Como fazer um quadro de fibra de carbono?

O que chamamos de fibra de carbono é realmente um material composto com carbono como material principal, e o material composto de fibra de carbono não é o único material em armações de bicicletas, jantes e barras de carbono. Isso ocorre porque a rigidez ultra alta da fibra de carbono é um pré-requisito para o processo. Quando o material é um material composto de fibra de carbono 100%, é muito frágil e tem uma tendência a rasgar na direção da fibra. Para exercer sua rigidez, a fibra de carbono (pano) é mergulhada em resina epóxi antes de moldar, formando um material composto. As peças de fibra de carbono da bicicleta são todas processadas através de tais etapas de processamento. A resina desempenha um papel fundamental na formação de tecidos de carbono, mantendo as fibras de carbono juntas e aumentando a tenacidade e durabilidade. A fibra de carbono embebida em resina e plastificada absorverá choque e vibração quando encontra impacto, e pode deformar-se sem quebrar, de modo a alcançar o desempenho perfeito exigido pelo material da bicicleta.

A fibra de carbono é um material muito mágico cuja rigidez é completamente diferente da do metal. A rigidez dos produtos de fibra de carbono é mais fácil de controlar, e as características de rigidez podem ser apresentadas em uma direção. Antes de fazer um modelo de quadro, a variedade, força, direção da fibra, ajuste de pano de carbono Orientação é um meio de controlar o desempenho geral do quadro, de modo que sua rigidez pode ser ajustada dependendo de como o material composto de fibra de carbono é ajustado para estar em uma linha reta ou colocado em um molde, que é chamado de anisotropia. Os metais, pelo contrário, são isotrópicos, exibindo as mesmas propriedades de resistência e rigidez em qualquer eixo do material. Além de superar metais, tem a vantagem de ser mais leve do que outros materiais com os quais estamos familiarizados.

Com a iteração e progresso da tecnologia de processamento de fibra de carbono, engenheiros de estrutura usam anisotropia de fibra de carbono para coordenar e combinar o grau de resistência do pano de carbono, a quantidade de material impregnado, a forma, tamanho e orientação dos fios de fibra de carbono e o tempo de cozimento através de programas de software. posição para controlar o desempenho do quadro de carbono ou roda de carbono. Desta forma, os quadros de fibra de carbono aproximam-se do equilíbrio final de força geométrica e leve infinita, de modo que os componentes de fibra de carbono têm um espaço de processo infinito. No entanto, o preço do pano de carbono de alta qualidade ainda é alto, e esses projetos e procedimentos delicados, bem como a mão de obra necessária, também são muito caros. Tudo isso adiciona à mística das bicicletas de fibra de carbono.

Processo de fabricação de quadros de carbono

As peças de fibra de carbono são processadas em uma peça de cozimento e moldagem de fundição, e também em moldagem de emenda e colagem. Ambos os métodos de moldagem têm suas próprias vantagens e desvantagens, mas em geral, um quadro integrado de fibra de carbono é mais benéfico para o desempenho do produto e mais difícil. Com o acompanhamento geral da tecnologia de fibra de carbono, design e artesanato de empresas de automóveis nacionais, o mercado de automóveis de fibra de carbono está cheio de expectativas na indústria. Vamos aproveitar o processo da linha de produção de fibra de carbono da Shandong Ruibao para ver como o pano de carbono é transformado em um quadro de alto desempenho passo a passo.

▲ O quadro de carbono completo é totalmente qualificado para o DH com os requisitos de resistência mais altos, e o peso total de 5kg é metade mais leve do que o do quadro de alumínio.

Etapas de fabrico

Passo 1: Primeiro, tecendo fios e fazendo fios de carbono em materiais compostos de fibra de carbono de várias especificações. O processo de tecer fios é semelhante ao tecido de tecelagem, ou seja, o fio de carbono é tecido em várias matérias-primas de pano de carbono através de tecelagem mecânica de acordo com padrões técnicos. Em seguida, o pano de carbono é embebido na solução de resina correspondente e depois seco e formado para fixar o pano de carbono. É interessante que, a fim de evitar a deformação do fio de carbono, às vezes é armazenado em armazenamento frio.

▲ Tecendo fio de carbono, isto é, o pano embrionário de pano de carbono.

Passo 2: Corte cientificamente o fio de carbono e marque cada pedaço de pano de carbono em detalhes. Cada quadro de fibra de carbono é feito de centenas de panos de carbono diferentes. Grandes pedaços de pano de carbono serão aproximadamente cortados em pedaços que são fáceis de operar. forma. Um quadro é composto por mais de 500 colagens individuais de pano de carbono. Cada modelo requer um tipo específico de pano de carbono e, mesmo que o mesmo molde seja usado, a quantidade de pano de fibra de carbono varia.

▲ Corte pano de carbono para colagem de várias peças.

Passo 3: É o material da bobina novamente, ou seja, colocando o prepreg de fibra de carbono cortado no material do núcleo em uma ordem e ângulo específicos para fazê-lo inicialmente ter a forma do quadro, esperando o próximo passo de cura, a operação de bobinagem da fábrica Ruibao É realizada em uma oficina fechada livre de poeira, e os requisitos ambientais são muito rigorosos. Como alguns segredos comerciais e patentes técnicas estão envolvidos, apenas uma pequena parte do complexo processo pode ser vista aqui.

▲ Afixar o fio de carbono impregnado com resina ao material do núcleo.

Passo 4: Entre na fase de formação, que é colocar o produto laminado na matriz de formação e extrudá-lo a alta temperatura. A matriz de fibra de carbono também é um elo onde a tecnologia e o custo estão concentrados. É necessário garantir que a matriz e o quadro tenham a mesma taxa de expansão térmica, o que é importante para garantir que a precisão do quadro desempenha um papel muito importante, especialmente nos requisitos cada vez mais altos de hoje para a precisão de fabricação de bicicletas.

▲ Depois que o material da bobina é colocado no molde para fundição de alta temperatura.

Passo 5: Para as peças que não podem ser formadas integralmente, é necessário unir as peças com cola especial e, em seguida, fixá-las em um todo completo por cozimento a alta temperatura. Neste momento, o quadro colado será fixado em um acessório especial de fibra de carbono e enviado para o forno de cura para cura. Quando o processo de cura é concluído, o quadro pode ser retirado do forno de cura e removido do dispositivo elétrico. .

▲ As peças são curadas por colagem e cozimento para formar uma forma completa.

Passo 6: Finalmente, o quadro é lixado à mão e remodelado, perfurado, etc Após lixar e aparar, o quadro está pronto para pintura final e decalques, com decalques de transferência úmida sendo feito antes de envernizar. Então um quadro de carbono bonito e poderoso está completo.

▲ Oficina de moagem e perfuração de armação de carbono.

▲ O procedimento final de pulverização e rotulagem.

▲ A estrutura do material de carbono da categoria T800 após uma ampliação de mil vezes.