کربن بدون شک ماده شگفت انگیز دوچرخه های امروزی است. از ویژگی های مواد کربن، نسبت سختی بالا به وزن، توانایی سفارشی‌سازی شکل بدنه و مقاومت بالا است . امکان آزمایش کردن به تولیدکنندگان می‌دهد تا هر محصولی را که می‌خواهند بسازند. در حالی که کار با برخی از مواد سخت و ظرفیت طراحی محدود است، کربن به راحتی قابل قالب‌گیری است و تقریباً می‌توان آنها را طوری شکل داد که طراحی مورد نظر سازنده را برآورده کند. توانایی سفارشی کردن اشکال و فرم ها و نحوه استفاده از مواد می تواند فریم دوچرخه را آیرودینامیک، سخت و در عین حال سازگار و سبک وزن کند.
در این مطلب از فروشگاه بزرگ دوچرخه یوبایک، به بررسی صفر تا صد پیدایش فریم کربنی دوچرخه می‌پردازیم.
کربن در اوایل دهه 1990 پس از معرفی به دوچرخه سواری حرفه ای در اواخر دهه 1980 به شهرت رسید. این ماده به دلیل ویژگی وزن سبک در مقایسه با فریم های فولادی آن زمان مورد استقبال قرار گرفت و به سرعت به جنس اول انتخابی تبدیل شد. در ابتدا هزینه بالا و کیفیت بسیار زیاد کامپوزیت های کربنی و روش های ساخت، مانعی برای استفاده گسترده بود، اما همه آنها به طور پیوسته در طول زمان بهبود یافته اند. علاوه بر مزایای دیگر، زمانی کربن به درستی ساخته شود، نتایج مقاومت در برابر خستگی بالاتری را در مقایسه با سایر مواد ارائه می دهد.
به طور کلی، فریم های دوچرخه فیبر کربنی سبک تر و سخت تر از مواد قبلی فریم دوچرخه ذکر شده قبلی هستند. فریمهای دوچرخه کربن گزینه‌ای مناسب برای مسابقه‌دهندگان حرفه ای در انواع رشته‌های دوچرخه‌سواری، از جمله مسابقات جاده‌ای، دوچرخه‌سواری کوهستان و غیره هستند. برای مسیرهای تپه ای و صعودهای شیب دار، هیچ جنس فریمی بهتر از فیبر کربن که به طور قابل توجهی سبک تر از رقبای خود است، وجود ندارد. دوچرخه‌های کربنی اغلب نسبت به جنس سایر مواد بدنه ها، بیش از دو برابر قیمت دارند.
| مقاله مرتبط: دوچرخه منیزیمی چیست؟ |
رایج ترین روش ایجاد بدنه دوچرخه از فیبر کربن، استفاده از قالب است. ایجاد قالب برای بدنه ها فرآیندی طولانی است که نیازمند تحقیق و توسعه گسترده برای تعیین عناصر مورد نیاز برای دستیابی به نتیجه مطلوب است. به عنوان مثال، یک دوچرخه آیرودینامیک به یک قالب متفاوت با یک دوچرخه استقامتی نیاز دارد که به پروتکل های تست و آنالیز متفاوتی نیاز دارد. هر اندازه دوچرخه ساخته شده به قالب خاص خود نیز نیاز دارد.
هنگامی که قالب ها ساخته شدند، کامپوزیت فیبر کربن با توجه به دستورالعمل های سازنده در مورد ضخامت، روکش، لایه، جهت و نوع در قالب لایه بندی می شود. جدای از برش واقعی ورق های فیبر کربن، کل این فرآیند نیاز به کار گروهی گسترده دارد تا مطابق با مشخصات کامل شود، حتی بزرگترین تولید کننده نیز گروهی از کارگران دارد که مواد فیبر کربنی را به صورت شبانه روزی می سازند تا با تقاضای بازار مطابقت داشته باشند.
هر گونه چین و چروک در کربن ناشی از تراکم ضعیف یک نقطه است که بالقوه شکسته می شود و بنابراین یک کیسه، معمولاً لاتکس در داخل قرار می گیرد و برای ایجاد اتصالات صاف منبسط می شود. از فوم نیز برای اعمال فشار از داخل قالب به روشی مشابه استفاده می شود. سپس برای “درمان” (معمولاً در گرما) رها می شود که در آنجا به هم چسبیده و سخت می شود. سپس قاب از قالب خارج می شود، کیفیت آن بررسی می شود، تمیز می شود، رنگ می شود و تبدیل به فریمی می شود که در جاده می بینید. همانطور که ذکر شد و در تصویر مشخص است فریمهای کربن بدون اتصالات و جوش خوردگی هستند و یک تکه ساخته می شوند.
نقاط قوت و ضعف فریم کربن
دوچرخه‌های کربنی سخت تر و سبک‌تر از سایر مواد فریم دوچرخه هستند و آنها را به بهترین دوچرخه‌های این مجموعه تبدیل می‌کند. همچنین به دلیل چیدمان فیبر کربنی قالب‌گیری شده، آیرودینامیک‌تر از سایر فریم‌ها هستند. فریم های کربنی دوچرخه می توانند شکل های منحصر به فردی را ایجاد کنند که سایر مواد قادر به ایجاد آن نیستند. فریمهای کربنی دوچرخه‌ها می‌توانند از رقبا پیشی بگیرند و با تعمیر و نگهداری منظم، 40 تا 50 سال عمر کنند. از طرف دیگر، فریمهای دوچرخه کربنی بسیار گران‌قیمت هستند و نسبت به سایر فریم‌ها راحت‌تر می‌شکنند. یک ترک ساده در یک دوچرخه کربنی می تواند کل فریم را خراب کند.