La vida secreta de los ciclistas material más omnipresente
Robert Freiberger a través de Flickr
Desde que la fibra de carbono básicamente se hizo cargo del mundo del ciclismo de alto rendimiento hace una década, la industria de las bicicletas ha seguido generando diseños cada vez más livianos, rígidos e impresionantes que eran imposibles de crear en metal. Pero los productos de fibra de carbono también pueden ser oscuros y misteriosos que sus contrapartes de metal. Aquí hay 10 datos que quizás no conozcas sobre el material.
No todos los cuadros de fibra de carbono se fabrican en Asia… Eso
parece. Es cierto, la mayoría de los productos de fibra de carbono de la industria del ciclismo vienen de Taiwán y, ocasionalmente, de China. Pero los cuadros y piezas de fibra de carbono también se fabrican en las fábricas de bicicletas de EE. UU. (Zipp y ocasionalmente Trek, para dos) y Francia (Time and Look).
A pesar de su reputación como material aeroespacial, la fibra de carbono es realmente tan fácil de usar a pequeña escala como los tubos de aleación. Las tiendas estadounidenses más pequeñas y quizás incluso los constructores individuales pueden trabajar con carbono, y no simplemente con los tubos terminados disponibles en compañías como Dedacciai de Italia o Rock West en Utah. Constructores como Craig Calfee, Nick Crumpton y Matt Appleman, los que se exhibieron en el North American Handmade Bike Show, crean sus propios cuadros a partir de láminas de carbono de la misma manera que lo hacen los grandes constructores como Giant.
… Pero el carbono crudo en sí mismo proviene principalmente de Asia.
La fibra de carbono en sí misma generalmente está hecha de una sustancia llamada fibra de poliacrilanitrilo (PAN). Una métrica menos frecuente se llama tono. La fibra PAN se cocina a temperaturas extremadamente altas, lo que quema todo el material que no es de carbono y deja una colección de fibras largas y bastante delgadas. Cuanto más procesamiento, más aumenta la rigidez.
Es un proceso industrial sofisticado, y solo unas pocas empresas en todo el mundo tienen la capacidad de crear fibra de carbono en bruto. Según un informe del Departamento de Energía de EE. UU. de 2010, más del 90 por ciento del suministro mundial de fibra de carbono proviene de solo seis empresas: Toray, Toho Tenax, Mitsubishi Rayon, Zoltek, Hexcel y Cytec. Toray, Toho y Mitsubishi representan casi dos tercios de la fabricación mundial de fibra de carbono. Zoltek, Hexcel y Cytec tienen su sede en los Estados Unidos y producen un poco menos de un tercio de la fibra de carbono del mundo.
Hay más de un tipo de fibra de carbono.
La fibra de carbono se presenta en una variedad de formas: hilo crudo o fibra laminar (ambas fibras continuas) y fibra de estopa corta que puede presentarse en forma de láminas o grupos de fibra cortada de longitud muy corta. La fibra picada se utiliza en productos como cuerpos de pedales. El estilo de sábana es más común en los cuadros de las bicicletas, y eso es exactamente lo que parece: láminas constantes de fibra de carbono (llamadas capas), que parecen hilos de tela y generalmente son tan anchas que vienen envueltas en carretes gigantes. El hilo crudo es mucho menos frecuente en la industria de las bicicletas; solo un puñado de fabricantes de bicicletas como Giant y Time poseen la capacidad técnica para utilizar hilo en bruto.
La fibra de carbono es solo la mitad de la historia.
Decimos fibra de carbono, sin embargo, lo que en realidad queremos decir es compuesto de fibra de carbono, no es el único material en su cuadro. Eso es porque las increíbles propiedades de rigidez de las fibras de carbono vienen en un
La resina cumple dos tareas. Retiene el carbono junto, tanto las fibras individuales dentro de una capa como, una vez tratadas, la orientación de 2 capas con respecto a otra. En segundo lugar, la resina proporciona dureza y resistencia cruciales. Es ligeramente plástico, deformándose bajo efecto para ayudar a absorber golpes fuertes como un accidente o un ataque de piedra, sin crear una división crucial entre las fibras.
