Ложь о карбоне и ее опровержение

[Spyke]

1. Карбон боится точечных ударов. Небольшой камушек, вылетевший из-под колеса и карбоновая рама велосипеда выбрасывается.

Самый первый, самый распространенный и самый любимый аргумент против карбоновой рамы велосипеда. На самом деле ни камушком, ни простым падением, ни ударом карбоновую раму велосипеда не поломать. Те же карбоновые лопасти вертолетов не разрушаются от одиночный пулевых отверстий (или множественный, если конечно они не кладутся рядом). Конечно, рама велосипеда не имеет абсолютной прочности и может поломаться. Но, в том случае когда сломается карбоновая рама, алюминиевая рама велосипеда согнется так, что ее отремонтировать будет нереально.

Если же на раме Вашего велосипеда нет вмятин и погнутостей, то это значит, что Вы катаете так, что и с карбоновой рамой ничего не произойдет.

2. В подседельной и рулевой трубах видно металлическую поверхность. Может это алюминиевая рама, декоративно обклеена карбоном?

Карбон стирается. Обычной наждачкой, с помощью плагина «прямые руки» за пару минут можно протереть насквозь трубу карбоновой рамы. А в случае дюральки придется потеть часами. Дюраль вязкий. Из-за этого в карбоне никогда не делают резьбы. Для резьбы вклеивают дюралевые или титановые боночки, а уже в них нарезана резьба. Так же и в подседельном узле. Там есть дюралевые вставки для хорошего зажима при меньшем усилии на эксцентрике.

3. Карбон неремонтопригоден. Если процарапан защитно-декоративный лак до карбона, его необходимо подновить с помощью маникюрного акрилового лака. Если повреждена структура волокон — эту раму лучше выбросить от греха подальше.

Про обновлении поверхности карбона ничего «против» и ничего «за» не скажу.

Это дело вкуса и красоты. На предмет поврежденных волокон – если волокно разорвано — то это место рамы велосипеда ослаблено. Но что бы сразу выбрасывать – это крайность! Возможны случаи повреждения от размягчения карбона в зоне удара (разрушение матрицы) до болтания «на соплях» (обширная сквозная деструкция волокон). Во всех случаях рама ремонтируется накладыванием карбонового бандажа сверху. Ширина и толщина бандажа выбирается исходя из того какое место рамы велосипеда повреждено. Но, как правило, накладка делается со значительным запасом. Дизайн, конечно, страдает, но функциональность-то остается. Есть случаи повреждения карбоновой рамы велосипеда когда отремонтировать ее уже не получится. Это касается тех мест мест, где нет возможности нарастить бандаж – например в карбоновых рамах шоссейных велосипедов маленькие зазоры между колесом и перьями вилки.

4. Карбоновая рама велосипеда Colnago из Италии (или рама Pinarello Dogma) на порядок лучше, чем нонеймовская рама из Rетая купленная на Е-бее за полтыщи.

Неправда. Все карбоновые рамы для велосипедов делают в Кетае! Почему?

цена

производство карбоновых рам велосипеда это очень вредное производство. Пары смол и отвердителей, карбоновая пыль (при шлифовке) убивают здоровье рабочих в считанные годы.

5. Карбоновые рамы очень жесткие. Карбон гасит вибрации.

Самые жесткие рамы – алюминиевые. Жесткие, по той причине что сплавы алюминия 7005, 6061 и 6013 не любят деформации. А при наличии циклической, пусть и очень небольшой по величине деформации, они быстро разрушаются. Поэтому из алюминия не делают пружин. Однако, алюминиевая рама велосипеда жесткая как раз в негативном смысле. Такая рама сильно бьет жопу, заставляя снижать скорость, например на стиральной доске на перекачанных колесах. А вот карбоновая рама велосипеда (как и стальная, титановая и другие) допускают некоторую деформацию. Грамотно спроектированная карбоновая рама будет глотать мелкие вибрации, и в этом плане она не жесткая, а ехать на карбоновой раме мягче.

