Главная > Статьи > Обзоры > 8 фактов и мифов про карбон

8 фактов и мифов про карбон

26.03.2017

Велоиндустрия, следуя научно-техническому прогрессу, находится в постоянном поиске и усовершенствовании материалов, увеличении их эффективности.
Карбоновое волокно, пришедшее с авиаконструкторской отрасли, сегодня является наиболее совершенным с этой точки зрения.

Преимущества карбона: 

  • лучшее соотношение веса и прочности;
  • низкая ресурсоемкость;
  • низкие рабочие затраты (обработка металла на порядок сложнее);
  • свобода дизайнерского решения, возможность придания любой формы и толщины.

1. Стоимость

Производство на данный момент не автоматизировано. Каждая рама на всех стадиях готовности  - результат кропотливой ручной работы и мастерства. Отсюда ограниченное количество продукции и времязатратность, что сильно отражается на себестоимости.  
В будущем, с привлечением мощностей, что автоматизируют производство, карбон станет наиболее рациональным материалом.

2. Монокок.

Современные технологии плетения углеволокна отличаются от использовавшихся вконце ХХ века. 
Рамы создаются за усовершенствованными схемами армирования, такими, как наложение слоев карбонового волокна определенным образом "pre-impregnated" на цельные заготовки.

Ориентация слоев:

  • 0° - создается прочность вдоль всей длинны рамы;
  • плюс и минус 45° - создается препятствие скручиванию;
  • плюс и минус 22.5° - отражаются ударные нагрузки.

Монококовая цельная структура исключает концентрацию напряжения в узлах, как при традиционной технологии соединения отдельных карбоновых труб. В результате растут не только прочностные характеристики, но и свобода придания форм.

Традиционная:

Монокок:

3. Прочность.

Основным аргументом против карбоновых рам была их восприимчивость к точечным ударам.
Бытует мнение, что разрушить углепластик очень легко, достаточно метко брошенного камня.
На деле прицельные удары молотком по наименее защищенным участкам не разрушают полотно. Углепластик очень упругий.

Карбоновая нить хоть хрупкая в поперечном направлении, но чрезвычайно прочна в продольном.
Ткани углеволокна наматываются слоями с разным углом наклона карбоновых нитей и проклеиваются эпоксидным клеем. Эта технология обеспечивает прочность в любом направлении. Легкие DH байки с карбоновой рамой тому подтверждение.

Specialized DEMO 8:

4. Ремонтопригодность.

Если повреждения незначительные и не влияют на жесткость конструкции, их необходимо закрыть от воздействия внешних факторов, влаги, используя эпоксидный клей и лак.

Если повреждения разрушительные, то их можно зашить, намотав дополнительные слои углеволокна - бандаж, до полного или частичного восстановления прочности. Даже если вы выстрелили в раму из ружья и пробили в ней дыру, не спешите выбрасывать ее.

5. Воздействие температуры и ультрафиолета.

Источником тепла и ультрафиолета обычно выступает солнечное излучение. Углеволокно выдерживает температуру свыше 1000 °С. Вероятности разрушения структуры карбона нет.

Однако эпоксидная смола - матрица карбоновой рамы отличается меньшей стойкостью.  
Например, смолы ЭД-20 и ЭД-22 при длительных температурах свыше 100 °С имеют свойство размягчения, что в реальной жизни повторить сложно, разве что Вы захотите лить кипяток на раму в течении часа.

С качественной рамой под палящем солнцем в зените в тропиках ничего страшного не произойдет.
А поскольку ультрафиолетовое излучение не пройдет дальше 10 мкм непрозрачного слоя угля в карбоне, то воздействием ультрафиолета можно пренебречь.

Что касается низких температур, вплоть до -30 °С никакой серьезной потери свойств не наблюдается.

6. Жесткость.

В отличии от жестких алюминиевых сплавов, таких как 7005, 6061 и 6013, которые склонны к разрушению при длительных деформациях, так как не любят их, карбоновые нити имеют свойство упругости, способны гасить мелкие вибрации не оставаясь вялыми. Это и есть эффективная жесткость углепластика, схожая с упругостью сплавов стали и титана.

Но есть еще одно уникальное свойство, порог упругости. Карбон глотает мелкие неровности, а при сильной тряске ведет себя очень жестко.

7. Усталость карбона.

Усталость материала - это необратимый процесс постепенного накопления микроскопических повреждений под воздействием частых циклических напряжений. Простыми словами, образование микротрещин в течении времени. 

Углепластик ведет себя схожим образом со сталью. Изначальная прочность за короткий промежуток времени падает до 60 % (примерно 5 000-10 000 циклов нагрузки), дальнейшее накопление усталости прекращается. В этом смысле говорят, что карбоновые рамы вечные.

Для примера, алюминиевая рама длительное время остается в новом состоянии, после чего резко теряет прочность до 1/3 от изначальной, что в какой-то момент приведет к разрушению.

8. Китайские рамы.

Известные велобренды, такие как Specialized, Giant, Cannondale и другие, заботятся, чтобы их имя не было запятнано и могут гарантировать вам уверенность, что их карбоновая продукция качественная, произведена с соблюдением технических норм и расчетов, прошла несколько стендовых краш-тестов и не подведет в ответственный момент, даже если она была произведена в Китае. 

Тем не менее, на рынке остается много неизвестного, и покупая у непроверенного производителя, вы можете не получить ожидаемого и всего описанного выше в статье, можете легко подвергнуть свое здоровье риску.



Комментарии

Пока нет комментариев

Написать комментарий



Бренды

Бренды: