Qatronlar uglerod ramkangizni birlashtirgan noma'lum qahramon bo'lib, u ishlash uchun juda muhimdir
Koʻpchilik yoʻlchilardan velosiped romlari nimadan yasalganini soʻrang va javob “uglerod” boʻlishi mumkin. Velosiped romlarini (yoki ushbu to‘qilgan mo‘jizaviy materialdan tayyorlangan boshqa mahsulotlar) yasashda ishtirok etgan har kimdan so‘rang va siz murakkabroq javob olasiz.
“Velosiped sanoatida biz odatda uglerod haqida gap-soʻzlarni eshitamiz, lekin bu haqiqatan ham juda oddiy – umumlashma”, deydi Tomas Leshik, Germaniya gʻildirak ishlab chiqaruvchisi Lightweight kompaniyasining muhandislik boʻlimi rahbari. Bu aslida uglerod tolalari va epoksi qatroni matritsasi. Aniqroq atama CFRP - uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassa.’
Shunday qilib, bizning eng ko'p orzu qilingan otlarimiz mustahkamlangan plastik velosipedlardan ko'ra ko'proq. Bu oddiy qisqartma va CFRP ning plastik (yoki polimer) qismi bo'lgan qatronlarning ahamiyatini tushuntirish uchun uzoq yo'lni bosib o'tadi. Asosan qatron kompozit materialga o'zining qattiqligini beradi. Uglerodli tolali velosipedlarga ixtisoslashgan Aprire kompaniyasidan Fil Dempsi aytganidek, “Uglerod tolasi faqat matodir. Bu faqat bir parcha mato.'
Mahsulot tavsifi va unga hamroh boʻlgan marketing xususiyatlari haqida gap ketganda, uglerod tolasi markasi yoki turi (masalan, Toray, T800, 65HM1K, ultra yuqori modul) tayyor mahsulot xususiyatlarining asosiy xususiyati sifatida muntazam ravishda aytiladi. Go'yo o'yinda boshqa hech narsa yo'q, lekin aslida tolalar ramka materialining yarmidan ko'prog'ini tashkil qiladi. Qolganlari epoksi qatroni bo'lib, u zamonaviy velosipedning ishlashida muhim rol o'ynashi kerak. Xo'sh, nega marketing bo'yicha bu haqda kamdan-kam eslatib o'tiladi?
CFRPning ABC
| CFRP |
Karbon tolasi bilan mustahkamlangan plastmassa (yoki polimer). Ko'rsatilgan kompozit material uglerod yoki uglerod tolasi sifatida. |
| Davolash |
CFRP strukturasiga issiqlik va tez-tez bosimni "o'rnatish" uchun qo'llash jarayoni qatron va tayyor buyumga qattiqlik beradi. |
| Fibre | CFRP strukturasining mustahkamlovchi elementini yaratish uchun toʻqilgan yoki toʻqilgan uglerod iplari. Ko'pincha "filamentlar" deb ataladi. |
| Mould | Radka yaratish uchun uglerod tolali plitalar yotqizilgan va uning atrofidagi jismoniy komponent. |
| Kitob | Aslida ulug'vor tikuv naqshlari kitobi. Bu uglerod tolasining har bir bo‘lagi qanday kesilishi va yig‘ilishi haqida batafsil ma’lumot berilgan va ular eng yaqin sirlardir. |
| Homiladorlikdan oldin | Sogʻilmagan smola bilan singdirilgan uglerod tolali iplar. |
| Qatronlar | CFRP strukturasida tolalarni bir-biriga ulash uchun ishlatiladigan suyuq polimer. |
Insayder bilimi
Tayyor uglerod tolali velosipedda qatronning rolini tushunish uchun biz ishlab chiqarish jarayonini va unga qatron qanday kiritilishini tushunishimiz kerak.
Aslida uglerod tolasi qurilishining ikki turi mavjud: nam va quruq. Nam ishlab chiqarish uchun kompaniya pre-preg deb nomlanuvchi qatron bilan singdirilgan uglerod tolali matoni sotib oladi. Ushbu yopishqoq choyshablar qolipga yoki uning atrofiga yotqiziladi va keyin qattiqlikni oshirish uchun issiqlik va bosim yordamida davolanadi. Quruq qatron infuzion ishlab chiqarish texnikasi ikki xil shaklga ega bo'lishi mumkin. Birinchisi, homiladorlikdan oldin ishlab chiqarish usuliga o'xshaydi, quruq matoning kesilgan shakllari qolip ustiga yotqiziladi va qatron qo'shiladi. Time va BMC (Impec velosipedlari bilan) kabi kompaniyalar tomonidan qo'llaniladigan ikkinchi usul, doimiy quvur shaklidagi paypoqga o'xshash strukturani bitta uzunlikdagi qolipga cho'zishni o'z ichiga oladi. Bu yerdan qatron bosim ostida allaqachon hosil bo'lgan shakllarga qo'shiladi.
Giant o'zining barcha uglerodli uglerodli mahsulotlarni "g' altakdan oxirigacha" ishlab chiqaradigan yagona brenddir, ya'ni u o'zining uglerod tolasini katta g' altaklardagi ip sifatida sotib oladi, o'z qatronini qo'shadi va romlari, barlari, poyalari va aksessuarlar ishlab chiqarishni davom ettiradi. Demak, Gigant qatronlarning ahamiyati haqida so'rash uchun yaxshi kompaniyaga o'xshaydi.
Uning Buyuk Britaniyadagi mahsulot va ta'lim bo'yicha menejeri Devid Uord shunday deydi: Bizning uglerod tolasi filamentimiz Toraydan (dunyodagi eng yirik uglerod tolasi ishlab chiqaruvchisi) to'g'ridan-to'g'ri g' altak xonasiga yetkaziladi. U yerdan to'quv dastgohlariga o'raladi va ulkan uglerodli mato choyshablariga to'qiladi. To'quvdan keyin qatron qo'shiladi. Qatronlar rulonli yig'ma ustidagi chuqurchaga o'tiradi va harakatlanuvchi matoga uzatiladi va roliklar orqali filamentlarga qo'llaniladi.' Jarayon oddiy va Giant tomonidan qo'llaniladigan texnika barcha ishlab chiqaruvchilar tomonidan qo'llaniladigan usul bilan deyarli bir xil. homiladorlikdan oldingi uglerod tolasi. Ammo mexanik jihatdan sodda boʻlsa-da, aniqlik, takrorlanuvchanlik va nazorat tayyor mahsulot yaxlitligi uchun juda muhimdir.
“Qatronlar oʻrtasidan oqishi va har bir filamentni mukammal qoplashi kerak”, deydi Uord. "Yaxshi qatron taqsimoti ishlab chiqarish liniyasining oxiridan yaxshi pre-preg olish uchun juda muhimdir." Apriredagi Dempsi qo'shimcha qiladi: "Qatron qatlamlardan o'tishi juda muhim. Agar siz qatronni noto'g'ri qabul qilsangiz, sizda yorilgan ramka bor. Bu juda muhim.’
Buning ichida
“Qatron qattiqlashgandan keyin Gigant ramkaning 40% ni tashkil qilganligi sababli, qatron juda muhim qismdir”, deydi Uord. “Termoset [qoralangan] boʻlsa, bu qatron strukturaga qattiqlik beradi.” Asosiy tuzilish xususiyatlaridan tashqari, qatron yana bir muhim rol oʻynaydi. Dempsi shunday deydi: "Siz stressni bir qismdan boshqasiga o'tkazishingiz kerak. Bu tolalar qatlamlari orasidagi yuklarni uzatish imkonini beruvchi qatronlardir.’
Turli qatronlar yakuniy mahsulotning ishlashiga ta'sir qiladi. Dempsi shunday deydi: Agar qatron juda yopishqoq bo'lsa, u ugleroddan o'tmaydi va siz tolalar bir-biriga tegib qolasiz. Ideal holda siz ularni bir-biridan ajratishni xohlaysiz.’
Keyin uglerod konstruksiyalarining qalinligiga ta'sir qiluvchi siqilish muammosi bor. "Qatron tarkibidagi turli qo'shimchalar siqilishga ta'sir qiladi", deydi Dempsi."Siz qatronning xususiyatlariga qarab boshqa qatlam qalinligini olishingiz mumkin. Odatda, arzonroq qatronlar qalinroq bo'ladi. Yaxshi qatron bilan uglerod tolalari bir-biridan mikron bo'lishi mumkin. Bu sizga bir xil mustahkamlik fazilatlari uchun ingichka devorlarni beradi, ya'ni engilroq ramka. Arzonroq qatron tolalar va qatlamlar orasida koʻproq material qoldiradi.’
