คุณมีความรู้เรื่องคาร์บอนไฟเบอร์จริงๆ หรือไม่?

ตั้งแต่ช่วงสงครามเวียดนาม ทุ่นระเบิดก็ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ และอีกสิบปีต่อมา F1 ก็เริ่มใช้คาร์บอนไฟเบอร์ และอีกทศวรรษต่อมา คาร์บอนไฟเบอร์ก็ถูกนำมาใช้กับจักรยาน ประวัติศาสตร์ของคาร์บอนไฟเบอร์นั้นมีมาอย่างยาวนาน แต่คุณรู้จักมันจริงๆ หรือไม่?

ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์
ประการแรก เราคุ้นเคยกับผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งคาร์บอนไฟเบอร์มีความละเอียดมาก ก่อนใช้งาน เราต้องทอเส้นใยเหล่านี้ให้เป็นผ้า ซึ่งก็คือผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เช่นกัน


ผ้าทางเดียว (UD, ทิศทางเดียว)
หลายๆ คนคิดว่าผ้าแบบวันเวย์ไม่ดีและราคาถูก แต่จริงๆ แล้วไม่ใช่แบบนั้นเลย คาร์บอนไฟเบอร์เป็นผ้าแบบหนึ่งที่เรียงกันเป็นแถว คาร์บอนไฟเบอร์เป็นผ้าแบบวันเวย์ นี่เป็นเพียงวิธีการจัดเรียงคาร์บอนไฟเบอร์เท่านั้น และไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับคุณภาพของวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์เลย ผ้าแบบวันเวย์เป็นที่นิยมมากกว่าบนเฟรมจักรยาน ความแข็งแรงตามทิศทางการจัดเรียงคาร์บอนไฟเบอร์จะสูงกว่า ชิ้นส่วนต่างๆ มากมายของเฟรมจักรยานอยู่ภายใต้แรงจากทิศทางต่างๆ ดังนั้นตำแหน่งเหล่านั้นจึงแข็งแกร่งกว่าเมื่อทำด้วยผ้าแบบวันเวย์

ผ้าทอ
โดยทั่วไปผ้าทอจะแบ่งออกเป็นหลายประเภท เช่น 1K, 3K, 12K โดย 1K หมายความว่า เส้นใยคาร์บอน 1,000 เส้นที่ประกอบขึ้นจากชิ้นส่วนหนึ่งแล้วนำมาทอเป็นเส้นใยใหม่ ส่วน 3K ก็คือ 3,000 เส้น ส่วน 12K ก็คือ 12,000 เส้น ซึ่งเข้าใจง่ายมาก

โมดูลัส
ในทางหนึ่ง โมดูลัสคือความแข็ง โมดูลัสมักจะทำให้เราคิดถึงความเบาและแข็งแรงยิ่งขึ้น ยิ่งโมดูลัสสูงขึ้น ระดับของการเสียรูปที่เกิดขึ้นเมื่อลดลงก็จะยิ่งลดลงคาร์บอนไฟเบอร์ได้รับผลกระทบจากแรงภายนอก แต่การออกแบบเฟรมจริงยังต้องรวมปัจจัยอื่นๆ เช่น ความสะดวกสบายไว้ด้วย

ความแข็งแรงแรงดึง
เป็นความสามารถของวัสดุหรือโครงสร้างในการรับน้ำหนักที่มีแนวโน้มว่าจะยืดออกมากกว่าแรงอัด และน้ำหนักที่รับได้มีแนวโน้มที่จะทำให้ขนาดลดลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความแข็งแรงในการดึงจะต้านทานแรงดึง (ดึงออกจากกัน) ในขณะที่ความแข็งแรงในการอัดจะต้านทานแรงอัด (ดันเข้าหากัน)

เรซิน
เส้นใยคาร์บอนจะมีความแข็งแรงน้อยจนกว่าจะเคลือบด้วยเรซิน และเส้นใยคาร์บอน 3,000 เส้นสามารถฉีกออกด้วยมือได้อย่างง่ายดาย แต่การเคลือบด้วยการบ่มเรซินจะแข็งกว่าเหล็กและเหล็กกล้า มีสองวิธีในการเคลือบเรซิน วิธีหนึ่งเรียกว่าพรีเพร็ก และอีกวิธีหนึ่งเป็นวิธีทั่วไป การแช่ล่วงหน้าคือการเคลือบด้วยเรซินล่วงหน้าก่อนที่จะติดผ้าคาร์บอนเข้ากับแม่พิมพ์ วิธีทั่วไปคือการเคลือบเรซินเมื่อจะนำผ้าคาร์บอนไปใช้งาน การถนอมผ้าพรีเพร็กต้องใช้ความร้อนต่ำ ในขณะที่การบ่มต้องใช้ความร้อนและแรงดันสูง เพื่อให้ผลิตภัณฑ์เส้นใยคาร์บอนมีความแข็งแรงมากขึ้น