Чайыр - көмүртектүү рамкаңызды бириктирген айтылбаган баатыр жана ал аткаруу үчүн абдан маанилүү
Көпчүлүк жолчулардан велосипед рамкасы эмнеден жасалганын сурасаңыз, жооп "көмүртек" болушу мүмкүн. Велосипед рамкаларын (же бул токулган керемет материалдан жасалган башка буюмдарды) жасоого катышкандардын баарынан сурасаңыз, татаалыраак жооп аласыз.
'Велосипед индустриясында биз көбүнчө көмүртек жөнүндө кептерди угабыз, бирок бул өтө жөнөкөй - жалпылоо, - дейт Томас Лещик, немис дөңгөлөк өндүрүүчүсү Lightweight компаниясынын инженердик бөлүмүнүн башчысы. Бул чындыгында көмүртек булаларынын жана эпоксиддик чайырдын матрицасы. Тагыраак термин CFRP - көмүртек була менен бекемделген пластик.'
Ошентип, биздин эң сонун аттарыбыз бекемделген пластикалык велосипеддерден бир аз гана айырмаланат. Бул жөнөкөй аббревиатура жана CFRPдин пластикалык (же полимердик) бөлүгү болгон чайырлардын маанилүүлүгүн түшүндүрүү үчүн узак жолду камтыйт. Негизинен чайыр композиттик материалга анын катуулугун берет. Көмүртек булалуу велосипеддерге адистешкен Aprire компаниясынан Фил Демпси айткандай, Көмүртек була - бул таза кездеме. Бул жөн гана кездеме.'
Өнүмдүн сыпаттамасы жана аны коштогон маркетинг жөнүндө сөз болгондо, көмүртек буласынын бренди же түрү (мисалы, Toray, T800, 65HM1K, ультра жогорку модулу) даяр продукциянын мүнөздөмөлөрүнүн негизги өзгөчөлүгү катары дайыма айтылып келет. Оюнда башка эч нерсе жоктой, бирок чындыгында жипчелер кадрдык материалдын жарымынан көбүн түзөт. Калгандары эпоксиддик чайыр, ал заманбап велосипеддин иштөөсүндө маанилүү ролду ойношу керек. Анда эмне үчүн маркетингде бул тууралуу сейрек айтылат?
CFRPдин ABCси
| CFRP |
Көмүртек буласы менен бекемделген пластик (же полимер). Композиттик материал көмүртек же көмүртек катары. |
| Дарылоо |
CFRP структурасына жылуулукту жана көбүнчө басымды "коюу" үчүн колдонуу процесси чайыр жана даяр бөлүккө катуулукту камсыз кылат. |
| Fibre | CFRP структурасынын бекемдөөчү элементин түзүү үчүн биригип токулган же токулган көмүртек жиптери. Көбүнчө "жипчелер" деп аталат. |
| Моуль | Алкак түзүү үчүн көмүртек буласынын барактары төшөлгөн физикалык компонент. |
| Ply book | Негизи даңазаланган тигүү үлгүлөрүнүн китеби. Булар көмүртек буласынын ар бир бөлүктөрүнүн кантип кесилип, чогултулганын деталдаштырат жана алар эң жакын сакталган сырлар. |
| Алдын ала | Кайратпаган чайыр менен сиңирилген көмүртек буласынан жасалган жиптер. |
| Чайыр | CFRP структурасында жипчелерди бириктирүү үчүн колдонулган суюк полимер. |
Инсайдер билим
Дайын көмүртектүү була велосипединдеги чайырдын ролун түшүнүү үчүн биз өндүрүш процессин жана чайыр ага кантип кошуларын түшүнүшүбүз керек.
Негизи көмүртектүү була конструкциясынын эки түрү бар: нымдуу жана кургак. Нымдуу өндүрүш үчүн компания алдын ала прег деп аталган чайыр менен сиңирилген көмүртектүү кездемени сатып алат. Бул жабышчаак барактар калыпка же анын тегерегине салынып, андан кийин катуулукту орнотуу үчүн жылуулук жана басым менен айыгат. Кургак чайыр куюу өндүрүш техникасы эки башка формада болушу мүмкүн. Биринчиси, кургатуу процессинин бир бөлүгү катары чайыр кошулган, калыптын үстүнө салынган кургак кездеменин кесилген формалары менен, прегрге чейинки өндүрүшкө окшош. Экинчи ыкма, мисалы, Time жана BMC (анын Impec байктары менен) компаниялары тарабынан колдонулган, бир узундуктагы калыптын үстүнө үзгүлтүксүз түтүктүү байпак сымал түзүлүштү сунууну камтыйт. Бул жерден чайыр мурунтан пайда болгон формаларга басым астында кошулат.
