碳纖板輪下坡 - 單車

回一下文，可能跟單車沒很大的關係

Tg是Glass Transition Temperature 中文常見翻做玻璃轉換(轉化、轉移)溫度

聚合物的Tg越高，代表其分子間交聯密度也越高，越不容易軟化

當溫度升高會增加分子動能，能量提高到一定的上限後會打破聚合物分子間的穩定

溫度低於Tg： 玻璃態(硬)

溫度高於Tg： 橡膠態(軟化)，黏彈性質，熱膨脹係數變大



所以用在碳輪組上的樹酯，其Tg必須高於使用溫度

通常會再抓個高於幾十度當作安全係數 (ex:煞車溫度150度、Tg可能就得要170度)



不過也不是越高Tg就一定越好 (Tg只要能承受使用溫度就好)

Tg高伴隨也有其他負面效益

1. 樹酯較為硬脆： 耐衝擊差，偏偏輪組又是比車架更常接收衝擊的

2. 熱膨脹造成內應力大

3. 溫度循環次數下降：指承受周期性的升降溫反覆負載的次數下降

2和3的原因會導致使用壽命下降

還有Tg高的樹酯成型溫度高，用的機台設備也會更要求，機台成型溫度不夠反而是反效果



再回到原討論串的話題，要不燒框也就兩個方法

第一個方法就如上面講的

提高樹酯的Tg，但提高Tg也會造成不耐衝擊等反效果

另一個方法是降低使用溫度，從輪組的散熱性著手

例如在碳纖中加入石墨稀、特殊塗料等讓輪組散熱更佳之類的



要做到更輕的碳纖輪組，碳纖強度越高以減少使用的碳纖布

但截面更薄會不易傳熱，間接造成使用的溫度提高(散熱慢)，變成樹酯Tg也要高

加上碳纖強度高也不耐衝擊

工程設計並不是單方面性能提高就好

永遠需要多方考量，在眾多限制中找尋一個妥協方案



一個好的碳輪組要面面俱到(碳車架也是)可以從3個方向判斷


1. 材料選用和搭配：

碳纖布等級(T700、T800)，平織、斜織布
環氧樹酯(A劑)、硬化劑(B劑)選用、比例，擴散劑使用


2. 碳纖疊層：

因為碳纖本身不是isotropic材料，不同方向有不同的材料特性
加上是一層一層疊積起來，有各種組何排列方式
像碳纖厚度、使用層數，不同層之間的排列方向、交錯角度
複雜曲面折角處剪開避免應力集中，疊層間相互交錯避免斷口處在同一方向
這裡會有一堆廠商自家的know how


3. 製程：

A劑、B劑攪拌時間和溫度、在黏度可使用的時間內(centipoises)
根據選用的樹酯決定常溫真空成型、熱壓成型
熱壓機(電壓、蒸氣壓)：烘烤溫度、預熱、壓力和成型時間
氣泡、缺膠、亂紋(摺皺會導致應力集中)


一般量產碳纖製品最不可控制的就是製程上的差異了

同款輪組即使使用同一個製程

性能差個5~10%也很正常 (或許隨製程技術不斷精進可以改善)



那些把使用高Tg或東麗T800當作廣告招牌的廠商，充其量只能說端出的材料好

實際性能是否優異，上了測試台才知道

打個比方，一道料理要好吃，除了好食材，也要搭配好的料理方式和烹飪器具吧



以上一個積過碳纖，也學過一點複材知識的經驗談

有些是憑記憶打的，若有誤請指教

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