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燒框

在公路自行車上經常被討論與重視

而碳纖複材技術則具有相當廣與深的領域,多半只有少數相關從業人員才具有其專業知識與技能

大多數消費者則多為網路上隻字片語一知半解

 

 

我用想到甚麼就說甚麼的方式來寫這篇文章,不然碳纖這麼專業的領域,要能面面俱到,一來我沒把握能有效撰寫,二來沒時間

複習一下我對複材的經驗與見解

舉幾款一體式碳纖輪組為例

CCU/LW/MCC

都是車圈內包埋發泡材的結構設計

用意是增加剛性與約束樹脂流動區域,還有增加幅條與車圈結構的膠合面積

缺點是煞車溫度容易蓄積,上述三款我都用熱像儀觀察過煞車溫度的發展與流動行為

LW的煞車溫膜擦造成的溫度還算比較會流動

其它兩款的溫度較不易被傳導與發散

 

從熱像儀圖片當中可以看出溫點的發展

越白代表溫度越高

兩個白色溫點中間有一塊區域是黃略帶橘色,待表溫度較低

代表這個點比較沒有被煞車皮磨擦到,所以形成兩邊高溫中間低溫的狀態

FLIR0069.jpg

煞車邊不是應該都是平整的嗎?

怎會有受力受熱不均的情況出現

1.碳纖複材成型的工件,尤其是車圈與車架,多少都會有研磨機打磨的工序過程

因為加壓加熱過程造成的樹脂流失所產生的毛邊,或是編織布的交疊孔隙,需要被填補或打磨增加賣相所須的光滑平整度

2.應力,LW(舊款)/CCU 的輪組設計,碳纖輻條貼和位置涵蓋到煞車邊,施加張力後的拉扯行為造成這個位置有肉眼看不出來的微量變形,甚至是超量研磨(簡稱超磨)

3.框體內部的發泡材密度與樹脂也會影響到溫度傳遞行為

所以才會出現煞車時溫度分布不均的現象

 

12.jpg

因為車圈平整度,造成磨擦力的不同

導致煞車皮殘膠堆積的表徵

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燒框又是如何發展呢?

其實,熱傷害才是正確名稱,適用範圍也較廣

如加工過程的刀具切削,也會產生熱傷害,所以洞不是有鑽就好,邊不是有切就好

熱傷害的風險管理是很容易被忽視的一個環節

因為肉眼不易察覺

至於怎麼管理加工過程的熱傷害現象我就懶得講了,那是工廠才有興趣的事

 

我們都希望碳纖結構在舖疊的過程當中,每一張碳布都是整整齊齊+服服貼貼

角度的偏差都在5度以內

然而,這是理想狀態,非實際...((醒醒吧))

下圖我用來解釋煞車為何會燒框

圖左為平整的纖維,圖右上為煞車皮磨擦高溫加上車圈滾動產生的推擠現象所造成的變形

圖右下為衝擊造成的破損

脫層加應力拉扯擠壓與煞車皮磨擦咬破也會造成破損,加乘纖維斷裂與脫層的問題

是一個略複雜的行為模式

煞車邊熱傷害.jpg

下圖用來解釋各位常聽到的Tg點

樹脂的Tg點是用DSC機台測試(Differential Scanning Calorimeter)

大多判定Tg點的位置是用x/y軸交會點做為Tg點的定義(下圖圓圈位置)

1.Tg點前20度左右的溫度,樹脂的剛性就已經開始弱化(兩條綠色線中尖的斜率下降表示剛性弱化)

2.優異的樹脂,弱化斜率會較平緩(撐比較久),反之則跳樓般的潰敗(如圖片黃色斜線所示)

3.纖維結構會影響到剛性的表現,這又更複雜了

如編織布的剛性明顯差於UD布(30%不到),編織越密越慘

CLINCHER結構與連續壁的剛性落差,碳纖種類的剛性落差(如T700搭配M50)

講下去天要黑三次都講不完,留給工廠去思考

 

 

Tg點斜率1.jpg

燒框定義,框體結構有破損或明顯變形

如CLINCHER開掉或是煞車邊有破片出現(成因上頭有說)

那麼,燒框之前的行為表現呢?

煞車邊因推擠與高溫冷卻後的變形呢?

樹脂有弱化但還沒瓦解,脫層尚未出現或不明顯,有顆粒,且剛性仍在....但熱傷害明確

你要說它壞了,不能使用了嗎?

((上圖也能用來解釋熱傷害發展,碳纖結構從健康慢慢弱化到損壞的發展過程,簡單的說,從生病到死亡還有一段距離,只是生病就叫它去死你應該不會這樣做才是))

 

幾年前,我想不出一個明確的名字給這樣的現象

現在,學藝不精,還是不知道要用甚麼名字形容才正確

結晶,比較讓案主容易懂我在說什麼

也許,有機會我在請教老師看看有無正確或業界慣用名稱

 

By 山姆

 

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