Есть еще интересное свойство карбона. Оно было замечено на самодельной карбоновой раме, но не исключено что оно есть и на серийных образцах. Заключается это свойство в том, что карбон упруго деформируется не линейно. Сначала он довольно податлив, однако, после некоторого порога очень сильно и жестко сопротивляется деформации и будет сопротивляться пока не сломается. Другими словами, если сделать такую раму велосипеда из стали , чтобы она также глотала мелкие неровности как и карбоновая, то при попытке педалировать стоя она скрутится в букву Zu.

А вот карбоновая рама велосипеда двухподвеса – это масляное масло. Но зато более легкое.

6. Если есть много денег, то правильно купить велосипед с алюминиевой рамой. При этом он будет иметь оборудование выше по классу, чем на карбоновой раме при той же цене.

На вкус и цвет, как пишут в тырнетах, фломастеры разные. Разница в четкости работы между Deore и Tourney будет несравнимо больше, чем между XTR и Deore.

Зато, карбоновая рама байка «теплая» – ее можно облизывать при –10°С и ниже

7. От прямых солнечных лучей и от высокой температуры, производимой ими, карбон теряет свои полезные свойства.

Карбон это композитный материал — это углеволокна в матрице. Прямые солнечные лучи это – тепловое и ультрафиолетовое воздействие. На углеволокна в принципе УФ и тепло не повлияют. Само волокно выдерживает температуру свыше +1000°С.

Ультрафиолетовое излучение: Матрица карбоновой рамы велосипеда – она же смола, не такая стойкая. От ультрафиолетового излучения она становится хрупкой. Но поскольку ультрафиолетовое излучение не пройдет дальше 10 мкм непрозрачного слоя угля в карбоне, то воздействием ультрафиолета можно пренебречь.

Тепловое воздействие. Безусловно, ни о каких 1000°С теплостойкости смолы речи быть не может. Например смолы ЭД-20, ЭД-22 размягчаются от температуры свыше 60-70°С. А при 100°С (это если окунуть в кипяток) карбоновую трубу, изготовленную с помощью таких смол, уже можно немножко деформировать.

На практике. Если бы черная (кетай нонейм) карбоновая рама велосипеда постояла бы некоторое время под прямыми солнечными лучами южно африканского солнца… а потом на нее резко запрыгнуть и быстро-быстро поехать… может что-то там с ней и случится. Но в суровых условиях нашей необъятной, за 2 года ничего подобного не произошло.

В реальности, импортные смолы, применяемые при изготовлении карбоновой рамы велосипеда, имеют гораздо большую температурную стабильность. Как минимум, на 100°С. Рамы в кипятке не размягчались (это я определял по тону звука, ударяя массивной железкой по раме). Однако, в шоссейной раме Ла-Пиерра, смола (клей) которым были присоединены задние перья к переднему треугольнику, в кипятке размягчался.

8. При низких температурах карбон становится хрупким. На карбоновой раме нельзя кататься зимой.

А лыжные карбоновые палки? До –20°С карбон заметно свойств не меняет, а при ниже –20°С, имхо, это уже экстрим, а не покатушки.

9. Не хочу покупать карбоновую раму на свой велосипед, так как боюсь нарваться на китайскую подделку.

Вопрос, конечно, интересный. С одной стороны 99% всех рам делается в Китае. Кетайцы никогда не занимаются самодеятельностью – как им однажды показали, так они и будут делать раз за разом. И это, на мой взгляд, их замечательная черта.

С другой стороны: а если какой-то маленькой, новенькой фирмочке не показали как надо делать? Конкуренты ведь надежно хранят свои тайны! И делают, на этой фирмочке карбоновые рамы по своему разумению, можно ли сделать раме плохо? Можно! Можно, если они на всю голову кетайцы и не проводят никаких проверок и испытаний готовой продукции.

