Kiến thức & kinh nghiệm xe đạp
SỢI CARBON VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT XE ĐẠP
Th1
Xe đạp với khung sườn carbon hiện tại đang là một tiêu chí đánh giá của xe đạp cao cấp. Một chiếc xe đạp có khung sườn carbon thường có giá cao hơn các sản phẩm xe đạp sử dụng khung thép hoặc hợp kim nhôm. Vậy ứng dung của sợi carbon trong sản xuất xe đạp là gì? Tại sao các sản phẩm xe đạp khung sườn carbon lại có giá cao? Hãy cùng Xe Hoàng Gia tìm hiểu nhé.
SỢI CARBON LÀ GÌ?
Sợi carbon là một loại vật liệu có cấu tạo gồm 90% – 95% nguyên tử carbon và các hợp chất khác. Hiện nay, với công nghệ sản xuất ngày càng hiện đại, các sản phẩm sợi carbon ngày càng có độ tinh khiết cao. Đi kèm đó là giá thành ngày càng thấp, dẫn đến sản phẩm này được ứng dụng vào đời sống nhiều hơn.
Để tổng hợp ra nguyên tử carbon, người ta phải chiết xuất từ các nguyên liệu thô, được gọi là tiền chất. Những loại tiền chất thường dùng là sợi nhựa tổng hợp Polyacrylonitrile (hay PAN), sợi vải tổng hợp Rayon và Pitch (chiết xuất từ dầu mỏ, than đá).
Sợi carbon sau khi tổng hợp được dệt thành vải hoặc đúc tạo hình. Sợi carbon được ứng dụng nhiều trong sản xuất các thiết bị thể thao, các bộ phận trên máy bay hoặc vật liệu ô tô…
Bạn có thể tham khảo thêm thông tin về sợi carbon tại wikipedia
TÍNH CHẤT CỦA SỢI CARBON
Trọng lượng nhẹ: sợi carbon được cấu thành với thành phần nguyên liệu chính là carbon. Đây là nguyên liệu có trọng lượng nhẹ trong bảng nguyên tố hoá học. Vì vậy các sản phẩm làm từ sợi carbon đều có trọng lượng rất nhẹ.
Độ bền cao: để có thể mô tả về độ bền của sợi carbon, ta có thể lấy kim cương làm ví dụ minh hoạ. Kim cương được coi là hợp chất tự nhiên cứng nhất. Nó có cấu tạo từ các nguyên tử carbon được sắp xếp thành một hệ thống cụ thể. Do vậy, sợi carbon cũng có độ bề tương tự giống kim cương. Sợi carbon có thể chịu lực kéo gấp 5 lần và cứng gấp 2 lần so với thép. Loại sợi này rất khó kéo căng và uốn cong.
Tính giãn nở nhiệt thấp: Sợi carbon fiber sẽ giãn nở hoặc co lại ít hơn nhiều trong điều kiện nóng hoặc lạnh so với các vật liệu như thép và nhôm. Đây là tính chất quan trọng cho những chi tiết cần độ bền cao ở những môi trường đặc biệt như tàu vũ trụ, chi tiết xe ô tô, thiết bị quân sự.
Chống ăn mòn tốt: Sợi carbon có đặc tính chống ăn mòn vượt trội so với kim loại, có nghĩa là các thành phần làm bằng sợi carbon sẽ không bị mài mòn nhanh chóng dưới áp lực của việc sử dụng liên tục.
Ngoài ra, sợi carbon còn có một số đặc tính khác như tính phóng xạ, tính dẫn điện hay có khả năng chống tia cực tím……..
PHÂN LOẠI VẢI SỢI CARBON
Sợi carbon được phân loại theo mô đun kéo của sợi.
Mô đun kéo là thước đo lực kéo mà một sợi có đường kính nhất định có thể tác dụng mà không bị đứt. Đơn vị đo lường tiếng Anh là psi.
Vải sợi carbon được phân ra thành loại khác nhau như: 1k (1000 filaments), 3K, 6K, 12K, 24K, 40K. Hiểu đơn giản 1k = 1000 sợi carbon cuộn lại, các loại khác thì tương tự.
Các loại vải sợi carbon thông dụng hiện nay trên thị trường là: 3K, 6K, 12K, 24K.
Vải sợi carbon 3K: Đây là loại vải sợi carbon thông dụng nhất, được ưa chuộng trong các ngành công nghiệp, thiết bị gia dụng, robot, ngành công nghiệp kỹ thuật cao khác gồm cả hàng không vũ trụ.
