Những điều bạn chưa biết về sợi carbon trong sản xuất xe đạp

Những điều bạn chưa biết về sợi carbon trong sản xuất xe đạp

Nếu đang phân vân vàcó ý định lựa chọn cho mình một chiếc xe đạp thể thao giá rẻ thì nên bỏ qua bài viết này, Nếu muốn mộtchiếc  xe cao cấp có khung bằng vật liệu carbon, thì bạn nên đọc bài viếtnày để trang bị cho mình một số kiến thức về vật liệu carbon, các chọn cho mìnhnhững sản phẩm đúng và chuẩn, tránh những sản phẩm giả, nhái gây ảnh hưởng trựctiếp đến an toàn của chính bạn.

Nhẹ hơn, cứng hơn,nhanh hơn.

Kể từ sợi carbon đượcứng dụng trên thế giới và được sử dụng làm vật liệu sản xuất xe đạp từ hơn haithập kỷ hoặc lâu hơn trước đây, ngành công nghiệp xe đạp đã tiếp tục phát triểnvà nghiên cứu , sản xuất ra các mẫu xe đạp từ vật liệu carbon nhẹ hơn, cứnghơn, và ấn tượng hơn với những đặc tính kỹ thuật mà không thể thực hiện vớinhững vật liệu kim loại . Nhưng sản phẩm sợi carbon cũng có những bí mật vềcông nghệ khác rất nhiều so với vật liệu kim loại truyền thống. Dưới đây lànhững điều mà có thể bạn chưa biết về vật liệu Carbon.

Không phải tất cả cáckhung sườn Carbon đều được thực hiện ở Châu Á …

Nó chỉ có vẻ là nhưvậy, hầu hết các xe đạp khung Carbon đều được sản xuất tại các nhà máy xe đạp ởĐài Loan,và đôi khi là ở Trung Quốc . Nhưng khung sườn xe đạp carbon và nhữnglinh kiện khác như vành bánh, cọc yên, gi đông … cũng được sản xuất tại các nhàmáy xe đạp ở Pháp ( Peugeot cycles, LOOK, TIME … ) tại Mỹ ( Treck,Zipp…) nhàmáy tại Ý ( Bianchi… ). Mặc dù vật liệu carbon luôn được cho là vật liệu củacông nghệ cao nhưng hàng không vũ trụ , nhưng hiện nay công nghệ vật liệu nàycũng có thể được áp dụng sản xuất tại các nhà máy , cơ sở nhỏ , họ sử dụng cácống carbon và sợi carbon từ các nhà cung cấp như Dedacciai Italia hay Rock Westở Utah… Tại đây họ sản xuất các khung sườn carbon hand made tương tự như cácnhà máy sản xuất xe đạp lớn.

… Nhưng carbon nguyênliệu không đến từ châu Á.

Sợi carbon thường đượclàm từ một chất gọi là polyacrylanitrile (PAN). các chất sơ PAN được nấu ởnhiệt độ rất cao, đốt cháy tất các các vật chất phi carbon để lại một loạt cácsợi carbon dài, rất mỏng , Việc xử lý nhiều hơn, độ cứng tăng lên nhiều lần. Đólà một quá trình công nghiệp phức tạp và chỉ có một vài công ty trên toàn thếgiới có khả năng sản xuất sợi carbon nguyên liệu. Một thống kêt từ bộ nănglượng Mỹ báo cáo, hơn 90% ngồn cung cấp sợi carbon trên thế giới đến từ chỉ 6công ty: Toray,Toho Mitsubishi chiếm gần hai phần ba sản lượng sợi carbon toàncầu,Zoltek,Hexcel,và CYTEC đặt trụ sở tại Mỹ.

Có nhiều hơn một loạisợi carbon.

Sợi carbon có nhiềuhình thức khác nhau: sợi thô hoặc sợi tờ full ( carbon UD ) , khối nhỏ, hoặcsợi ngắn , sợi cắt nhỏ được sử dụng trong thân xe đạp… với công nghệ sản xuấtxe đạp từ vật liệu full carbon có rất ít công ty có thể sản xuất được khung xeđạp từ vật liệu Carbon UD. Ngoài ra từ vật liệu carbon thô các hãng xe đạp lớncòn phát triển thêm nhiều công nghệ áp dụng trên các sản phẩm xe đạp carbon nhưBianchi với công nghệ chống rung Countervail® đây là một công nghệ rất mới vớisự hợp tác nghiên cứu giữa Bianchi và NASA , những chiếc xe áp dụng công nghệnày giảm đến 80% sự rung động của khung sườn xe đạp khi đi trên đường.SợiCarbon chỉ là một nửa câu chuyện.

