De ce cadrele și unele detalii ale bicicletelor de sport din clasa extra fac din carbon? Răspunsul la această întrebare constă în particularitățile acestui material.
Fibra de carbon sau carbon este un material din fibre de carbon intercalate, fixat cu rășini epoxidice. Fibrele de carbon sunt tuburi subțiri de 5-8 microni în diametru, aproape în întregime compuse din carbon. Acestea sunt obținute prin tratarea termică specială a substanțelor artificiale sau naturale.
Fibră de carbon întunecată pe fundalul unui păr uman
Deoarece fibrele de carbon se rup ușor, dar sunt foarte greu de rupt, ele țese țesături, care sunt principalul material pentru fabricarea produselor din carbon. Firele din țesuturi sunt aranjate în straturi la un unghi unul față de celălalt, aceasta asigură aceeași rezistență a materialului în toate direcțiile.
Carbonul are o rezistență foarte mare, depășind în acestă oțel cu o rezistență ridicată. Și în același timp - greutate foarte ușoară, de 2-3 ori mai mică decât cea a titanului. În conformitate cu parametrul complex "rezistență-ușoare", plasticul de carbon este unul dintre cele mai bune, dacă nu cel mai bun material. Aceste calități au asigurat utilizarea sa în fabricarea nu numai a bicicletelor, ci și a multor alte produse de uz casnic și industrial de cea mai înaltă calitate și chiar și în industria aeronautică.
Ramele de biciclete fabricate din carbon sunt durabile și foarte ușoare. În plus, plasticul armat cu fibră de carbon absoarbe bine vibrațiile și nu este susceptibil la coroziune. În comparație cu titanul, asigură o rigiditate mai mare a cadrului, ceea ce face mai ușor să călătoriți pe teren accidentat și în pantă. Tehnologia avansată pentru producerea pieselor de carbon vă permite să produceți nu numai cadrul pentru biciclete, ci și alte elemente - cârlige, cârme, furci, tije de legătură, știfturi de șezut și chiar pinioane.
Fabrică din materialul secolului XXI, conform tehnologiilor din 19
Trebuie spus că procesul de fabricare a cadrului de carbon nu este foarte asemănător cu producția secolului XXI. Mai degrabă, el seamănă cu o lucrare din atelierul de la Doford. Majoritatea operațiunilor se fac manual. Acest lucru explică, bineînțeles, costul ridicat al carbonului, din cauza căruia cererea în masă este imposibilă. Și fără cererea în masă, nu există nici un sens economic de a dezvolta și de a construi linii automate. Procesul de fabricare a cadrelor de biciclete din fibră de carbon necesită o mulțime de mâini. Acest lucru, împreună cu costul ridicat al materialului, face cadrele de carbon un tratament scump.
Deci, care este procesul de fabricare a unui cadru pentru biciclete din fibră de carbon?
Dintre toți producătorii de biciclete, doar două (Giant și Time) utilizează fibrele de carbon ca materie primă. Alte firme preferă să cumpere țesături din fibră de carbon gata fabricate.
Dacă luăm în considerare procesul de realizare a cadrelor pentru exemplul Giant și Time, atunci materia primă pentru cadrele de biciclete de carbon este o bobină de fire groase. Sau, mai degrabă, câteva duzini de bobine care sunt purtate pe bobine. O mulțime de fibre de carbon trec prin mașină, transformându-se în foi de 3 picioare lățime impregnate cu rășină.
Asamblarea cadrului
Rama bicicletei este o structură închisă cu o suprafață complexă, care în diferite locuri are o configurație diferită - sub formă de cilindru, torus sau alte suprafețe curbe. Pentru ușurința de asamblare, cadrul este împărțit în elemente separate, care sunt formate prin aplicarea de semifabricate în matrițe, ale căror forme sunt identice cu elementele cadrului. Această lucrare seamănă cu fabricarea pieselor din fibră de sticlă. Cei care au avut de a face din ea pentru motocicleta sau masina lor, o pot face din fibra de carbon.
Semifabricatul este tăiat în fragmente de diferite forme și mărimi - în funcție de ce parte a cadrului este destinat. Și atunci când se taie piesele, se ține seama nu numai de configurația piesei de prelucrat, ci și de amplasarea firelor în ea. Piesele tăiate sunt așezate pe cutii, din care muncitorii selectează bucăți de dimensiuni necesare pentru ei înșiși.
Pe tabelele de asamblare există celule (cuiburi) în care fragmentele de carbon se află pentru anumite detalii. Înainte de a aplica semifabricate pe matrice, ele sunt încălzite pe o placă încălzită. Matricea este, de asemenea, încălzită pentru a obține elasticitatea și flexibilitatea fibrelor de carbon. Fiecare parte a cadrului necesită impunerea mai multor straturi de piese de prelucrat. Cel mai simplu este fabricarea de piese tubulare. Fragmentul foaie se înfășoară în jurul șablonului sub forma unui tub de mai multe ori.
Cea mai dificilă din fabricație este zona de transport și coloana de direcție.
După ce toate părțile cadrului sunt formate, ele sunt așezate într-o matriță de plastic. În cavitatea interioară a cadrului, un balon elastic din poliuretan este injectat și pompat - astfel încât să creeze presiune pe pereții cadrului din interior. Miezurile de oțel sunt inserate în orificiul căruciorului și în bucșa cârmei. Tăiați fibrele de carbon în exces și trimiteți rama pregătită la frigider, unde așteaptă răsucirea pentru turnare și ardere în cuptor.
Pentru formarea la cald, cadrul este pus într-o matriță. Datorită complexității configurației produsului, matrița constă din diferite părți mobile care sunt împinse în poziția dorită pe cadru și fixate cu șuruburi. Când toate părțile din jumătatea inferioară a matriței sunt fixate și fixate, partea superioară a matriței este coborâtă hidraulic. Ca urmare, cadrul este închis din toate părțile.
Apoi, matricea cu cadrul este trimisă în cuptor pentru formarea la temperatură (ardere). Datorită presiunii balonului poliuretanic în cavitatea interioară, suprafața exterioară a cadrului urmează exact configurația matriței. Straturile de carbon suprapuse sunt topite cu o rășină compozită, formând o suprafață monolită fără sudură. Surplusurile compozitului de carbon sunt extrase din matrice.
finisare
După răcire, matrița este dezasamblată și cadrul finit este scos. Cu toate acestea, este prea devreme pentru a spune "gata". Va trebui să termine procesarea - curățarea fișierului și răzuirea, lustruirea, lustruirea și așa mai departe. În timpul stripării și lustruire, o mulțime de forme de praf de carbon, care atârnă în aer. Pentru a evita inhalarea sa, oamenii lucrează în costume și măști de protecție. Fanii direcționează aerul praf spre pereți, prin care curge apa, spălând praful de carbon.
Operația finală este testarea. La cadrul dintr-o anumită înălțime, aruncați încărcătura și măsurați rezistența la impact. Testul arată cât de mult produsul finit îndeplinește cerințele necesare.
Trimiteți-le prietenilor: