意大利人Alewwqndro Belli设计出了一款整车重量只有4kg的塑料框架自行车, 即可满方便携带的要求,据称,在这款自行车上只承受着2种作用力-张力和压缩力, 其中的张力沿拉索方向, 而压缩力则主要附加在行车的车体上。并没有承受弯曲力扭力。开槽式框架将全部的外应力换成纯粹的压缩力或张力。所有的零部件经过巧妙设计, 这些应力问题都得到很好地解决。利用含40%玻璃纤维增强PP 材料作为自行车框架的加工用材,选择德国田柯纳公司( Ticona) 出品的Celstran 牌号, 这是一种坚韧的热塑性玻纤增强塑料。可赋予框架足够的强度, 抗冲击强度, 同时还对车体结构进行了特殊设计, 在保证构件强度的前提下, 尽量降低车身的自重。自行车的车身主要结构由8大构件组成, 都是采用 Celstran 牌号增强材料注塑加工后, 再进行相互铆接组装而成。这种类型的结构可吸收更多的能量, 不易发生断裂现象。注射加工所使用的模具是由位于意大利北部的 Facost 公司制造。这款自行车上不仅只采用了 Cel-stran 一种聚合物材料, 全部的拉索材料都是采用液晶聚合物( LCP) 来制造,同样产自于田柯纳公司。LCP 材料比芳基酰胺纤维等材料具有更低的蠕变特性, 比钢质拉索更容易加工和制造, 所以选择采用这种塑料制拉索。一般而言, 多种塑料种类在承受大约 20%的断裂载荷时, 可发生蠕变现象, 而LCP 材 料需在高达50%的断裂载荷情况下, 才可能出现这种情况。Belli 计划通过设计减小部件的数量, 采用更高绷紧度的拉索, 改进开槽式车体框架结构, 进一步降低自行车的车身重量。美国 Topolino 技术公司制造的复合材料自行车轮, 赢得了美国塑料工程师协会( SPE) 颁发的产品创新设计大奖。
自行车轮辐条采用掺入有碳纤维和 Kevlar 纤维的热塑性树脂制造而成。普通钢丝轮辐条的重量有15g,而仅有其重量 40%的塑料轮辐条, 拉伸强度高出2倍, 还兼具赋予车轮更佳的减震特性。
另外, 该公司还设计采用了特种热塑性碳纤维复合材料制造车轮圈外层, 可达到航天用铝材的机械强度,而重量可减轻 45%。这种设计模式使得一整套箝入式轮胎的重量只有1390 克。 Topolino 公司介绍称, 将辐条和轮圈框作为组件进行“对接”, 可使得辐条紧固在车轮圈之上, 也意味着当车轮被损坏时, 可使用传统的工具更换任何一个部件, 并且车轮也可更方便地进行修复。
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