Chúng ta thường nói xeđạp carbon và nghĩ rằng nó được sản xuất 100% từ sợi carbon nhưng thự sự nhữngchiếc xe đạp khung carbon chúng ta có là ( sợi carbon composite ) carbon khôngphải và vật liệu duy nhất ở khung. Carbon với độ cứng đáng kinh ngạc nhưng nórất giòn, dễ bị chia tách và nứt. Để giữ được đặc tính ưu việt của nó , ngườita đặt vật liệu carbon giữa 1 lớp keo, hầu hết các hãng xe đều sử dụng côngnghệ này để sản xuất khung xe đạp, hình thức này gọi là “pre-preg.” Các lớp keonày có hai nhiệm vụ. Đầu tiên nó gắn chặt các lớp sợi carbon lại với nhau. Thứhai chất keo đó thường có đặc tính đàn hồi rất quan trọng, nó làm tăng độ bềncủa vật liệu carbon giúp khung sườn xe không bị biến dạng bởi tác động củangoại lực .

Hầu hết các hãng sảnxuất xe đạp đều không chỉ sử dụng 1 loại vật liệu carbon.

Phần lớn các hãng sảnxuất xe đạp đều có nhiều dòng xe đạp khác nhau cho nhiều phân khúc giá bán. Nênkhông phải tất cả các mẫu xe đạp khung carbon đều được sản xuất từ 1 vật liệucarbon như nhau , mà họ sẽ dùng các vật liệu carbon khác nhau cho từng mẫu xe,xe thấp cấp và trung cấp sẽ được sản xuất từ các loại carbon như carbon 12k,carbon 6k, carbon 3k. Còn những mẫu xe cao cấp sẽ được sản xuất từ carbon UD.Với các loại carbone khác nhau sẽ có những đặc tính về độ bền vật liệu, độ cứngvà giá thành khác nhau. Ngoài ra các mẫu xe ở phân khúc khác nhau sẽ được ápdụng những công nghệ khác nhau để nâng cao chất lượng và sự ưu việt của từngxe. Những mẫu xe cao cấp nhất sẽ luôn được áp dụng những vật liệu và công nghệmới nhất và đương nhiên giá thành sẽ không hề rẻ cho những chiếc xe này.

Carbon chúng là một sựpha trộn.

Một chiếc xe đạp khungcarbon tốt là một sản phẩm được sản xuất từ sự pha trộn của các vật liệu khácnhau, mỗi một vật liệu, sợi carbon khác nhau sẽ được sử dụng ở những nơi khácnhau trên 1 khung xe cho một mục đích cụ thể. Chất sơ cao modulus hay sợi kelvađắt tiền sẽ được thêm vào ở những điểm quan trọng trên chiếc xe như downtube(phần dưới khung ), phần nối giữa hai càng sau, Toptube ( phần gióng ngang) chỗnối cổ phuộc và gióng đứng seattube để gia cố cho khung xe cứng hơn với lực đạpvà tăng thêm độ bền, độ chịu lực của chiếc xe. Giúp chiếc xe đạt hiệu xuất vàđộ bền cao hơn.

Carbon là một vật liệutuyệt vời cho xe đạp .

Sợi carbon là một chấtliệu tuyệt vời cho xe đạp với hai lý do. Đầu tiên nó rất cứng và rất nhẹ hơnhầu hết các vật liệu khác chúng ta biết. Thứ hai , không giống như kim loại ,độ cứng của carbon có thể tùy chỉnh được , và độ cứng của nó khi chịu theo lựctác động dọc , nó cứng hơn nhiều lần thép hay hợp kim nhôm tốt nhất.Các kỹ sưthiết kế khung xe đạp trên phần mềm máy tính và đưa các lớp carbon , keo , hìnhdạng, kích thước và định hướng của các lớp sợi carbon thậm chí khi nằm trongkhuôn. Đó là cách để tối ưu hóa sức mạnh, trọng lượng nhẹ và độ cứng , độ ổnđịnh và khí động học , Điều đó làm cho chiếc xe càng ưu việt và đắt tiền hơn .Một chiếc xe được thết kế càng hoàn hảo và chất lượng tốt sẽ đắt tiền hơn nhữngchiếc xe khác cùng sản xuất từ một vật liệu như nhau.

Thẩm mỹ đẹp và có thểthiết kế nhiều cấu trúc hình dạng khác nhau. Sợi carbon thông dụng nhất để sảnxuất xe đạp là sợi cắt nhỏ và dệt lại thành tấm giống như dệt vải, vì nó dễ giacông , và khi hoàn thiện sản phẩm nó sẽ hiện những vân rõ ràng của sợ carbontrông rất đẹp và đặc biệt. Có rất nhiều chi tiết hoặc cả những khung xe đạp khihoàn thiện, nhà sản xuất vẫn giữ nguyên màu sắc nguyên bản của carbon mà khôngcần sơn lên sản phẩm.

Tất cả các khungcarbon đều được làm bằng tay .