Vải sợi carbon 6K: Loại vải có sự bền bỉ cao nhưng vẫn đảm bảo được tính gọn nhẹ và có thể tạo đường nét cho hình dạng và góc phức tạp khắc phục nhiều vấn đề và dệt lỗi. Phù hợp với các chi tiết nhỏ trong động cơ.
Vải sợi carbon 12K: Có đặc điểm hạt trong, mịn và sáng bóng. Chống lão hóa và chống ăn mòn. Được sử dụng trong ngành công nghiệp, phòng cháy chữa cháy, kiến trúc và không gian……
Vải sợi carbon 24K: Có trọng lượng nhẹ, độ bền cao, độ cứng cao, chắc chắn hơn. Loại vải sợi carbon 24K này thường sử dụng cho các loại mô hình, xe thể thao, chế tạo máy bay, đóng tàu thuyền, thiết bị thể thao, sản xuất ô tô.
ỨNG DỤNG CỦA SỢI CARBON TRONG SẢN XUẤT XE ĐẠP
Hiện nay sợi carbon được ứng dụng để sản xuất các sản phẩm xe đạp cao cấp. Điều này khiến cho các mẫu xe đạp cao cấp có trọng lượng nhẹ, độ bền cao. Các bộ phận của xe đạp thường được làm từ carbon bao gồm:
- Khung xe.
- Ghi đông/pô tăng.
- Phuộc xe.
- Vành xe.
- Cọc yên.
- Đùi đĩa.
QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÁC BỘ PHẬN XE ĐẠP TỪ CARBON
SƠ CHẾ
Quy trình sản xuất các bộ phận từ carbon là một quy trình khép kín hoàn toàn. Khỏi đầu phải tiến hành sơ chế sợi carbon. Sợi carbon được sơ chế qua lô cuốn và tạo thành từng cuộn khác nhau. Khi chưa sử dụng đến thì những cuộn sợi này được bảo quản trong phòng có nhiệt độ âm 20 độ C với độ ẩm tiêu chuẩn. Khi được sử dụng, các cuộn carbon sẽ được rã đông rồi ngâm tẩm một loại hóa chất đặc thù, tiếp đó được dệt thành từng miếng gọi là vải carbon.
Tiếp đó, những miếng vải carbon được chia nhỏ và phân ra tương ứng với mỗi bộ phận cần sản xuất. Mỗi bọ phận sẽ sử dụng kích thước vải khác nhau. Điều đó giúp cho việc phân loại vải carbon trở nên dễ dàng hơn.
CHẾ TẠO
Sau khi phân loại vải carbon, sẽ tới công đoạn tạo hình. Các mảnh vải carbon sẽ được lắp vào những bộ khung của bộ phận tương ứng để tạo hình. Việc này cần sự tỉ mỉ và chính xác cao.
Sau đó, các bộ phận được tạo hình sẽ được đưa vào ép ở nhiệt độ cao để tạo phần thô. Tất cả các công đoạn trên đều được thực hiện dưới môi trường mà thông số độ ẩm, áp suất không khí, nhiệt độ, lưu lượng không khí và số lượng hạt trôi nổi trong không khí được máy tính theo dõi 24/7.
Sau khi đạt được thành phẩm thô, các bộ phận này tiếp tục được đưa đi gia công tinh qua nhiều máy móc hiện đại.
KIỂM TRA
Tiếp theo là chuyển tới công đoạn kiểm tra, đánh giá. Tại đây các sản phẩm sẽ được đánh giá thông qua các chỉ số kỹ thuật như độ bền, lực tải …., tạo ra các bán thành phẩm.
Sau khi có được bán thành phẩm, các sản phẩm lúc này sẽ đem đi sơn. Có hai công đoạn sơn: sơn lót và sơn thành phẩm. Mỗi công đoạn sẽ được kiểm tra để đảm bảo sơn đúng tiêu chuẩn kỹ tuật. Sau cùng là kiểm tra tổng thể và dán tem thành phẩm.
Sau tất cả những công đoạn sản xuất, cuối cùng các sản phẩm cũng hoàn thiện và chuẩn bị đưa vào công đoạn lắp ráp thành một chiếc xe đạp hoàn chỉnh.
TẠM KÊT
Qua bài viết này, chúng tôi đã giới thiệu cho bạn hiểu thêm về sợi carbon, cũng như ứng dụng của sợi này trong sản xuất xe đạp. Tại Xe Hoàng Gia, chúng tôi đang phân phối rất nhiều mẫu xe đạp được làm từ sợi carbon. Nếu bạn cần sự tư vấn, hãy liên hệ ngay với chúng tôi nhé !
Xem thêm các mẫu xe full carbon của Xe Hoàng Gia tại: https://xehoanggia.com/