Giant – бул өзүнүн көмүртектүү алдын ала даярдалган өнүмдөрүн "чолондон аягына чейин" чыгарган жалгыз бренд, башкача айтканда, ал көмүртек буласын чоң катушка жип катары сатып алып, өзүнүн чайырын кошот жана анын рамкаларын, штангаларын, штангаларын жана аксессуарларын жасоону улантат. Демек, Гигант чайырлардын маанилүүлүгү жөнүндө суроо үчүн жакшы компания окшойт.
Анын Улуу Британиядагы продуктусу жана окутуу боюнча менеджери Дэвид Уорд мындай дейт: «Биздин көмүртек була жипибиз Торайдан [дүйнөдөгү эң ири көмүртек була өндүрүүчүсү] катушка бөлмөсүнө түз жеткирилет. Ал жерден ал токуу станокторуна жиптелип, чоң көмүртек кездемеден токулган. Ал чайыр кошулган токуу кийин болот. Чайыр роликтин монтажынын үстүндөгү чуңкурга отурат жана кыймылдуу кездемеге өтүп, роликтер аркылуу жиптерге колдонулат.' Процесс жөнөкөй жана Гигант колдонгон техника бардык өндүрүүчүлөр колдонгон техникага дээрлик окшош. алдын ала көмүртек була. Бирок анын механикасы жөнөкөй болгону менен, даяр продукттун бүтүндүгү үчүн тактык, кайталануу жана башкаруу абдан маанилүү.
"Чайыр ортосунан агып, ар бир жипти эң сонун капташы керек" дейт Уорд. "Чайырдын жакшы бөлүштүрүлүшү өндүрүш линиясынын аягынан жакшы алдын ала прег алуу үчүн абдан маанилүү." Демпси Априде мындай деп кошумчалайт: "Чайырдын катмарлар аркылуу өтүшү абдан маанилүү. Эгерде сиз чайырды туура эмес алсаңыз, анда сизде жарака кеткен кадр бар. Бул абдан маанилүү.'
Анын калыңында
‘Чайыр айыктыргандан кийин Гиганттын рамкасынын 40% түзгөндүктөн, чайыр абдан маанилүү бөлүгү болуп саналат, - дейт Уорд. 'Бир жолу ал термосеттик [айыккан], бул чайыр структурага катуулугун берет.' Негизги структуралык касиеттеринен тышкары, чайыр дагы бир маанилүү ролду ойнойт. Демпси мындай дейт: "Сиз стрессти бир бөлүктөн экинчисине өткөрүп беришиңиз керек. Бул жипчелердин катмарларынын ортосундагы жүктөрдү өткөрүүгө мүмкүндүк берүүчү чайырлар.’
Ар кандай чайырлар акыркы продуктунун иштешине таасирин тийгизет. Демпси мындай дейт: Эгер чайыр өтө илешкек болсо, анда ал көмүртек аркылуу өтпөйт жана сиз бири-бирине тийген жипчелерди аласыз. Идеалында, алардын бир аз бөлүнүшүн каалайсыз.’
Андан кийин көмүртектүү түзүлүштөрдүн калыңдыгына таасир этүүчү кысылып калуу маселеси бар. "Чайырдагы ар кандай кошумчалар кысылышына таасирин тийгизет" дейт Демпси.‘Сиз чайырдын өзгөчөлүктөрүнө жараша башка катмардын калыңдыгын ала аласыз. Негизинен, арзан чайырлар коюу болот. Жакшы чайыр менен, көмүртек жипчелери бири-биринен микрон болушу мүмкүн. Бул сизге бирдей күч сапаттары үчүн ичке дубалдарды берет, бул жеңилирээк кадрды билдирет. Арзаныраак чайыр жипчелер менен катмарлардын ортосунда көбүрөөк материал калтырат.’