Các khung sườn xe đạpcó mối hàn hoặc ống nối thường gắn liền với khung thép hoặc titan , nhưng mỗikhung những chiếc khung carbon , bánh xe carbon hay các chi tiết khách như giđông , yên, phanh hay những phần khác được thực hiện với tấm sợi carbon đòi hỏiphải làm bằng tay vào công việc chuyên sâu hơn cho những chiếc khung phức tạphay các chi tiết nhỏ đều phải làm bằng tay kể các các nhà sản xuất xe đạp lớnnhư Bianchi, LOOK, Time, Trek…

Các chi tiết lớpcarbon thường được cắt từ một tấm carbon lớn bằng máy cắt tự động và đưa vàonhững khuôn nhỏ nhưng quá trình này vẫn chưa làm được tự động bằng máy móctrong công đoạn sắp xếp các lớp carbon, phủ keo và đưa vào khuôn.Ngay cả quátrình hoàn thiện sản phẩm và đưa ra khỏi khuôn , vẫn được các kỹ thuật thực hiệnbằng tay, cắt bỏ phần thùa và kiểm tra các nếp nhăn của lớp carbon. Nếu các chitiết carbon có lớp nhăn hoặc một lỗi nhỏ , nó có thể làm hỏng cả chiếc xe.

Khung sườn, chi tiếtcarbon hỏng có thể sửa chữa.

Khung carbon bị nứt vỡlà phải bỏ đi,đó là một quan niệm sai lầm. Giống như khung thép, nhôm hay titan, khung carbon cũng có thể sửa khi bị nứt gãy. Nhưng khác với các vật liệu kimloại , khung carbon sẽ có những kỹ thuật sửa chữa hoàn toàn khác. Đầu tiên phầnbị nứt vỡ sẽ được cắt bỏ, sau đó lấy giấy nhám đánh sạch lại , bôi keo lên vàgia cố thêm một ống carbon cứng vào trong , sau đó dán đều keo và các lớpcarbon lên . khi đã lấp đầy và tạo hình dạng cũ , chi tiết sửa lại sẽ được bọckín và giữ đến khi khô và cứng lại. Sau đó phủ lên một lớp sơn phù hợp. Nếu mộtngười có tay nghề và kỹ thuật tốt , bạn có thể không còn nhận thấy chiếc xecarbon đã được sửa chữa lại. Nhưng nếu bạn không có đủ dụng cụ và kỹ thuật ,bạn nên đến những nơi uy tín với những chuyên gia giỏi để đảm bảo độ an toànkhi sử dụng.

Cẩn thận với xe đạpcarbon nhái.

Sự nổi nên của vậtliệu carbon với các vật liệu kim loại đã tạo nên một xu hướng sử dụng và chơixe đạp mới trên toàn thế giới trong những năm gần đây. Tất cả các giải đua xeđạp lớn trên thế giới như giải vô địc vòng quanh nước Pháp ( Tour de France)giải vòng quanh nước Ý ( Giro d Italia )… với sự góp mặt của hàng trăm hãng xelớn trên thế giới. Ở đây họ đều mang đến những chiếc xe đạp mới nhất và mạnhnhất được làm từ sợi carbon . Và trong những người chơi xe đạp amater hay nhữngngười chỉ sử dụng xe đạp như một môn thể thao rèn luyện sức khỏe. Có rất nhiềungười sử dụng xe đạp carbon . Cùng với sự phát triển của thế giới xe đạp , cókhông ít các mẫu xe đạp của các thương hiệu lớn như Colnago, Pinarello, Trek,Bianchi… những mẫu xe mới nhất , Pro nhất bị làm nhái xuất xứ từ Trung Quốc vớigiá thành rất rẻ . Tại thị trường Việt Nam năm gần đây xuất hiện rất nhiều cácxe đau, xe địa hình carbon giả, nhái kém chất lượng mang thương hiệu lớn nhưLOOK, Bianchi, Pinarello, Colnago…

Trao đổi với các kỹthuật viên của Công ty Vélo Chic, nhà nhập khẩu và phân phối một số loại xe đạpchính hãng như Peugeot, Bianchi, Look, Dahon, Gitane… các kỹ thuật viên chỉ rarằng, với các vật liêụ giả carbon, giá thành rất rẻ, chỉ khoảng vài triệu đếnhơn 10 triệu đồng. Nhìn vẻ ngoài trông nó rất giống với những sản phẩm chínhhãng, nhưng xuất xứ và phương pháp sản xuất cũng như chất lượng khác nhau hoàntoàn. Những chiếc khung xe giả đó chỉ bắt chước được vẻ bề ngoài được làm từnhững vật liệu rẻ tiền, không đảm bảo chất lượng. Và sẽ không thể biết đượcđiều gì sẽ xảy ra nếu người sử dụng đang đạp xe với tốc độ trên 30km/giờ mà nógặp vấn đề như bị nứt gãy hoặc những lỗi khác. Sẽ không ai đảm bảo được rằngvật liệu đó sẽ nứt, gẫy ở bất cứ thời điểm nào , và điều này thực sự gây mất antoàn cho người sử dụng . Do đó, người chơi xe, nếu chưa thực sự hiểu và có thểlựa chọn kỹ được chiếc xe có khung carbon chuẩn, thì hãy tới các cửa hàng chínhhãng để có thể có được những chiếc xe đúng chuẩn, an toàn và chất lượng.

Nếu ngân sách hạn chếbạn nên chọn cho mình những sản phẩm phù hợp được bán bởi các nhà phân phối cóuy tín và hàng chính hãng. Chúc bạn có những lựa chọ sáng suốt và những chuyếnđạp xe vui vẻ.