Ale materiały kryjące się pod tym mianem mają zalety, jak i wady. Na co więc zwracać uwagę kupując i użytkując karbonowy sprzęt?
Różne postacie
Określenia kompozyt i karbon używa się zamiennie, choć jest to uproszczenie, nieszkodliwe wtedy, kiedy się wie, o co chodzi. Karbon może być składnikiem kompozytowej ramy z włókien, podobnie jak wtręty ceramiczne mogą być składnikiem ramy alumniowej. Kompozyt to po prostu meteriał o niejednorodnej strukturze, składający się z dwóch lub więcej składników. W przypadku kompozytowych ram rowerowych używamy najczęściej określenia karbon, choć składników jest więcej. W tym przypadku typowy kompozyt karbonowy składa się z włókien karbonowych i tzw. lepiszcza, czyli zazwyczaj żywicy epoksydowej. Kto jednak miał kontakt z prawdziwymi podstawowymi materiałami do produkcji karbonowych ram, ten wie, że powyższy opis jeszcze nie wyczerpuje zagadnienia. Włókna karbonowe są bardzo wytrzymałe tylko pod tym warunkiem, że obciążenia występują zgodnie zgodnie z ich przebiegiem. Dlatego też pojedyncze włókna układa się w maty, przypominające gęsto tkany materiał. Aby móc mu nadać formę laminuje się go, używając wspomnianej żywicy, układając warstw po warstwie, w zgodzie z występującymi obciążeniami. Sztuka tworzenia ram polega na umiejętności takiego dobierania gatunków włókien i ich układania na wszystkich etapach produkcji - zarowno w matach, jak i póżniej w samej ramie - by zminializować ryzyko uszkodzenia pod wpływem nietypowo działających sił. Podstawowa metoda to użycie włókien, które będą ułożone we wszystkich możliwych kierunkach, ale kryje się za nią niebezpieczeństwo zbudowania ciężkiego „kokona”, a nie ramy, każda dodatkowa warstwa przecież waży. Na tym przykładzie widać, dlaczego ramy karbonowe więcej kosztują - nie dość, że wymagają dużo ręcznej pracy na etapie samego powstawania, przy układaniu mat, to kosztowne są testy i eksperymenty, jak też badania komputerowe przewidujące występowanie obciążeń. Jednocześnie jest to cenna wskazówka - jeśli rama ma być lekka i wytrzymała, musi być to produkt renomowanej firmy. To najpewniejsza gwarancja jakości. W przypadku karbonu bardzo trudno jest zauważyć różnice jakościowe „na oko”. Włókna o różnej wytrzymałości wyglądają tak samo, co więcej, z powodu ich wysokiej ceny niektórzy producenci używają zamiennie np. tańszych włókien szklanych. Czy oznacza to, że w kompozytach karbonowych powinny być wyłącznie włókna węglowe? Niekoniecznie, popularnym dodatkiem są włókna aramidowe, wzmacniające miejsca szczególnie wrażliwe na uderzenia. Z włókien aramidowych wytwarzane są między innymi kamizelki kuloodporne.
;)
;)
Jak to się robi?
Obecnie stosuje się trzy podstawowe techniki wytwarzania karbonowych ram, wszystkie mają swoje zalety, dlatego też nadal są używane. Co ciekawe, są firmy, które kombinują je, tym samym uzyskując wyjątkowe rezultaty.
Rury i mufy
: metoda ta najbardziej przypomina klasyczne sposoby łączenia elementów ramy, rury zespolone są za pomocą muf, gdzie fragmenty części zachodzą na siebie. Większe elementy, takie jak główka sterowa, czy środek suportu, wykonane są z jednego kawałka. Połączenia oparte są na kleju, z wierzchu pokryte dodatkową warstwą karbonu, co pozwala uzyskać efekt płynnego przejścia (nie widać klejonych miejsc). Metodą tą wykonane są np. klasyczne ramy Treka z serii OCLV. Początkowo mufy bywały wykonane z aluminium, ale pojawiały się problemy z utlenianiem metalu i ramy pękały, dziś używa się się karbonu.