Гигант толугу менен өзүндө өндүрүлгөндүктөн, ал өзүнүн чайырларын иштеп чыга алды. Уорд мындай дейт: "Биз азыр чайырды өнүктүрүүнүн үчүнчү муунундабыз. калыптандыруу жана айыктыруу жараянынын майда майда-чүйдөсүнө чейин бардык чайыр касиеттери болуп саналат - ал өчүп температурасы жана айыктыруу талап кылынат.’ Улам, анын көмүртектүү азыктарын баа диапазонунда, Гигант чайыр эки түрүн колдонот. "Биздин стандарттуу чайыр Advanced SL өнүмдөрүнөн башка бардык өнүм линияларында колдонулат" дейт Уорд. Advanced SL үчүн биз нанотехнологиялык кошумчаны колдонобуз. Нанобөлүкчөлөр биздин жээкчелердин соккуга туруктуулугун 18% га жогорулатат, катуулугуна же салмагына эч кандай терс таасирин тийгизбейт. Бирок алар бир топ кымбатыраак.’
Бөлүкчөлөрдүн кошумча кошумча продуктусу айыктыруу учурунда дубалдын жакшыртылган тыгыздалышы болуп саналат. «Нанобөлүкчөлөр чайырга жаткыруудагы микро боштуктарды толтурууга мүмкүндүк берет. Чайыр чындыгында жакшыраак агып, боштуктардын пайда болушун азайтып, дубалдын калыңдыгын азайтат, - деп кошумчалайт Уорд.
Демпси түшүндүргөндөй, чайырдын боштуктарды азайтуудагы ролу кадрдын структуралык бүтүндүгүнүн негизги учуру болуп саналат. "Чайырдагы боштуктар стрессти чогулта турган тешиктер" дейт ал. 'Бул потенциалдуу бузулуу чекиттери жана боштуктар катмарлар деламинацияланганда ажырап жок болот. Деламинацияны дагы эле боштуксуз ала аласыз, бирок сиз композитте минималдуу аба чөнтөктөрүн каалайсыз.’
Жүк өткөрүүдөн, дубалдын калыңдыгынан жана бышыктыгынан тышкары, чайырлар велосипеддин жүрүшүнө таасирин тийгизиши мүмкүн. Демпси мындай дейт: Жөнөкөй көз караштан алганда, чайырларды чайыр жана катуулаткычы бар эки таңгак Аралдит стилиндеги продукт катары элестете аласыз. Берилген чайыр менен колдонулган катуулаткычтын саны жүрүү сапатына олуттуу таасирин тийгизиши мүмкүн. Велосипеддин жакшы рамкасы үчүн, көмүртек буласынын катмарларынын ортосундагы стрессти өткөрүп берүү үчүн айыктырылган чайырдын ичинде бир аз ийкемдүүлүк керек. Сиз муну азыраак катуулаткычы бар күчтүү чайырды колдонуу менен ала аласыз. Акылдуу дизайнерлер берилген салмак үчүн катуураак же көбүрөөк ылайыктуу түзүлүштү ала алышат. Катуулугу үчүн чайырга ишене албайсыз, бирок инженер катары сиз чайыр даяр структурага кошо ала турган потенциалдуу касиеттерди билишиңиз керек.'
Чайырлар даяр кадрдын сапаты үчүн абдан маанилүү, ошондуктан биз алар жөнүндө эмне үчүн аз угабыз деген суроого кайра кайрылабыз.
‘Ресин - бул функциянын драйвери эмес, уруксат берүүчү, - дейт Демпси. Чайыр бизге көмүртек буласынын ар кандай катмарларын бириктирүүгө мүмкүндүк берет - мисалы, T700дөн T800гө чейин - булалардын бизге берилген ар кандай касиеттерин колдонуу үчүн. Бул кыйын сатуу жана айлануу абдан кыйын, бирок алардын ойногон ролун баалабай коюуга болбойт.'
Гиганттын Дэвид Уорд муну кыскараак айтат: Чайырлар - бул желим. Алар жөн эле сексуалдуу эмес.'
Учурдун ысыгы
Көпчүлүк велосипед өндүрүүчүлөр кош бойлууга чейинки көмүртек колдонорун эске алганда, алардын тандоосу кадрдын иштешине таасир этүүчү чайырды колдонуу жагынан чектелген. Бирок бул адамдардын жаңы багыттарды издөөсүнө, же чайыр жана прегалдык компанияларды ар кандай өнүмдөрдү өндүрүүгө түртүп салууга тоскоол болбойт.
