增强塑料制造轻质自行车

    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。