Tube-to-tube
: technika podobna do poprzedniej, ale w miejsce muf pojawiają się dokładnie przycięte pod wymiar, „na styk” rury, które po prostu łączy się za pomocą klei bardzo wysokiej wytrzymałości. Technika w ramach rowerowych została po raz pierwszy zastosowana przez Scotta i pozwoliła na pobicie rekordów wagowych, ale w związku z brakiem patentu i... niedostatecznego chronienia szczegółów technicznych, bardzo szybko została przejęta przez konkurencję. Rama po sklejeniu już w zasadzie otrzymuje kształt, ale miejsca połączeń pokrywa się dodatkowymi karbonowymi warstwami wzmacniającymi. Ten sam Scott dziś proponuje technikę IMP, która pozwala produkować większe fragmenty ramy (i jest ściśle tajna) i łączyć je za pomocą t-t-t.
Monocoque
: rama wykonana jest z jednego kawałka i powstaje w specjalnej formie, gdzie jest „wypiekana”. Pozwala na zaplanowanie przebiegu bardzo długich włókien, przez co rama może być wyjątkowo wytrzymała, ale jednocześnie bardzo podnosi koszty produkcji. Dla każdego rozmiaru trzeba produkować oddzielną, bardzo drogą formę. Konieczność użycia medium (typu pianka) w trakcie produkcji, które będzie utrzymywało materiał „od środka” powoduje, że problematyczne jest też konstruowanie bardzo lekkich monokoków. Jeśli nawet w środku nie pozostaną resztki pianki - bo można ją zastąpić choćby pompowanymi elementami - to trudne jest kontrolowanie mało dostępnych fragmentów ramy, a tym samym uzyskanie bardzo cienkich, wytrzymałych ścianek. Przykładek możliwości tej techniki mogą być ramy Ibisa, z typowymi płynnymi, organicznymi kształtami. Dla odmiany Simplon produkuje mniejsze fragmenty ram jako monokoki, by połączyć je poprzez tube-to-tube, dzięki czemu uzyskuje sprzęt wytrzymały i lekki zarazem.
;)
;)
I po ramie
Czy uszkodzone komponenty karbonowe da się uratować? W przeciwieństwie do komponentów metalowych, aluminiowych czy stalowych, te karbonowe pękają gwałtownie, dlatego też wszelkie wątpliwości co do ich stanu powinny wymusić natychmiastową reakcję. Po upadku czy też innym zdarzeniu, gdzie przebieg włókien, a tym samym wytrzymałość materiału mogła zostać poddana w wątpliwość, konieczna jest troskliwa inspekcja podejrzanego miejsca. Nalaży z lupą w ręku sprawdzić, czy nie doszło do uszkodzenia laminatu, jeśli zaś pojawiają się wątpliwości, komponent należy wymienić. Kierownica czy sztyca karbonowa są drogie, ale i tak tańsze niż nowe zęby. Niekiedy większe komponenty, takie jak rama, można uratować, ale zależy to od miejsca uszkodzenia. Niewielkie pęknięcie na środku rury, gdzie występują mniejsze obciążenia, może być „zabandażowane” dodatkową wartwą kompozytu. Zanim do uszkodzenia sprzętu dojdzie najlepiej jest zapobiegać ewentualnym kłopotom, troszcząc się o komponenty. Oznacza to np. używanie kluczy dynamometrycznych do dokręcania śrub, by nie uszkodzić kompozytu. Można też zabezpieczyć dodatkowo miejsca takie jak widełki podłańcuchowe, np. alumniową plakietką (przyklejoną, a nie mocowaną na nity!).
Foto: Accent (www.velo.com.pl), arch. bikeWorld.pl
