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復合材料新組合-越野自行車
2009-12-25 來源:復材在線
關鍵詞:碳纖維自行車

    目前正在進行的自行車越野賽中,Tyler Wren的BooCX賽車在眾多復合材料自行車中處于領先地位。這一傳奇賽車結構在采用了碳纖維的基礎上,實際上還應用了其它兩種與碳纖維截然不同的復合材料。內胎的接頭以人造碳纖維為原料,主體結構則采用大自然母親為我們提供的禮物:竹子。

    Boo自行車的創造者-Nick Frey是U23美國國家計時賽的前任冠軍。一開始他對使用竹子作為自行車框架原材料產生了興趣,同時美國普林頓大學的一名學生舉例證明,與碳纖維相比,竹子具有更強的減震能力、更輕更硬的材質特性以及驚人的損傷容限。

    Frey承認Boo自行車的研發過程并不是那么容易的:在加工過程中,竹子易縱向分裂,易受天氣和昆蟲侵蝕,然而竹子源源不斷產量又為這一有關“綠色”的爭論提供了很好的證據,自然而然地使自行車的原材料發生了改變。

    Frey覺得他以及他位于越南的研發伙伴都在不斷地完善具體加工過程,如烘干、蒸化、對接,甚至竹子的收獲時間及植物成熟到什么程度制造的成品不僅可保持始終如一、可靠的性能,而且還可根據客戶所需的使用性能對其進行調整。

    Frey講到:“竹子徑向對稱,但由里到外并不均勻。纖維的密度從里到外不斷變大,在最外層時密度達到最大值。在生長過程中,竹子是從外向內生長的,恰恰與硬木的生長過程相反。竹子最外層的纖維最成熟,最堅硬,也就是說我們可以鉆出內部的纖維,對管子加以調整,達到我們需要的范圍。竹子的外直徑和壁厚可以根據需要來進行選擇。這些主要基于您想做的自行車的樣式及框架的大小。我們也可以根據騎手的類型對自行車進行調整。

    每個竹管的最外端都被磨掉兩毫米,然后用含碳纖維預浸料將其包好,再與橡膠管進行物理壓縮,最后對其進行加工處理(該過程與車把的制造過程相類似)。打磨涂漆后的平式接頭視覺上給人一種美的享受,讓你有種愉悅的感覺。盡管這一過程聽起來像是以車庫為基礎的理論性技術,但Frey堅信海外具備控溫條件的工廠都可以生產這種自行車框架結構。

    “我永遠不會對包裝過程進行詳細講解,因為這是我們的商業秘密。我們已想出了將碳纖維連接到導入路徑定向儀上的辦法。”

    “橡皮管非常柔軟,甚至可以被壓縮。在打磨成型前可對接口進行加工處理。由于管子的最外層僅起裝飾作用,這樣以來我們就可以在磨平接口的同時保持管子的堅固性,因為在打磨的過程中不會觸及管子的結構層。”

    位于車子最前端的前管采用較為傳統的鋁管、玻璃纖維絕緣層以及更多的手工纏繞碳纖維。車子的后部安裝了專門定制的數控加工鋁制后叉端。低端是一個傳統線式五通。座管內插入了鋁管,以準確的將座管連接到座柱上。

    自行車架上還有其它一些元件,包括車架下邊的上管,該上管與可移動電纜導管適應于各種動力傳動系統裝置。

    按目前的要求,車架的重量應該是1.8千克左右,但Frey表示他希望在不久的將來這一數字可以降低到1.4千克。即將推出的Boo RSL公路車架包括碳管和一個由邊緣復合材料公司生產的BB30碳五通。很快,Frey表示他的目標既不是盡可能地減輕重量,也不是最大限度的增強硬度。

    就車子的接口而言,額外震動阻尼和順度提供了更好的輪胎牽引力,有助于新騎手沖向比賽的終點。Frey表示:“一開始我們決定要擁有結實、耐用且使用壽命長的車架,隨著我們制造經驗以及測試車架時間的增多,我們開始減輕車架的重量。我相信擁有一輛可以在撞擊中生存而不是僅用在為期一天比賽中易裂的車輛更為重要。”

    該車由大量優質部件組裝而成,其中包括靜態儲存器SRAM Red/Force、TRP EuroX剎車系統以及邊緣復合材料公司提供得各種含碳產品。車的總重量適當,為8.07千克。這一令人瘋狂的自行車最酷的地方就是它完全可以工作,而不僅僅是精品店里陳列的模型。竹子是公路越野車的理想原材料,采用竹子制造自行車沒有任何弊端,它既不會降低車子的美觀度也不會影響車子的獨特性。

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(雯雯)
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