Можно ли делать карбоновую раму велосипеда правильно, но, как-то упростив технологию и удешевив продукцию? Думаю что можно! Например:

Карбоновая рама велосипеда, как известно, делается из UniDirection ткани. Что они из себя представляют? Это стая однонаправленных углеволокон, прошитых между собой технологической нитью. По сравнению с углетканью классического плетения «в шашечку», в UniDirection нет постоянных перехлестов и изгибов углеволокон. Что придает ей большую жесткость и чуть-чуть большую прочность. Каждый слой UniDirection-ткани накладывается под определенным углом к предыдущему. Таким образом происходит равномерное распределение возникающих в процессе эксплуатации нагрузок по всему сечению трубы, и по всей площади.

Итак, вернемся к неправильности. Если мы будем использовать более толстые куски UniDirection ткани, то нам понадобится их меньшее количество слоев. Меньше слоев – работник быстрее их уложит на болванку и быстрее отправит форму на «запекание»*. Но! Если будет меньше количество слоев, то нагрузка будет распределяться менее эффективно, могут возникнуть локальные перегрузки в матрице (в смоле) и привести к ее разрушению, что может привести к поломке всей трубы. Страшно? А вот мне – нет. Трубы своей рамы я мотал из ровинга (веревки). Такой способ хоть и самый трудоемкий, но дает наилучшие прочностные характеристики.

*запекание это процесс полимеризации смолы, а не темных превращений отдельных углеволокон в единый монокок. Процесс полимеризации проходит, в зависимости от применяемых смол, от 80°С до 150°С в течении 30-60 минут.

Подытожим: Гадать по картинке или ссылке на е-бай о свойствах рамы, дело бесполезное. Нужны испытания. Покупая брендовую карбоновую раму велосипеда от фирм типа Giant, Scott, Trek, Canondale, Specialized и мну дру, вы, хоть и переплачиваете за наклейку на раме, сделанную в Китае, но получаете уверенность в том, что представители бренда уже озаботились о том, что бы выбрать из достаточно большого количества кетайских фирм-изготовителей рамы самую подходящую. Также вы можете быть уверенны что карбоновая рама брэндового велосипеда (не эта что вы купили, а вообще) проходила стендовые краш-тесты. Ибо топовые велосипеды любой именитой компании – это их литсо, и портить его никто не заинтересован.

10. Какая карбоновая рама лучше: из волокон 12К или 3К?

Выбирайте ту, что больше нравится вам. Рабочие характеристики у них одинаковы. Цифры 12К или 3К – по большому счету определяют только размер «шашечек» в декоративном слое. Внутри карбоновая рама велосипеда состоит из UniDirection слоев. Читайте выше пункт 10.

11. Свойства карбоновой рамы велосипеда ухудшаются в процессе длительной и безжалостной эксплуатации (накопленная усталость, разрыв волокон, микротрещины, деполимеризация, расслонения…)

В правильно поставленном вопросе есть половина ответа. В данном случае – весь ответ. Ну конечно же не ухудшаются, наоборот: карбон становится более легким и прочным. Шутка юмора. Кстати, а что такое наколенная усталость и чем она отличается от микротрещин и деполимеризации?

12. Не существует никакой международной маркировки карбона. По типу из каких волокон и тканей склеен карбон и какой смолой.

Это правда. Информация о том, из каких волокон, какой смолой, а равно как и в каких направлениях волокна уложены в готовой продукции (раме\вилке\подсиделке\руле) является промышленной тайной.