Giant butunlay oʻzimizda ishlab chiqarar ekan, u oʻzining qatronlarini ishlab chiqishga muvaffaq boʻldi. Uord shunday deydi: "Biz hozir uchinchi avlod qatronini ishlab chiqishdamiz. Kalıplama va quritish jarayonining kichikroq tafsilotlari qatron xususiyatlariga bog'liq - u o'chib ketadigan harorat va davolanish vaqtiga bog'liq.’ Uglerod mahsulotlarining keng narxlari oralig'i tufayli Giant ikki turdagi qatronlardan foydalanadi. "Bizning standart qatronimiz Advanced SL mahsulotlaridan tashqari barcha mahsulot liniyalarida qo'llaniladi", deydi Uord. "Advanced SL uchun biz nanotexnologiya qo'shimchasidan foydalanamiz. Nanozarrachalar qattiqlik yoki vaznga salbiy ta'sir ko'rsatmasdan, ramkalarimizning zarba qarshiligini 18% ga oshiradi. Ular qimmatroq turadi.’
Zarrachalarning qo'shimcha qo'shimcha mahsuloti - bu quritish paytida devorning siqilishi yaxshilanadi. Nanozarrachalar qatronga yotqizishdagi mikro bo'shliqlarni to'ldirishga imkon beradi. Qatronlar aslida yaxshiroq oqadi, bu bo'shliqlar ehtimolini kamaytiradi va devor qalinligini kamaytiradi, - deya qo'shimcha qiladi Uord.
Dempsi tushuntirganidek, bo'shliqni kamaytirishda qatronning roli ramkaning strukturaviy yaxlitligidagi asosiy nuqtadir. "Qatrondagi bo'shliqlar stressni to'playdigan teshiklardir", deydi u. "Bu potentsial nosozlik nuqtalari va qatlamlar delaminatsiyalanganda bo'shliqlar yorilib ketadi. Siz hali ham bo'shliqlarsiz delaminatsiyani olishingiz mumkin, lekin siz kompozitsionda minimal havo cho'ntaklarini olishni xohlaysiz.’
Yuk koʻtarish, devor qalinligi va mustahkamlikka qoʻshimcha ravishda, qatronlar velosiped haydashiga taʼsir qilishi mumkin. Dempsi shunday deydi: Oddiy nuqtai nazardan, siz qatronlarni qatron va sertleştirici bilan ikki paketli Araldit uslubidagi mahsulot deb hisoblashingiz mumkin. Muayyan qatron bilan qo'llaniladigan qattiqlashtiruvchi miqdori haydash sifatiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Yaxshi velosiped ramkasi uchun sizga uglerod tolasi qatlamlari orasidagi kuchlanishni o'tkazishga imkon beradigan qattiq qatron ichida bir oz egiluvchanlik kerak. Buni kamroq qattiqlashtiruvchi bilan kuchliroq qatronlar yordamida olishingiz mumkin. Aqlli dizaynerlar ma'lum bir vazn uchun yanada qattiqroq yoki ko'proq mos keladigan tuzilishga ega bo'lishlari mumkin. Qatronga ishonib bo'lmaydi, lekin muhandis sifatida siz qatron tayyor tuzilishga qo'shishi mumkin bo'lgan potentsial xususiyatlardan xabardor bo'lishingiz kerak.'
Qatronlar tayyor ramka sifati uchun juda muhim, shuning uchun biz ular haqida nima uchun juda kam eshitamiz degan savolga qaytamiz.
“Qatronlar xususiyat drayveri emas, ruxsat beruvchidir”, deydi Dempsi. Qatronlar bizga uglerod tolasining turli qatlamlarini bir-biriga bog'lash imkonini beradi - masalan, T700 dan T800 - tolalar bizga taqdim etadigan turli xil xususiyatlardan foydalanish. Bu qiyin sotish va aylantirish juda qiyin, lekin ularning o'ynagan rolini e'tibordan chetda qoldirmaslik kerak.'
Gigantdan Devid Uord buni qisqaroq qilib aytadi: «Qatronlar faqat elimdir. Ular shunchaki shahvoniy emas.’
Hozirgi issiq
Velosiped ishlab chiqaruvchilarning koʻpchiligi homiladorlikdan oldingi ugleroddan foydalanishini hisobga olsak, ularning tanlovi ramkaning ishlashiga taʼsir qilish uchun qatrondan foydalanish nuqtai nazaridan cheklangan. Ammo bu odamlarning yangi yo‘nalishlarni izlashiga yoki qatron va pre-homilador kompaniyalarni turli mahsulotlar ishlab chiqarishga undashiga to‘sqinlik qilmaydi.