Las empresas de bicicletas no colocan el grado.
Todas las empresas de bicicletas agregan liberalmente su literatura sobre el diseño del marco con palabras de moda como módulo alto o tal vez módulo ultra alto. Pero estos términos no son la industria de la bicicleta para tirar. La fibra de carbono se clasifica por su rigidez, clasificada según el módulo de tracción, o cuánto se deformará una sustancia bajo carga. Para la fibra de carbono, estas clasificaciones y el rango de rigidez de cada cubierta las establece la Asociación Japonesa de Fabricantes de Fibra de Carbono (JCMA).
La mayoría de la fibra de carbono que se encuentra en la industria del ciclismo es de módulo estándar o módulo intermedio; en marcos más caros, los niveles más altos entran en juego. Pero eso no suena muy sexy, por lo que a menudo hay un poco de calificación en la curva a medida que las empresas deslizan alta modulación y UHM en su propia copia. Algunas empresas se están alejando de masajear el método de clasificación por completo, y solo están creando su sistema de clasificación de carbono con términos de marketing específicos de la empresa como FACT o Advanced Grade.
El carbón es una mezcla.
Un cuadro fantástico de fibra de carbono tiene una mezcla de fibras de carbono de diferentes tipos, cada uno utilizado en varias áreas en un cuadro para propósitos muy específicos. La fibra de alto módulo es costosa (gracias a todo este procesamiento), por lo tanto, las empresas de bicicletas utilizan juiciosamente cantidades relativamente pequeñas en áreas clave como el tubo inferior, el soporte inferior y las vainas para resistir las fuerzas del pedaleo y hacer que la bicicleta sea más rígida. Pero se colocan en el molde junto con módulo estándar e intermedio y fibra de alta resistencia para crear el tipo de durabilidad, rendimiento y calidad de conducción que tiene un buen cuadro de carbono.
La auténtica magia, y el costo, está en la bandeja.
La fibra de carbono es un gran material para bicicletas por 2 razones. Primero, es más brillante en menor peso en comparación con casi cualquier otra sustancia que conozcamos. En segundo lugar, a diferencia de las aleaciones, la rigidez de las fibras de carbono podría manipularse; sus propias propiedades de rigidez se emplean solo unidireccionalmente, o a lo largo del eje longitudinal de las propias fibras, por lo tanto, la rigidez se puede ajustar de acuerdo con la forma en que se orienta el compuesto de fibra de carbono o se coloca en el molde. Eso se llama anisotropismo. Los metales, por el contrario, son isotrópicos y exhiben exactamente las mismas propiedades de resistencia y rigidez en cualquier parte de esta sustancia.
Los ingenieros utilizan sofisticados programas de software que tienen en cuenta el grado de carbono de la resina, la forma, el tamaño y la orientación de esta capa de fibra de carbono, así como su ubicación en el molde. Así es como los marcos se han optimizado para una ligereza o rigidez extremas, o ambas, pero esos programas y la experiencia de posgrado para ejecutarlos son costosos. Eso, y el costo total del carbono de alto módulo necesario para comprender los diseños más sustituidos, es exactamente lo que hace que las mejores bicicletas de fibra de carbono sean mucho más costosas que incluso sus pares de gama media.
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Ese tejido es principalmente decorativo.
Esa apariencia clásica de fibra de carbono entretejida en realidad no es una gran característica de rendimiento. Un revestimiento tejido agrega algo de rigidez, pero una de sus funciones principales es agregar una lámina alta que está bien para abolladuras, rayones y abolladuras, ya que la mayoría de los componentes estructurales de la estructura o parte vienen en la fibra unidireccional debajo.
