Карбоновые велосипедные рамы — особенности и нюансы выбора
Продолжая серию статей о материалах, используемых для изготовления велосипедных рам, поболтаем о таком довольно молодом и перспективном материале как карбон либо углепластик.
В прошлых статьях были рассмотрены преимущества и недочёты классических железных рам — металлических, алюминиевых и титановых. Металл неизменно психологически имеет большее доверие – он крепок и надежен.
Для начала давайте разберемся в самом понятии «карбон»?. На британском данный материал именуется «carbon fiber», что переводится как «углеродное волокно».
Что такое карбон (углепластик)
Карбон — это полимерный композиционный материал из переплетенных нитей углерода, расположенных в матрице из разных полимерных смол.
Толщина углеродных нитей, воображающих узкие трубочки, полностью складывающиеся из углерода, образовывает от 0,005 до 0,015 мм. Приобретают их посредством особой термической обработки неестественных либо природных веществ.
Углеродные волокна владеют громадной продольной прочностью, т.е. порвать их весьма тяжело, а вот боковая прочность у них низкая — они легко ломаются вбок. Как раз исходя из этого прочность любой карбоновой конструкции достигается тем, что различные слои нитей находятся в те стороны, на каковые действуют силы в готовом изделии.
Вторая и не меньше неотъемлемая часть карбона – смолы, основная задача которых удерживать волокна в заданном положении, сохраняя форму изделия. От их качества и типа, зависит,как прочно различные слои нитей будут связаны между собой и, в конечном итоге, физические и эксплуатационные особенности готовых изделий. Смолы смогут застывать или в простых условиях, или «запекаться» в особых печах, что быстро повышает уровень качества готовой продукции.
Одним из типов таких смол выступают разные эпоксидные смолы.
Время от времени для дополнительного армирования карбона применяют каучук. Он придает еще и серый оттенок.
Учитывая особенности этого материала, его весьма обширно применяют во многих отраслях индустрии. В велосипедостроение карбон пришел недавно, но уже успел прочно занять хорошее место. Его применяют при изготовлении рам, колес, подседельных штырей, выносов и руля руля, твёрдой вилки – т.е. фактически всего велосипеда.
Карбоновая велосипедная рама – это сплетенная из стекло- и углеродных волокон конструкция, пропитанная синтетическими смолами и «спеченная» при большой температуре. За счет направленного плетения конструкция рамы приобретает необходимые прочностные характеристики.
Грамотно спроектированные карбоновые рамы отлично гасят вибрации при поездке как раз благодаря собственной тканевой структуре. Ехать на таковой раме мягко и приятно. Как упоминалось выше, серьёзным элементом при производстве являетсясмола.
Именно она рассеивает энергию удара по всей конструкции. Верно расположенные слои ткани из карбоновых нитей, дают хорошее виброгашение и упругость, каковые точно не возьмёшь применяя алюминий. Во многом свойства готового изделия зависят от метода его «выпечки». количества слоёв и Особые сочетания направлений, состав смол, давления и температуры при нагревании форм фактически неизменно самый защищаемые секреты важных производителей.
Но еще раз выделю – грамотно спроектированные рамы.
Как раз исходя из этого для гонщиков изготавливают личную раму совершенно верно под его вес, личные изюминки тела, посадку и т.д. Стоит она весьма дорого, но собственную цену окупает.
А вот изготовленная малоизвестной китайской компанией конструкция под усредненного обитателя поднебесной, в которой слои укладываются, как придется, пропитываются простой эпоксидкой и сушатся на глаз, вряд ли выдержитнашего человека, к тому же и на отечественных дорогах. Правда выглядит таковой байк прекрасно – этого у китайцев не забрать.
Из-за чего мы говорим лишь о «китайцах». Дело в том, что производство карбоновых изделий крайне вредное. Велосипедные рамы создают вручную, апары отвердителей и смол, мелкодисперсная пыль при шлифовке готовых изделий скоро убивают здоровье работников. Исходя из этого их производство в Европе дорогое наслаждение.
И хорошая рама неимеетвозможности стоить 200-300 долларов.
Занимательное видео о прочности карбоновой и алюминиевой рамы
Карбоновые рамы весьма твёрдые и прочные, но хрупкие и не хорошо переносят удары, в особенности поперечные, царапины и сколы.
