抽管技術在自行車中的角色:高硬度與最佳輕量化的結合
目次
抽管製程介紹
抽管技術在自行車製造業中一向是關鍵性加工技術,主要目的是為了達到材料的輕量化以及增強其密度和強度。
假設客戶需求的外徑為 Ø31.8 mm,管壁厚度為 1.5 mm 到 2.0 mm。可使用的素材外徑為 Ø34.9 mm,管壁厚度可以是 3.0 mm 或 3.5 mm。經過抽管加工後,最終產品的外徑將為 Ø31.8 mm,並且管壁厚度為 1.5 mm 到 2.0 mm 的兩段式厚薄管設計,透過抽管製程加工後,可以達到指定的尺寸大小,且有效增加強度、減輕重量。
這樣不僅使得管材更輕,還增加了其強度,抽管過程常常會進行多次操作,尤其是在製造高性能自行車框架時,可能需要進行多次抽管以達到不同部位的特定壁厚要求。除了基本的抽管工藝,還有多種加工技術,可以對這些材料進行精確的加工,這包括雙端抽管、抽縮管或雙抽管等技術,透過使用不同材料的軸心來達成。這種技術允許在管材的不同部位按需要調整壁厚,滿足特定的客製化造型要求,提供了一種高效的方式來精確控制產品的結構和重量,使得成品在保持輕便的同時也具備優異的性能,在需要輕量且高強度材料的產品中尤為重要。
鋁合金抽管技術的革新與應用
自1980年代山地自行車的興起以來,市場迫切需要一項技術,這項技術不僅能減輕自行車車架的重量,同時也要保持車架的堅固性。早期的鋁合金車架,雖然相對較輕,但為了達到與鋼材相同的強度,往往需要增厚管壁,這反而會增加重量,甚至可能降低騎乘的舒適性和感受。到了1988年,一些知名自行車品牌的工程師們進行了鋁合金管材的研究,並發現自行車車架的不同部位受到的壓力各不相同。例如,車把中間與立管連接處的應力較小,而握把部分則應力較大。基於這一發現,他們提出了在強度要求高的部位增加管壁厚度,在要求較低的部位則減少管壁厚度的設計方案,以此達到強度與重量的最佳平衡。
這種方法促使了抽管技術的誕生,該技術現已廣泛應用於中高端的鋁合金車架和鋼車架中。這種技術可以透過將管材的管壁在不同位置進行抽拉或壓縮,形成不同的壁厚,從單抽管到多達十幾抽的車把,不僅對應力分析進行了更精確的詳解,也在確保必要強度的同時將重量降至最低。
鋁合金抽管技術不僅限於改進車架的結構設計,它同時涉及從原料的挑選到最終加工的每一個細節。在自行車管件的生產過程中,選擇合適的鋁合金原料尤為重要,因為不同的鋁合金具有不同的物理特性,這些特性決定了加工後產品的品質和性能。例如,6061鋁合金則因其輕量且耐用的特性,被廣泛應用於需要高「剛性重量比」的車體製造中。
鋁合金管材的加工技術也同樣重要。常見的加工技術包括雙重與三重管壁厚度的施作。雙重管壁厚度技術意味著在鋁管的兩端有較厚的管壁,而中間部分則較薄,以提供更好的彈性與減震性能。三重管壁厚度則在需要承受更高應力的部位加厚,同時在不承受重壓的部位使用更薄的管壁來降低總體重量,這種設計增強了車架的結構強度與整體性能。這些鋁合金車架在生產過程中都需經過熱處理,通常包括T6溫度的加熱和快速冷卻,這有助於使鋁合金的內部結構更加均衡和穩定。接著進行的低溫工序則進一步提高了車架的剛性和強度,確保產品在各種騎行條件下的優異表現。透過這些高精度的製造技術和材料選擇,鋁合金抽管技術的革新不僅體現在自行車車架的輕量化上,更在提升整體騎行性能和耐用性方面發揮了重要作用,推動了自行車產業技術的進步。
台灣自行車產業的特色
<台灣自行車產業的精密分工>
在方圓70公里的範圍內,台灣擁有近千家自行車製造廠商,形成了一個密集的供應網,並維持著既競爭又合作的關係。這種獨特的結構是推動台灣自行車技術創新的重要因素。台灣自行車產業以其專業化和細分化的製造過程而聞名,與全車組裝的傳統生產方式不同,這裡的生產模式呈現出明顯的分工合作。在這個產業中,沒有單一廠商負責生產整輛自行車,而是由許多專業的中小型企業共同製造,各自完成自行車的零部件生產,再將這些部件組裝成完整的產品。
題外話:強勢外觀的一體把能否成為未來趨勢?
隨著自行車技術的不斷進步和騎行文化的發展,市場上出現了許多創新的設計,其中一體把成為了自行車行業的一大趨勢。一體把,顧名思義,是把手和車頭管整合在一起的設計,與傳統的分開式把手和車頭管相比,它提供了更多的剛性與外觀的優勢,逐漸受到越來越多專業騎士和自行車愛好者的青睞。
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