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May 22, 2023

탄소 섬유

사이클링의 가장 보편적인 소재인 탄소 섬유의 비밀스런 삶. 탄소부터

사이클링의 가장 보편적인 소재인 탄소 섬유의 비밀스런 삶.

거의 20년 전 탄소 섬유가 퍼포먼스 사이클링 세계를 장악한 이후로 자전거 산업은 금속으로는 만들 수 없었던 더 가볍고, 더 강하고, 더 인상적인 디자인을 계속해서 만들어 왔습니다.

그러나 탄소 섬유 제품은 금속 제품보다 더 모호하고 신비스러울 수도 있습니다. 다음은 이 자료에 대해 당신이 모를 수도 있는 11가지 사실입니다.

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그냥 그런 것 같습니다. 사실, 사이클링 산업의 탄소섬유 제품 대부분은 중국, 대만, 그리고 점점 더 베트남과 인도네시아에서 생산됩니다. 그러나 일부 탄소 섬유 프레임과 부품은 미국 자전거 공장(예: Allied, Guerrilla Gravity, Zipp, Enve 및 Argonaut), 포르투갈, 튀니지(Look) 및 이탈리아(Sarto, Basso, Colnago's C68)에서도 제조됩니다.

항공우주 소재라는 명성에도 불구하고 탄소 섬유는 실제로 금속 튜브만큼 소규모로 작업하기 쉽습니다. 이탈리아의 Dedacciai나 유타의 Rock West와 같은 회사에서 제공하는 완성된 튜브뿐만 아니라 미국의 소규모 상점과 개인 건축업자도 탄소로 작업할 수 있습니다. 북미 수제 자전거 쇼에 참가한 Craig Calfee, Nick Crumpton, Matt Appleman과 같은 빌더는 Giant와 같은 대형 빌더가 하는 것과 거의 같은 방식으로 카본 시트로 자신만의 프레임을 만듭니다.

[자전거 프레임 소재의 차이점 - 설명]

탄소섬유 자체는 일반적으로 폴리아크릴로니트릴(PAN) 섬유라는 소재로 만들어집니다. 덜 일반적인 전구체를 피치라고 합니다. PAN 섬유는 극도로 높은 온도로 조리되어 탄소가 아닌 물질을 모두 태워버리고 일련의 매우 얇고 긴 섬유를 남깁니다. 가공이 많을수록 강성이 증가합니다.

이는 정교한 산업 공정이며 전 세계적으로 소수의 회사만이 원시 탄소 섬유를 만들 수 있는 능력을 보유하고 있습니다. 미국 에너지부 보고서에 따르면 2010년 현재 전 세계 탄소섬유 공급의 90% 이상이 Toray, Teijin(Toho Tenax), Mitsubishi Chemical Corporation, Zoltek, Hexcel 및 Cytec 등 6개 회사에서 나옵니다. Toray, Teijin 및 Mitsubishi는 전 세계 탄소섬유 생산량의 거의 2/3를 차지합니다. Zoltek, Hexcel 및 Cytec은 미국에 본사를 두고 있으며 전 세계 탄소 섬유의 3분의 1 미만을 생산합니다.

탄소 섬유는 원사 또는 시트 섬유(둘 다 연속 섬유), 시트 또는 잘게 잘린 매우 짧은 길이의 섬유 덩어리로 제공될 수 있는 단견인 섬유 등 다양한 형태로 제공됩니다. 잘게 잘린 섬유는 페달 바디와 같은 제품에 사용됩니다. 시트 스타일은 자전거 프레임에서 가장 일반적이며, 소리는 다음과 같습니다. 연속된 탄소 섬유 시트(플라이라고 함)는 직물 볼트처럼 보이고 일반적으로 너비가 거대한 스풀에 싸여 있습니다. 원사는 자전거 산업에서 훨씬 덜 일반적입니다. Giant 및 Time과 같은 소수의 자전거 제조업체만이 원시 스레드로 작업할 수 있는 기술적 능력을 갖추고 있습니다.

우리는 "탄소 섬유"라고 말하지만 실제로 의미하는 것은 "탄소 섬유 복합재"입니다. 프레임의 유일한 재료는 아닙니다. 그 이유는 탄소 섬유의 놀라운 강성 특성에는 대가가 따르기 때문입니다. 그 자체로는 부서지기 쉽고 갈라지거나 깨지기 쉽습니다. 그 능력을 보존하기 위해 성형되기 전에 에폭시 수지라는 접착제 같은 재료에 매달아 복합 재료를 형성합니다. 자전거 산업에 사용되는 대부분의 탄소 섬유는 "프리프레그(pre-preg)"라고 불리는 이러한 형태로 제공됩니다.

수지는 두 가지 작업을 수행합니다. 첫째, 탄소를 함께 고정합니다. 즉, 한 겹 내의 개별 섬유와 경화되면 두 겹의 방향이 서로 결합됩니다. 둘째, 수지는 중요한 인성과 내구성을 추가합니다. 약간의 플라스틱 재질로 되어 있어 충격을 받으면 변형되어 충돌이나 암석 충돌과 같은 날카로운 충격을 흡수할 수 있으며 섬유 사이에 결정적인 균열이 생기지 않습니다.

모든 자전거 회사는 프레임 디자인에 대한 문헌을 고탄성 또는 심지어 "초고탄성"과 같은 전문 용어로 자유롭게 표현합니다. 그러나 이러한 용어는 자전거 업계에서 던지는 용어가 아닙니다. 탄소 섬유는 인장 계수 또는 하중에 따라 재료가 얼마나 변형되는지에 따라 평가되는 강성에 따라 등급이 지정됩니다. 탄소섬유의 경우, 각 등급과 강성 범위는 일본탄소섬유제조협회(JCMA)에서 설정합니다.