Come fare un telaio in fibra di carbonio?

Quello che chiamiamo fibra di carbonio è in realtà un materiale composito con carbonio come materiale principale e il materiale composito in fibra di carbonio non è l'unico materiale in telai per biciclette, cerchi e barre di carbonio. Questo perché l'altissima rigidità della fibra di carbonio è un prerequisito per il processo. Quando il materiale è un materiale composito in fibra di carbonio al 100%, è molto fragile e ha la tendenza a strapparsi nella direzione della fibra. Per esercitare la sua rigidità, la fibra di carbonio (panno) viene immersa in resina epossidica prima dello stampaggio, formando un materiale composito. Le parti in fibra di carbonio della bicicletta sono tutte lavorate attraverso tali fasi di lavorazione. La resina gioca un ruolo chiave nella formazione di tessuti di carbonio, mantenendo insieme le fibre di carbonio e aumentando la durezza e la durata. La fibra di carbonio imbevuta di resina e plastificata assorbirà urti e vibrazioni quando incontra impatto e può deformarsi senza rompersi, in modo da ottenere le prestazioni perfette richieste dal materiale della bicicletta.

La fibra di carbonio è un materiale molto magico la cui rigidità è completamente diversa da quella del metallo. La rigidità dei prodotti in fibra di carbonio è più facile da controllare e le caratteristiche di rigidità possono essere presentate in una direzione. Prima di fare un modello di telaio, la varietà, la resistenza, la direzione della fibra, l'adattamento del panno di carbonio L'orientamento è un mezzo per controllare le prestazioni complessive del telaio, quindi la sua rigidità può essere regolata a seconda di come il materiale composito in fibra di carbonio è regolato per essere in linea retta o posizionato in uno stampo, che è chiamato anisotropia. I metalli, al contrario, sono isotropi, mostrando le stesse proprietà di resistenza e rigidità in qualsiasi asse del materiale. Oltre a superare i metalli, ha il vantaggio di essere più leggero rispetto ad altri materiali che conosciamo.

Con l'iterazione e il progresso della tecnologia di elaborazione della fibra di carbonio, gli ingegneri del telaio utilizzano l'anisotropia della fibra di carbonio per coordinare e combinare il grado di resistenza del panno di carbonio, la quantità di materiale impregnato, la forma, la dimensione e l'orientamento dei fili della fibra di carbonio e il tempo di cottura attraverso programmi software. posizione per controllare le prestazioni del telaio in carbonio o della ruota in carbonio. In questo modo, i telai in fibra di carbonio si avvicinano al massimo equilibrio tra leggerezza infinita e resistenza geometrica, quindi i componenti in fibra di carbonio hanno uno spazio di processo infinito. Tuttavia, il prezzo del panno di carbonio di alta qualità è ancora alto e questi disegni e procedure delicati, così come la manodopera richiesta, sono anche molto costosi. Tutti questi si aggiungono al mistero delle biciclette in fibra di carbonio.

Processo di fabbricazione dei telai in carbonio

Le parti in fibra di carbonio sono lavorate in un unico pezzo di cottura e stampaggio di fusione, e anche nello stampaggio di giunzione e incollaggio. Entrambi i metodi di stampaggio hanno i loro vantaggi e svantaggi, ma in generale, un telaio in fibra di carbonio integrato è più vantaggioso per le prestazioni del prodotto e più difficile. Con il follow-up complessivo della tecnologia in fibra di carbonio, del design e dell'artigianato delle aziende automobilistiche nazionali, il mercato delle auto in fibra di carbonio è pieno di aspettative nel settore. Approfittiamo del processo della linea di produzione della fibra di carbonio di Shandong Ruibao per vedere come il panno di carbonio viene trasformato in un telaio ad alte prestazioni passo dopo passo.

▲ Il telaio in carbonio completo è completamente qualificato per il DH con i requisiti di resistenza più elevati e il peso totale di 5kg è mezzo più leggero di quello del telaio in alluminio.

Fasi di fabbricazione

Passo 1: In primo luogo, tessendo filato e facendo filato di carbonio in materiali compositi in fibra di carbonio di varie specifiche. Il processo di tessitura del filato è simile al panno di tessitura, cioè, il filato di carbonio è tessuto in varie materie prime del panno di carbonio attraverso tessitura meccanica secondo gli standard tecnici. Quindi il panno di carbonio viene immerso nella soluzione di resina corrispondente e quindi asciugato e formato per fissare il panno di carbonio. È interessante che per prevenire la deformazione del filato di carbonio, a volte viene immagazzinato in celle frigorifere.

▲ Tessere filato di carbonio, cioè il panno embrionale di panno di carbonio.

Passo 2: Tagliare scientificamente il filato di carbonio e contrassegnare ogni pezzo di panno di carbonio in dettaglio. Ogni telaio in fibra di carbonio è fatto di centinaia di diversi panni di carbonio. Grandi pezzi di panno di carbonio saranno tagliati grossolanamente in pezzi che sono facili da usare. forma. Un telaio è composto da più di 500 collage individuali di tessuto di carbonio. Ogni modello richiede un tipo specifico di tessuto in carbonio, e anche se viene utilizzato lo stesso stampo, la quantità di tessuto in fibra di carbonio varia.

▲ Tessuto di carbonio tagliato per collage di varie parti.

Passo 3: È di nuovo il materiale della bobina, cioè la posa del prepreg in fibra di carbonio tagliato sul materiale del nucleo in un ordine e un angolo specifici per farlo inizialmente avere la forma del telaio, in attesa del prossimo passo di polimerizzazione, l'operazione di avvolgimento della fabbrica Ruibao viene effettuata in un'officina chiusa senza polvere e i requisiti ambientali sono molto severi. Poiché sono coinvolti alcuni segreti commerciali e brevetti tecnici, solo una piccola parte del complesso processo può essere visto qui.

▲ Fissare il filato di carbonio impregnato di resina al materiale principale.

Passo 4: Inserire la fase di formatura, che deve posizionare il prodotto laminato nello stampo di formatura ed espellerlo ad alta temperatura. La matrice in fibra di carbonio è anche un collegamento in cui la tecnologia e il costo sono concentrati. È necessario garantire che lo stampo e il telaio abbiano lo stesso tasso di espansione termica, che è importante per garantire che la precisione del telaio gioca un ruolo molto importante, soprattutto nei requisiti sempre più elevati di oggi per la precisione di fabbricazione delle biciclette.

▲ Dopo che il materiale della bobina è messo nello stampo per la pressofusione ad alta temperatura.

Fase 5: Per le parti che non possono essere formate integralmente, è necessario legare le parti con colla speciale, e quindi fissarle in un intero completo mediante cottura ad alta temperatura. In questo momento, il telaio incollato sarà bloccato su uno speciale dispositivo in fibra di carbonio e inviato al forno di polimerizzazione per la polimerizzazione. Quando il processo di polimerizzazione è completato, il telaio può essere estratto dal forno di polimerizzazione e rimosso dal dispositivo.

▲ Le parti sono curate mediante incollaggio e cottura per formare una forma completa.

Passo 6: Infine, il telaio viene levigato a mano e ricondizionato, forato, ecc. Dopo la levigatura e il taglio, il telaio è pronto per la verniciatura finale e le decalcomanie, con decalcomanie a trasferimento bagnato che vengono fatte prima della verniciatura. Poi un bellissimo e potente telaio in carbonio è completo.

▲ Officina di macinazione e foratura del telaio in carbonio.

▲ La procedura finale di spruzzatura ed etichettatura.

▲ La struttura del materiale di carbonio di grado T800 dopo un ingrandimento mille volte.