ألياف الكربون ليست فئة واحدة

تأتي ألياف الكربون في أشكال مختلفة: خيوط خام أو ألياف صفائحية (ألياف متصلة) وألياف قصيرة الألياف ، والتي يمكن استخدامها كصفائح أو كتل ألياف قصيرة جدًا مقطعة.تُستخدم الألياف المفرومة في منتجات مثل أجسام الدواسات.نمط الورقة هو الأكثر شيوعًا في إطارات الدراجات ، ما يبدو عليه: ورقة متصلة من ألياف الكربون (تسمى طبقة) ، ومسامير تشبه القماش ، وعادة ما تكون واسعة جدًا ، وملفوفة حول بكرة عملاقة.

ألياف الكربون ليست الوحيدة المستخدمة

نقول "ألياف الكربون" ، ولكن ما نعنيه حقًا هو "مادة ألياف الكربون المركبة" هذه ليست المادة الوحيدة في إطارك.هذا لأن ألياف الكربون لها خصائص صلبة بشكل لا يصدق.العيب هو أنه هش للغاية من تلقاء نفسه ويسهل تقسيمه وكسره.من أجل الحفاظ على قدرتها ، يتم تعليقها في مادة تشبه الهلام تسمى راتنجات الايبوكسي قبل صبها لتشكيل مادة مركبة.

الراتنج ينجز مهمتين.أولاً ، إنه يجمع الكربون معًا ، والألياف الفردية داخل الطبقتين ، وبمجرد الشفاء ، يكون اتجاه الطبقتين تجاه بعضهما البعض كافيًا.ثانيًا ، يضيف الراتينج صلابة ومتانة شديدة.إنه بلاستيك خفيف يتشوه تحت تأثير الصدمات للمساعدة في امتصاص الصدمات أو الضربات الحادة دون التسبب في انقسامات حرجة بين الألياف.

تطبيق ألياف الكربون

يحتوي إطار ألياف الكربون الجيد على مزيج من أنواع مختلفة من ألياف الكربون ، يتم استخدام كل منها في مواقع مختلفة في الإطار لأغراض محددة للغاية.تعتبر الألياف عالية المعامل باهظة الثمن ، لذلك تستخدم شركات الدراجات بحكمة قدرًا صغيرًا نسبيًا من المجالات الرئيسية مثل الانحناء ، والأقواس السفلية ودعامات السلسلة لمقاومة قوة الدواسة ، مما يجعل الدراجة أكثر صعوبة.ولكن يتم وضعها في القالب جنبًا إلى جنب مع القوالب المتوسطة القياسية والألياف عالية القوة لخلق متانة جيدة لإطار الكربون والأداء وجودة الركوب.

المزايا المادية لألياف الكربون

تعتبر ألياف الكربون مادة رائعة لسببين.بادئ ذي بدء ، نعلم أن الوزن أخف من أي مادة أخرى تقريبًا.ثانيًا ، على عكس المعدن ، يمكن معالجة صلابة ألياف الكربون بدقة ؛ خصائص الصلابة الخاصة بها قابلة للتطبيق فقط على المحور أحادي الاتجاه أو المحور الطويل للألياف نفسها ، لذلك يمكن ضبط الصلابة وفقًا لكيفية توجيه مادة ألياف الكربون المركبة أو وضعها في القالب.هذا هو ما يسمى تباين الخواص.على النقيض من ذلك ، فإن المعادن متناحرة وتظهر نفس خصائص القوة والصلابة على طول أي محور للمادة.

يستخدم المهندسون برامج برمجية معقدة ، مع مراعاة درجة الكربون والراتنج والشكل والحجم والاتجاه لطبقة ألياف الكربون ، حتى في القالب.هذه هي الطريقة التي يتم بها تحسين إطار العمل من أجل الاعتدال الشديد أو الصلابة الشديدة ، أو كليهما ، لكن هذه البرامج وخبرات الدراسات العليا لتشغيلها باهظة الثمن