También proporciona una capa cosmética que muestra la artesanía de un constructor, ya que alinear los bordes de una lámina tejida del molde para crear una costura perfecta requiere una gran experiencia. dejando que la fibra unidireccional funcione como la piel decorativa.
Todos los cuadros de carbono están hechos a mano.
La construcción de cuadros personalizados a menudo se asocia con acero y titanio, pero cada cuadro de carbono, rueda, manillar o pieza alternativa hecha de lámina de fibra de carbono requiere una función práctica intensiva, ya sea que el cuadro sea una versión personalizada de un pequeño constructor como Crumpton, o un modelo de fabricación de Giant o Trek.
Las capas individuales de carbono tienden a ser cortadas de una lámina por una máquina controlada por computadora, pero ese es el único proceso automático durante la fabricación: una estructura o pieza compuesta de fibra de carbono debe construirse en un molde exactamente de acuerdo con el programa de colocación. , un proceso que aún no ha sido automatizado. En instalaciones más pequeñas, 1 persona puede colocar un marco completo. En los más grandes, los trabajadores crearán una disposición para una parte particular de un marco, como un área de soporte inferior, luego pasarán la parte a otros empleados para que la coloquen alrededor de los tubos y la coloquen en el molde final para curar.
El proceso de poscurado, en el que un marco se separa del molde, se limpia y se pinta, requiere mucha atención. Trabajadores expertos examinan la estructura o la pieza en busca de problemas como arrugas en el carbono o puntos en los que las capas no se compactan fácilmente, lo que podría causar una falla.
Sí, la fibra de carbono se puede reparar.
Es un error común pensar que después de que una estructura o parte de fibra de carbono se arruina, se tuesta. Pero al igual que un marco de acero o cerámica, a veces se puede arreglar un marco de fibra de carbono. El proceso no es muy diferente: el segmento dañado se corta y luego se une con material fresco que se cura, lija y pinta para que coincida. Con las reparaciones de carbono más especializadas, es posible que ni siquiera pueda observar la parte afectada.
Pero esto realmente es un trabajo para especialistas. Encontrará kits de reparación de fibra de carbono de bricolaje, pero están destinados principalmente a productos como remos de kayak. Los cuadros de las bicicletas son estructuras de carga complicadas que deben soportar la tensión de las fuerzas, como las carreras de velocidad y las curvas de alta velocidad. Si su cuadro de fibra de carbono está dañado, es posible que el fabricante tenga un procedimiento de reparación interno, o puede optar por un tercero respetable como Calfee Design. Pero bajo ninguna circunstancia debe intentar repararlo usted mismo. Si está interesado en obtener información sobre las reparaciones que es mejor que realice usted mismo, tome nuestra clase de mantenimiento rápido y fácil de bicicletas a través de RodaleU.
Es fácil falsificar el look.
El auge de la fibra de carbono ha permitido una explosión de modelos de marcos identificativos. Es posible detectar un Pinarello o incluso un Specialized solo por la silueta de un marco. Pero ese diseño industrial también crea marcos particularmente propensos a ser copiados por falsificadores.
Es relativamente sencillo crear un molde a partir de una versión real de un marco terminado (o quizás fotografías detalladas del artículo). Pero los materiales, la disposición y los enfoques de construcción pueden diferir completamente. Muchos falsificadores carecen de la capacidad de fabricación sofisticada y utilizarán sustancias de relleno asequibles para imitar el aspecto externo de las bicicletas de imitación reales. Desde el laboratorio de pruebas de Specialized, el gerente Santiago Morales afirma que las falsificaciones no son solo un producto diseñado de ninguna manera; es como un lienzo pintado para verse exactamente igual.
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Joe Lindsey es un periodista independiente desde hace mucho tiempo que escribe sobre actividades al aire libre y deportes, salud y actividad física, ciencia y tecnología, particularmente donde los 3 elementos en ese diagrama de Venn apestan.