Демпси мындай дейт: "Биз өнөктөштөрдү бөлмө температурасында өчпөй турган чайыр өндүрүү үчүн иштеп жатабыз. Дизайн менен чектелүүчү факторлордун бири, сиз аны муздак сактоочу жайдан алдын ала прег алгандан кийин, ал аба менен айыгып кете баштайт. Ал эч качан айыктыруучу мештин сыртында толугу менен катуу кетпейт, бирок "өчөт". Бизге татаалыраак жайгаштыруу процессин колдонууга жана биздин катмар китебибизди [глоссарийди караңыз, сол жакта] биз каалаган деңгээлге чейин өнүктүрүүгө мүмкүндүк берген пре-прег бизге акыркы натыйжадан алда канча көп алууга мүмкүндүк берет. Бул биз үчүн сонун болмок.'
Чайырлар чоң роль ойногон аймактын бири көмүртек дөңгөлөктөрүн өндүрүү. Бул жерде чайырлар дөңгөлөктүн структуралык бүтүндүгүн жана катаалдыгын гана эмес, ошондой эле тормоздоо ишинде да негизги болуп саналат.
Lightweight's Leschik мындай дейт: Чайырдын эң алсыз жери - анын температуралык жүрүм-туруму. Көпчүлүк чайырлар 150°Cден жогору көйгөйлөргө ээ. Акыркы 10 жылда биз чайырларыбыздын температурага туруктуулугун үч эсеге көбөйттүк.’
Дээрлик ар бир велосипедчи көмүртек дөңгөлөктүн ысыктын күчөшүнөн улам узак ылдыйда иштебей калганы жөнүндө коркунучтуу окуяны уккан болот, бирок тормоздук колодка жээкке жолукканда эмне болот? Лещик мындай дейт: Трибология - бул салыштырмалуу кыймылдагы өз ара аракеттенүүчү беттердин илими жана инженериясы. Ал сүрүлүү, майлоо жана эскирүү принциптерин изилдөө жана колдонууну камтыйт. Нымдуу же кургак шарттарда резина тормозу бар CFRP алкагында тормоздоо ушундай трибологиялык системалардын бири болуп саналат. Тормоздун жакшы иштеши үчүн бул системаны оптималдаштыруу жогорку температурага туруктуу чайырсыз мүмкүн эмес.’
Алкактын иштеши сыяктуу эле, бул чайырдагы кошумчалар, ысыкка туруктуулукту жана бааны жогорулатат. Мындай кошумчалардын бири керамика – кремний диоксиди. Aprire дөңгөлөктөрдү жасабаса да, Демпси процессти түшүнөт: Чайырлар көмүртектин түзүмүндө чоң өзгөрүүнү жаратат. Мисалы, кремнеземди кошуу структуранын денесинен жылуулуктун олуттуу көлөмүн алып салат жана аба агымы стандарттуу CFRP алкагына караганда жакшыраак муздатууга мүмкүндүк берет. Жез сонун кошумча болмок, анткени ал чоң көлөмдөгү жылуулукту тарта алат, бирок ным кандайдыр бир микро жаракалар аркылуу кирсе, күкүрт чайырга сиңип кетиши мүмкүн. Бул дээрлик белгилүү бир деламинацияга алып келет. Жылуулук салгычтар - чайырдын ичиндеги торлор - чоң потенциалга ээ. Бул технология келип чыгышы мүмкүн.'
Lightweight's Leschik да чайырдын өнүгүшүнө чоң ишенет: Биз тормоздук жээктерди оптималдаштырууну карап жатабыз. Акылдуу чайырлар менен биз чабандеге бир дагы грамм салмаксыз эле тормоздук көрсөткүчтү бере аларыбызга толук ишенебиз.'
Ачуу чындык
Чайыр велосипед куруу процессинин көрүнбөгөн баатыры экени анык. Бул көмүртек буласынан жасалган буюмдардын катуулугуна, бышыктыгына, салмагына, коопсуздугуна жана баасына таасир этиши мүмкүн, андыктан өндүрүүчүлөр өздөрүнүн жабышчаак буюмдарынын кереметтери жөнүндө лирикалык мом басышын күтө алабызбы? Балким, андай эмес, анткени ал дагы эле татаал системанын бир бөлүгү. Мыкты сапаттагы чайыр сапатсыз көмүртек буласын же шыктандырбаган курулуш ыкмаларын толуктай албайт. Lightweight's Leschik айткандай, 'Бул ар дайым бирдей: жакшы торт бышыруу үчүн туура ингредиенттерди туура катышта, жакшылап даярдаш керек.'
Карбон жаргону: Мунун баары эмнени билдирет?