Кстати, для любителей любопытных истории и фактов. Первая велосипедная рама с карбоновыми трубами в советском альянсе, а вероятно и в мире, была изготовлена еще во второй половине 70-ых годов двадцатого века во Всесоюзном научно-исследовательском и проектном университете пряжи и искусственного волокна (ВНИИИВПроект) в подмосковном городе Мытищи.
На прочность и жёсткость карбоновой рамы воздействуют следующие факторы.
- Чем меньше употребляется смолы – тем рама крепче.
- Количество слоев. Чем больше слоев, расположенных в различных направлениях, тем прочнее рама.
Железные вставки в карбоновые велорамы.
Карбон весьма вязкий и хрупкий материал и нарезать в нем резьбу нереально. По крайней-мере на современном этапе развития разработок.Исходя из этого при изготовлении рамы в нее вклеивают металлические, алюминиевые либо титановые бочонки с готовой резьбой, к примеру, для каретки, а в некоторых моделях карбоновые трубы вставляют в металлические соединительные элементы рамы.
Но! Любой из этих металлов и карбон имеют различные коэффициенты расширения при трансформации температур (это по законам физики), что особенно актуально для отечественной климатической территории. Вследствие этого со временем все вклеенные части отклеиваются и выскакивают, причем, как неизменно в самый неподходящий для этого момент. Причем все эти вставки всегда несут на себе нагрузку (в подседельной и рулевой трубах, в каретке).
Непременно это случится, акак относится к рассказам реализовывающих менеджеров, о том, что именно в их велосипедах используется самый супер-пупер крепкий и тайный клей, и по большому счету карбон у них изготовлен покосмическим разработкам, это уже Ваше дело.
На фотографии видно именно один из примеров аналогичной неприятности.
Плюсы велосипедных рам из карбона:
- Небольшой вес, практически как у титановых, время от времени кроме того легче. В серийном производстве вес рам доходит до 1,1-1,5 кг.
- Большая прочность
- Возможность изготовить раму любой формы и прочности, впредь до личных изюминок. Правда это употребляется по большей части в спортивных дисциплинах.
- Полное отсутствие коррозии.
Главные недочёты карбоновых рам:
- Лишь грамотно спроектированная геометрия рамы, причем учитывая вес велосипедиста, верно подобранное направление слоев волокон, выполненная из качественных материалов сама рама, задние перья и вилка смогут хорошо гасить небольшие вибрации. Ехать на таковой раме хватит комфортно. В остальных случаях велосипед может оказаться весьма твёрдым, в отличие от велосипеда со металлической рамой, у которого сама сталь по своим физическим особенностям прекрасно гасит вибрации во всех направлениях. Подчеркиваю еще раз — велосипед, расчитанный для сто килограммового велосипедиста будет твёрдым для 70 килограммов.
- В случае если Ваш вес более 100 кг весьма без шуток отнеситесь к выбору. Пристально изучите инструкцию на предмет предельного веса на что вычислен велосипед. При таких весах ударная нагрузка, кроме того при съезде с бордюра, в особенности систематично повторяющаяся, ведет к ее разрушению. В таких случаях мы рекомендуем покупать металлические либо алюминиевые велосипеды.
- Надежность рамы так же во многом зависит от продуманности геометрии и качества изготовления рамы. В другом случае она может скоро разрушиться.
- Большая цена. Китайцы смогли довести их цену до приемлемых уровней и вытеснили титановые модели, но пока не достигли уровней хороших металлических и алюминиевых моделей.
- Хрупкость. Опасаются точечных ударов, требуют аккуратного обращения, падений велосипеда и отсутствия ударов. В местах сколов либо сильных царапин их крепость нарушается.
- Разрушаются сходу и скоро – существенно хуже, чем алюминиевые.
- Весьма сложно ремонтируются. Кое-какие мастера пробуют заделывать «точечные» удары а также поломки, но эффективность таких ремонтов через чур низкая. Это разъясняется тем, что в случае если ремонтировать раму накладыванием карбонового бандажа, то изменится сечение трубы. Соответственно изменятся нагрузки, действующие на нее, а само место ремонта все-равно останется «не сильный звеном», которое может «выстрелить» в будущем.
