WIEL碳纤维自行车的基础知识

目录

一、公司简介

1.1 公司简介

1.2 研发团队与专利

二、自行车简介

2.1 自行车定义

2.2 自行车组成

三、碳纤维自行车产品的趋势

3.1 碳纤维的来源

3.2 碳纤维的定义及分类

3.3 碳纤维的制造及性能

四、碳纤维自行的制造流程

4.1 碳纤维产品生产流程

4.2 车架设计与制作工艺

4.3 轮圈轮组设计技术和生产工艺

4.4 物性测试能量

4.5 整车装配

五、创新概念产品

六、获奖情况

一、公司简介

1.1公司简介

行升公司源于西班牙的运动自行车品牌WIEL，2010年进入国内市场开始全面运作，同年成立行升公司负责WIEL品牌在亚洲区域的运营。

行升公司暨WIEL运动品牌为国内的骑行人群带来“专业运动生活化”的健康骑行理念和“专业装备生活化”的应用标准。

我们提供的每台产品都在遵循技术、质量、功能三者并重的前提下努力寻找专业与生活休闲应用的契合点。行升公司（WIEL）联合大陆地区的顶尖专业厂商开发与制造产品，应用诸多专利技术使产品更符合亚洲人群的需求特点。

我们以对骑行运动和自行车产品的深刻理解在国内市场中稳步发展，在带给消费者和运动市场更多新选择的同时也带动了商业伙伴逐步发展壮大，不断为行业发展做出贡献。

我们继承国际品牌的技术与理念，扎根国内市场，满怀热忱的希望在国内骑行运动领域继续缔造辉煌。成为专业骑行运动与器材向生活化

转变的推动者。

三、碳纤维自行车的趋势

3.1 碳纤维的来源

1897年爱迪生通过纤维素的炭化，在不破坏纤维素结构的情况下，第一次制造出碳丝，并把其用作电灯泡的炽热灯丝。由于碳纤维有一定的缺点，限于当时技术条件的限制，未能制造出体现碳纤维更多优良特性的产品，致使碳纤维冷落一时。碳纤维的研制并实现工业化生产始于20世纪50年代，1996年全世界碳纤维总产量已达到1700吨。其中聚丙烯氰基纤维占85%，其余是沥青基纤维，由于聚丙烯氰纤维作原料，其生产工艺比较简单，产品力学性能优良，因此得到了大力发展；沥青基纤维由于原料丰富，价格便宜，在民用工业方面获得很好的推广使用。

3.2 碳纤维的定义与分类

一、碳纤维的定义

碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的一种纤维状碳材料。

二、碳纤维分类：

按制作原料分：

1、纤维素基（人造丝基）

2、聚丙烯氰基

3、沥青基（各向同性、各向导性中间）

按制造方法和条件分：

1、碳纤维（炭化温度在800~1600度时得到的碳纤维）

2、石墨纤维（炭化温度在2000~3000度时得到的碳纤维）

3、活性炭纤维

4、气象生长纤维

按力学性能分为通用型和高性能型。

通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2％。

根据产品规格的不同，碳纤维目前被划分为宇航级和工业级两类，亦称为小丝束碳纤维和大丝束碳纤维。通常把48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维，包括48K，60K，120K，360K，480K等。小丝束碳纤维初期以1K、3K、6K为主，逐渐发展为12K和24K。

三、碳纤维的分类型号

通常所说的K数指的是碳纤维束里面单丝的根数，碳纤维单丝的直径是一样的。K数越大，每股的单丝数就越高。K其实就是千的英文缩写。1K的碳纤维丝含有1000根单丝。同理，3K就是3000根。碳纤维的K数目前有1K，3K，6K，12K，24K，48K这几种。1K的碳丝目前市场价是最贵的，因为制作工艺很麻烦。

下图为3K碳纤维布。

一般意义上说的抗拉强度都是指单丝的抗拉强度，与碳纤维丝的型号有关，比如说T200，T300，T700等等，型号越高，抗拉强度越高，T300抗拉强度达到3.5Gpa.T700抗拉强度应达到4.9Gpa，这是一个国际通用的指标，T300可以包括K，3K，6K，12K，24K，T700这个规格的碳丝目前一般只有12K的，碳丝型号一样的话，12K总根数多，它当然就比3K的抗拉强度高，同样K数的，T700〉T300〉T200。

3.3碳纤维的制造及性能

一、碳纤维的制造：

碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取。

其产生的步骤为：

A预氧化：在空气中加热，维持在200-300度数十至数百分钟。预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构，以使其在高温碳化时不熔不燃而保持纤维状态。我们自行车行业使用的碳纤维都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的。将聚丙烯腈细丝置于500 ℃烤箱内烘烤，脱去氢，使碳原子排成链状。

B碳化：在惰性气氛中加热至1200-1600度，维持数分至数十分钟，在此温度下，其中的杂质(大部分是氮)被滤出，剩下的几乎是纯的碳元素；所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气，但一般多用高纯氮气。

C石墨化：再在惰性气氛（一般为高纯氩气）加热至2000-3000度，维持数秒至数十秒钟；这样就生成的碳纤维。其高强度的原因是在最后的热处理过程中，碳原子以非常强大的力结合在一起，形成一系列像蜂窝或细铁丝网那样的六角体。

二、碳纤维的性能

碳纤维材料与其他加固材料对比:

（1）抗拉强度：高强度的碳纤维的抗拉强度可达到3000—4000Mpa，要比钢大4倍多。

碳纤维是已知的具有最高抗拉强度的材料之一。即使在难以置信的高张力作用下，碳纤维也不会伸长或断裂。

（2）弹性模量：碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维