Dempsi shunday deydi: “Biz hamkorlarni xona haroratida oʻchmaydigan qatron ishlab chiqarishga undash ustida ishlayapmiz. Dizaynni cheklovchi omillardan biri shundaki, siz sovuqxonadan prepregni olganingizdan so'ng, u havo bilan qo'shila boshlaydi. U hech qachon qattiqlashadigan pechdan tashqarida to'liq qattiqlashmaydi, lekin u "o'chadi". Bizga murakkabroq yotqizish jarayonidan foydalanishga va qatlam kitobimizni [lug'atga qarang, chapga] o'zimiz xohlagan darajada ishlab chiqishga imkon beradigan pre-preg, yakuniy natijamizdan ancha ko'proq narsani olishimizga imkon beradi. Bu biz uchun ajoyib bo'lardi.’
Qatronlar katta rol o'ynaydigan sohalardan biri uglerod g'ildiragi ishlab chiqarishdir. Bu erda qatronlar nafaqat g'ildirakning strukturaviy yaxlitligi va qattiqligi, balki tormozlash samaradorligi uchun ham kalit hisoblanadi.
Lightweight'dan Leschik shunday deydi: Qatronning eng zaif nuqtasi uning harorat harakatidir. Ko'pgina qatronlar 150 ° C dan yuqori muammolarga ega. Oxirgi 10 yil ichida biz qatronlarimizning haroratga chidamliligini uch baravar oshirdik.’
Deyarli har bir velosipedchi uglerod gʻildiragining issiqlik koʻtarilishi tufayli uzoq pasayishda ishlamay qolishi haqidagi dahshatli hikoyani eshitgan boʻladi, lekin tormoz kolodkasi jant bilan uchrashganda nima sodir boʻladi? Leschik shunday deydi: Tribologiya - bu nisbiy harakatdagi o'zaro ta'sir qiluvchi sirtlar haqidagi fan va muhandislik. U ishqalanish, moylash va eskirish tamoyillarini o'rganish va qo'llashni o'z ichiga oladi. Nam yoki quruq sharoitda rezina tormoz prokladkalari bo'lgan CFRP jantida tormozlash ana shunday tribologik tizimlardan biridir. Bu tizimni yaxshi tormoz ishlashi uchun optimallashtirish yuqori haroratga chidamli qatronlarsiz mumkin emas.’
Kadrning ishlashida bo'lgani kabi, bu qatronlardagi qo'shimchalar issiqlikka chidamliligini va narxini oshiradi. Bunday qo'shimchalardan biri keramika - silika. Aprire g'ildiraklar yasamasa-da, Dempsi jarayonni tushunadi: Qatronlar uglerod jant tuzilishida katta farq qiladi. Masalan, kremniy qo'shilishi strukturaning tanasidan katta miqdorda issiqlikni olib tashlaydi va havo oqimining standart CFRP jantiga qaraganda jantni ancha yaxshi sovutishiga imkon beradi. Mis ajoyib qo'shimcha bo'lardi, chunki u katta miqdorda issiqlikni olish qobiliyatiga ega, ammo agar namlik har qanday mikro yoriqlar orqali kirsa, oltingugurt qatronga singib ketishi mumkin. Bu deyarli aniq delaminatsiyaga olib keladi. Issiqlik moslamalari - qatron ichidagi mashlar - katta imkoniyatlarga ega. Bu texnologiya kelishi mumkin.’
Lightweight kompaniyasining Leschik kompaniyasi ham qatronlar ishlab chiqilishiga katta ishonadi: «Biz jant-tormoz jantlarini optimallashtirishni ko'rib chiqmoqdamiz. Aqlli qatronlar yordamida biz chavandozga bir gramm og‘irligi bo‘lmagan disklar bilan bir xil tormoz ishlashini bera olishimizga aminmiz.’
Qattiq haqiqat
Qatronlar velosiped yasash jarayonining noma'lum qahramoni ekanligi aniq. Bu uglerod tolasi mahsulotlarining qattiqligi, mustahkamligi, og'irligi, xavfsizligi va narxiga ta'sir qilishi mumkin, shuning uchun ishlab chiqaruvchilar o'zlarining yopishqoq narsalarining mo''jizalari haqida lirik mumni boshlashlarini kutishimiz mumkinmi? Ehtimol, yo'q, chunki u hali ham murakkab tizimning faqat bir qismidir. Sifatli qatronlar sifatsiz uglerod tolasi yoki ilhomlantirilmagan qurilish texnikasini qoplamaydi. Lightweight'dan Leschik aytganidek, "Har safar bir xil bo'ladi: chiroyli tort pishirish uchun to'g'ri nisbatda, yaxshi tayyorlangan to'g'ri ingredientlar kerak."
Uglerod jargoni: Bularning barchasi nimani anglatadi?