- Средний срок работы – всего пара лет. Это фактически самые мало живущие велосипеды, причем, они на порядок дороже металлических.
- На велосипеде с карбоновой рамой сложно установить багажник, не смотря на то, что отечественные умельцы решают и эту проблему, правда достаточно кустарными способами.
Еще мелкий штришок по поводу хрупкости карбона. В случае если на металлическом велосипеде начать туго затягивать болт в креплении подседельного штыря (у нас же народ физически крепкий) – ничего не произойдёт, максимум сорвете резьбу и замените болт. А вот также самое сделать на карбоновом подседеле – сходу получите трещину.
Кстати, пара фото о китайских карбоновых подседелах, не выдержавших поперечной нагрузки и сломавшихся на протяжении поездки. Согласитесь, у велосипедиста были не самые приятные ощущения сейчас.
Видео о достоинствах и недостатках карбоновых велосипедов
Хочется сделать мелкое замечание по поводу этого видео. Парни, как пример, показывают, что «карбоновые лопасти вертолетов не разрушаются от пулевых отверстий». Увижу на это следующее: Во-первых — лопасти, само собой разумеется, не разрушаются, но их сразу же меняют на аэропорте, когда вертолет в том направлении дотянет.
И во-вторых – ну в том месте очевидно не тот же материал, что в велосипедной раме и делают его точно не китайские мастера. Производство авиационного карбона процесс весьма кропотливый, сложный и дорогостоящий.
Главная неприятность карбоновых рам
В чем, на мой взор, главная неприятность карбоновых рам? Как ни необычно, ни в эксплуатационных чертях а также не в цене. Тот кто решил ее приобрести вероятнее имеет на это деньги.
Настоящая трудность в том, дабы отыскать и приобрести грамотно спроектированную раму из качественного карбона и настоящего, а не из смеси стеклопластика и карбонового волокна.
Из-за чего? В начале статьи мы обрисовали что из себя воображаем карбон как материал. Само по себе углеродное волокно стоит дорого, да и верно подобрать смолы, которыми его заливают, соблюсти всю разработку производства, выложить слой ткани под верными углами, снабжающими оптимальное распределение нагрузок не так легко.
При производстве рамы карбоновые слои вручную накладывают один на другой. Причем нити должны пересекаться под нужным углом. Наряду с этим довольно много зависит от квалификации работника. В случае если между слоями, в смоле, остануться маленькие пузырьки воздуха, то при запекании, в раме образуются пустоты, существенно снижающие её крепкость.
Толщина стен и без того не большая, ко всему прочему и пустоты в неё. Как раз в этих местах они люмаются и начинают слоиться.
При изготовлении авиационных изделий идет постоянный контроль качества с применением особого оборудования на всехэтапах производства, что вряд ли делается при изготовлении велосипедов. Да и толщина стенок изделий в том месте существенно выше, чем у труб велорам.
С учетом того, что производство изделий из карбона требует большое количество ручного труда и времени, в особенности при изготовлении подробностей сложных форм, главное их производство находится в Китае. Я не планирую оспаривать того, что часть мировых брендов вправду делают хорошие и качественные рамы под наблюдением экспертов (с громадной буквы), по лекалам и хорошим матрицам, из качественных материалов и на своем оборудовании. Такие рамы весьма хороши по всем параметрам и на них возможно нормально ездить, не опасаясь, что она сломается при прыжке с бордюра.
Но, во-первых такие велосипеды стоят не 200-300$, а на порядок выше, а во-вторых, и это основное: Вы имеете возможность верить втом, что берёте велосипед как раз настоящих брендов, а не недорогую и красиво раскрашенную подделку из китайского гаража либо выбракованный при контроле качества байк?
Израсходовать солидные деньги, покататься мало и при первом же важном падении либо ударе сломать раму и выбросить ее на свалку? Это, как говорится, на любителя.
Видео о том как делают личные карбоновые рамы велосипедов
и как организовано качественное производство карбоновых рам Giant на китайской фабрике
И в заключении еще одно видео о том как выявить китайскую подделку настоящих брендов
Стоит ли брать велосипед с карбоновой рамой?
Разглядим данный вопрос с двух позиций:
- Приобретение карбона с рук (б/ушный велосипед)
- Приобретение нового велосипеда.
