенностей. Это распространенное явление среди профессиональных гонщиков;

· Не происходит коррозийных изменений.

Минусы:

· Если геометрия продумана правильно, с учетом веса владельца, учтено направление волокон в слоях, все материалы лучшего качества, только тогда вилка, задние перья смогут обеспечить гашение мелких колебаний, будет комфортно. Если что-то из данного списка не учтено, конструкция будет слишком жесткой в сравнении со стальными аналогами, где сами физические свойства металла лучше выполняют поставленные задачи. Если рама разработана с расчетом на 100 кг веса, то она не подойдет для человека с 70 кг;

· Люди с весом свыше 100кг должны предельно внимательно отнестись к выбору «железного коня». Вы должны точно знать, на какую максимальную нагрузку рассчитан велосипед. Если оказывается давление в 100кг и больше, то даже мелкие перепады уровня типа пересекания бордюра при постоянном воздействии быстро приведут к разрушению. Для этих случаев более актуальны сталь или алюминий;

· Надежность полностью зависит от профессионализма при создании геометрии, уровня сырья для изготовления;

· Цена. «Китай» может предложить недорогие варианты, но они во многом будут уступать металлическим;

· Хрупкость. Они плохо реагируют на точечные удары, воздействия вообще, потому с транспортом придется не только максимально бережно обращаться, но помнить, что падение с него, столкновение с объектами будут критичными. Там, где произошла деформация, прочность сильно уменьшается;

· Быстро разрушаются;

· Имеют серьезные проблемы с процессом ремонта. Места ударом мастера пытаются заделать, но надежность от этого не повысится, ремонт будет временным, почти бессмысленным. В случае крепления накладки, меняется сечение трубы, а с ним нагрузка. Залатанное место в будущем обязательно даст о себе знать;

· Другие материалы не настолько восприимчивы к низким температурам. Углепластик становится значительно более хрупким. Это не значит, что в случае падения в холодное время года велосипед под вами «разобьется», но количество сколов, трещин вряд ли порадует;

· Короткий срок службы. Модель продержится несколько лет при хорошем, осторожном обращении. Короткая «жизнь» при большой цене – не лучший выбор;

· Проблемы с установкой багажника. Все методы, которыми мастера попробуют решить эту задачу, оставляют желать лучшего, могут привести к повреждению.

Перед тем, как определиться с вариантом для покупки, изучите преимущества, недостатки всех типов. Самое дорогое не всегда означает лучшее. Важно учитывать индивидуальные параметры, особенности телосложения, предстоящие нагрузки, чтобы приобрести действительно надежный товар, который прослужит долго. Обращайте внимание на сертификаты компании, лицензии продавцов, гарантию. Проведите предварительно небольшое исследование разных вариантов.