神秘酷炫的碳纤维零件，究竟是怎么做出来的？

苦行僧

[导读]如今，高级运动自行车的车架及许多零件，例如车把、车圈等零件，多使用碳纤维制成。碳纤维材料具有看似神秘的外观和轻盈的重量，给人一种十足的科技感。各家厂商使用这种性...
                        如今，高级运动自行车的车架及许多零件，例如车把、车圈等零件，多使用碳纤维制成。碳纤维材料具有看似神秘的外观和轻盈的重量，给人一种十足的科技感。各家厂商使用这种性能优异的材料，打造出了众多外观炫酷，性能优异的自行车零件。



但是，对于碳纤维，你真的了解吗？碳纤维零件究竟是怎么回事？它们为什么备受业界推崇？今天，贝司猫就来为大家讲一讲碳纤维的故事。
碳纤维（Carbon Fiber）是一种由石墨压织而成的碳化纤维无机非金属材料，其含碳量通常在90%以上，经过将石墨材料抽丝、络纱及织布等工艺，制成碳纤维布。我们所用的碳纤维自行车零件，便是用这些碳纤维布制成的。
想不到吧？坚固的碳纤维材料竟然是像做衣服一样，通过“纺纱织布”的方式制成的！



在制造自行车零件时，厂家会将碳纤维布裁切成预先设计好的形状，将一层层“布”叠在一起，并使用模具进行定型，这便形成了高强度的碳纤维复合材料，同时也使碳纤维零件的形状初现端倪。当然，碳纤维布的层叠方式，可不是随意乱来的，这对成品零件的强度，会有很大的影响。



制造碳纤维车架的模具



碳纤维轮组也需要在专用模具中制造
碳纤维布原材料并不是硬邦邦的，在制造碳纤维零件的过程，还少不了另一个重要的“伙伴”——环氧树脂。环氧树脂可以起到粘接及固化的作用。碳纤维和环氧树脂在制造中的关系，可以形象地比作“钢筋和水泥”。



碳纤维零件原来粘出来的
在低温下，环氧树脂会处于半硬化状态，若使浸过环氧树脂的碳纤维完全硬化，则需要进行加温、加压等工序的处理。温度及压力的上升，需要经过精确的控制，同时，对于不同结构、不同碳布层数的碳纤维制品，固化处理的时间、温度及压力也会有所不同，这样才能保证成品的碳纤维零件具有最为可靠的性能。



高质量的碳纤维零件，强度甚至会高于钢铁、铝合金等金属材料，且重量远远低于金属材料，这使得碳纤维成为了高端运动自行车制造中应用最为广泛的材料，极轻的重量和极强的刚性，为自行车专业比赛和训练、健身提供了性能优异的器材。
此外，碳纤维材料拥有灵活的可塑性，通过不同的模具，碳纤维材料几乎可以被制造成任何想要的外观，专业运动自行车，特别是公路类自行车，对于空气动力学具有极高的要求，碳纤维的高可塑性，让许多金属材料“不可能完成的任务”变为了现实——以自行车车架为例，钢、铝合金、钛合金等金属材料由于制造工艺的局限性，在设计上会受到一定的限制，且因需要焊接，无法获得碳纤维那般平滑的过渡的效果。



碳纤维材料让自行车的气动设计如虎添翼
但是，碳纤自行车零件对制造工艺的要求极高，大品牌的碳纤维零件，对于碳丝的选材、碳布的编织和层叠方式、固化过程及强度测试均有严格的把控。只有这样，才能够获得性能和强度均能达到规范标准的零件。



大品牌的碳纤维零件会经过破坏性强度测试
而许多小作坊制造的廉价碳纤维零件，其价格可能仅为大品牌零件的十分之一甚至更低，但在选材、设计、工艺、测试等环节均与知名品牌的专业程度相差甚远，其强度也很可能无法得到保障——炫酷外观的背后，很可能暗藏危险！



所以，选择碳纤维零件，请尽量去考虑大品牌的产品！