Что необходимо сделать для проверки качества при покупке б/у карбона:
Выше уже упоминалось о том, что карбон опасается точечных ударов. Он в этих местах начинает разрушаться. Второе не сильный место – железные вставки.
Это основныескрытые угрозы ветхих карбоновых байков. Исходя из этого необходимо:
- Шепетильно осмотреть раму на предмет внешних повреждений, трещин, глубоких царапин, сколов и т.п. Каждая трещина — это весьма значительная неприятность для композитного материала. В этом месте быстро возрастает возможность разрушения и кататься на таком байке легко страшно. Учтите, что она возможно под слоем краски и незаметна на первый взгляд.
- Обратите внимание при осмотре на наличие расслоения слоев. Расслоение слоев карбона свидетельствует, что смола, связывающая слои повреждена и больше не держит их, соответственно быстро значительно уменьшается прочность издения.
Показатели расслоения слоев:
- Затуманенный либо побелевший участок поверхности, снаружи отличающийся от обычных частей. Целые участки стекловидны, имеют глубочайший блек, как словно бы наблюдаешь на жидкость. В расслоенных местах смола пронизана микротрещинами и исходя из этого они выглядят матовыми, утратившими яркость.
- На поверхности видны вздутия либо маленькие волны, складки. В случае если заметны переливы в цвете на помой-му ровной трубе — это важная обстоятельство для отказа в приобретении. Фактически неизменно это указывает, что карбон уже начинает разрушаться. Лишь не требуется путать переливы в настоящей покраске и переливы в цвете карбона.
- Все трубы рамы должны быть ровные и ровные.
- Для проверки целостности карбона хорошим способом можно считать простукивание.
В случае если Вам медведь не топтался по ушам, то рекомендуем попытаться. Лишь стучать необходимо не пальцем, а жёстким предметом. Стук по поверхности карбона приводит к характерному звонкому звуку. В зоне расслоения либо трещины звук будет вторым, в большинстве случаев менее звонким.
Так же возможно проверить велосипед на скрипы. Сядь на него и попытайтесь подвигать в стороны. Трещины и расслоения смогут приводить к либо кроме того попискивания. Попытайтесь определить причину скрипов — в случае если это, к примеру, педали — это один вопрос, но в случае если скрип идет от рамы — это уже не хорошо.
- Проверить жесткость посадки железных вставок — двигаются они либо нет, что сделать по интернету проблематично. Так же обратите снимание на крепление и подседельную трубу в ней подседельного штыря.
- Постараться узнать настоящую обстоятельство продажи, в каких условиях байк эксплуатировался и хранился, довольно часто ли падал, кто и как на нем катался. Все-таки карбоновые велосипеды лучше эксплуатировать и хранить бережно.
- В то время, когда он был приобретён первый раз. Так узнается как он ветхий – так как срок обычной эксплуатации этих велосипедов всего пара лет. И в случае если предлагается модель с 5-6 летним сроком эксплуатации – то Я бы не брал.
- Попытаться на нем прокатиться и выяснить подходит ли он Вам по геометрии рамы, росту, жесткости, амортизационным особенностям и т.п. Я бы рекомендовал как раз нормально покататься, а не посидеть и «проехаться кружочек».
Ну и дальше, в зависимости от предлагаемой целей и цены, для которых Вы его берёте, принимайте ответ.
Не смотря на то, что Я советую, в случае если очень сильно желаете карбон – купите себе лучше новый.
Что касается приобретения нового карбонового громадна.
На мой взор, карбон весьма перспективный материал для изготовления велосипедных рам. Его применение в опытном велоспорте оправдано и себя окупает.
Что касается рядового велосипедиста, применяющего велик «для покататься и взять наслаждение», я считаю так: в случае если имеется лишние деньги, возможность и сильное желание – ну купите и попытайтесь. Не смотря на то, что все же лучше сперва попытайтесь. Почувствуйте езду на нем и, в случае если понравится, купите.
Лично мое вывод — я бы приобрел себе за эти деньги хороший металлический либо титановый велосипед. И в общем то, лишь по причине того, что они более крепкие, качественные и я смогу их через пара лет эксплуатации нормально реализовать либо покинуть подросшим детям.
В следующей статье, мы мало поболтаем о рамах, выполненных из редких и уникальных материалов. Каких? Перейдите по данной ссылке и почитайте.