Есть в доступе информация от производителей конкретного углеволокона. Насколько я помню, существует 2 типа углеволокон (если не появилось еще) – высокой степени карбонизации (высокотемпературная обработка) и низкой степени. А так как высококарбонизированные волокна дороже, то производитель карбоновой рамы велосипеда в рекламной информации обязательно укажет об использовании таких волокон. Это вам не что-то там! Они отличаются по модулю упругости. У высококарбонизированных волокон модуль Юнги порядка 400-450ГПа, а у низкокарбонизированных – 220-250ГПа. Для сравнения у сталей 200ГПА, у любимых велопроизводителями алюминиевых сплавов 7005 и 6013 65-70ГПА (у 6061 раза в 1.5 меньше).

14. Правильные карбоновые рамы для велосипеда делаются очень аккуратно, вручную, и тем не менее, чуть ли не с космической точностью.

Все что ты знаеш – лож! В интернете полно картинок, с распиленными карбоновыми рамами велосипеда. И, если алюминиевая рама – примерно видно как сварена и известно, что внутри болтается клубок стружки, то карбоновую раму покрывает верхний декоративный слой. Под ним ничего не видно. Внутри рамы могут быть полости, наплывы смол, плохо проклеенные швы. В 2009-м я держал в руках карбоновую раму Marin, у которой «плавал» рулевой стакан. Оказалось, что он был почти не приклеен сверху к раме! Хотя, снаружи все выглядело хорошо! Владельцу раму поменяли по гарантии. Так что карбоновые рамы велосипеда такие же кривые как и алюминиевые, как и железные!

Поправки от Black_Thrush:

12. Международная маркировка

Классификация все же существует. Она для двух типов карбона: листового (зависит от пропитки, плотности плетения, длины углеволокна, типа углеволокна, толщины листа…) и аморфного, более привычными словами: для «карбоновой нити» (хотя на самом деле это просто куча волокон, сплетенных РАЗНЫМИ способами) (зависит от пропитки или ее отсутствия, типа углеволокна и чистоты углеволокна, длины, пористости). Причем первый, в велосипедной индустрии уже не пользуется. Ну и как бы, имхо, простым смертным все эти маркировки недоступны, по понятным причинам. Я читал про GT-шные карбоны – они используют какие-то хитрые смеси. Видел цифры: 41, 43, 32 и буквы E, K, T, F, L — чего это все означает — понятия не имею.

1. Точечные удары

Карбоновая рама велосипеда боится точечных ударов… но только старые, очень старые. Карбон последних лет почти не боятся точечных ударов благодаря большой пористости, однако такие трещины все же стоит заклеивать (чем – не важно, лишь бы во внутренние структуры не попадала грязь и вода) (Мамонт, могу показать ручку своего бильярдного кия, на которой за 4 года почти сгнила карбоновая оплетка). Ультрасовременным карбонам пофиг на точечные удары, но исключительно благодаря специальным покрытиям уже готовых изделий (лаку) и технологиям их изготовления.

7. Солнечные лучи и высокие температуры

Выжигание сажи и мононитей из углерода при производстве фуллеренов, нанотрубок и прочего счастья карбоно-нано-технолога, кем я когда-то работал будучи в ИТМО, происходит при температуре 720-760 °С, а дальше горят уже и всякие нанотрубки, и последними при 1600 °С сдаются фуллерены С60-С30, которые, пока что, считаются самыми термостойкими из углей. Реально же, углеродные моноволокна без специальных термопримесей начинают гореть при температуре 200 °С. Впрочем, даже до этой температуры вы не сможете нагреть карбоновую раму своего велосипеда без специального инструмента. Хотя, конечно, какой-нибудь ублюдок, может подпортить вашу раму, ну и жизнь, с помощью обычной лупы в солнечный день. Про минусовые температуры могу только сказать, что все сильно зависит от структуры и наполнитлей. Тем не менее, обычная ткань для автомобильного тюнинга сохраняет свои свойства до –70°С. Ну а она (карбоновая ткань для автомобильного тюнинга) — один из самых дешевых видов карбона при стоимости от $23 за квадратный метр.

[AndreyUK]

интересная статья по китайские карбоновые рамы http://velohack.com/...it-li-riskovat/