应用碳纤维自行车生产并非那么神秘 看看捷安特的拼图游戏

发表于 讨论求助 2022-08-12 09:33:33

Giant一词意为巨大的,而捷安特也是名副其实巨大的,他们2012年全球税收18亿美元,其中包括自家品牌收入和替其它品牌代工的收入。(捷安特制造碳纤维自行车过程视频


捷安特所有碳纤架和高端铝架都产自他们坐落在台湾台中市占地庞大的工厂。今天大家可以跟随这篇参观记,到那里进行全方位深入的观察。


低调的前院


捷安特与BMX有极深渊源


现年79岁的公司创始人刘金标现在都是骑车上班的,够绿吧?

捷安特于1972年由现任主席刘金标创立,定位合约制造商。一开始的道路并不平坦,当年捷安特才产出3800台车。但有赖他们的不懈努力,不断产出具性价比的自行车,现在情况已经大不一样了。鼎盛时期他们曾替Schwinn做过钢架,然后铝架,直到现在碳纤架。

今时今日,捷安特全球年产量超过630万台,大概相当于美国每年成人自行车销量的一半。其中,约70%会烙上Giant名号,剩余的是其它品牌的代工产品。

捷安特成功的经营模式其中一个非常重要的关键是,他们一直坚持产品能自己做,就自己做。捷安特CEO罗祥安解释道,这个做法不但能保证质量,而且长远来说能降低成本,因为毕竟多一个厂家,就多一笔费用,多一道质量关口。



大堂同时也是陈列室


作为公司主席,刘金标除了管理运营外,还是雇员的精神榜样。07年,他环台湾骑行和从上海骑至北京,这差不多1千英里呐。


明亮、通风、充满色彩的大堂


这一个个货柜内装满原材料和成品


台中经常是湿热天,来一罐吧


这里不是酒窖,这些是碳纤原料


厂区占地面积庞大

捷安特不单止自己焊接铝架,连铝冶炼、成型也自己来。碳架方面,他们不满足于购买现成的由第三方制造的预浸碳纤布。所以除却碳纤维本身的制造,每一道生产工序都由捷安特亲手操控,这在大型生产商中不多见。

本次工厂参观共分四个部分,本篇第一部分会首先了解这个行业巨头如何将碳纤原料变成自行车原料。


从碳纤到碳纤布

碳纤维刚送到捷安特工厂的时候只是小小的一卷。它们按特征(例如系数或硬度)和K数(每束有多少碳纤)划分。



碳纤透过不同的导板和滚轴绕在线轴上,原理和缝纫机差不多


碳纤会放到这台巨形工业“缝纫机”上,编织成匀称的碳纤布。捷安特会自行生产单向碳纤布,但2D碳纤(多数作为装饰层,更为人所熟悉)是买现成的。

但无论是什么类型的碳纤,一开始都是干的,都需要用树脂浸渍。这道工序一直以来是高度商业秘密,直到现在,捷安特打开大门,让我们彻底了解下碳纤是怎样变身的。


特制的树脂会被仔细地涂在干碳纤布上

捷安特将独家配方的两部分环氧树脂分开储存,只有当需要用时才倒进特别的混合上涂装置内。碳纤布会像报纸过印刷机那样夹在两个巨大的不锈钢滚轴中,然后这个混合上涂装置就会将混好的树脂来回涂在碳纤布的一面。

碳纤布过滚轴的过程中,滚轴除了能将树脂压入碳纤内,还保证了其在整块碳纤布的均匀统一。



这样的编织碳纤布通常作为保护层


混合管子把两部分环氧树脂充分混合,然后均匀地来回涂在钢滚轴上,最后滚轴将树脂压入碳纤布

碳纤布通过滚轴后,两面都会上背纸,防止其黏贴到异物。贴上背纸的碳纤布会卷在一个大卷子上。


小心手指!

上述工序只能用于2D和单向碳纤布,如果是制造碳纤车架,还需添加碳纤分层定向这个步骤。

单向碳纤布随后会放置在电脑控制的裁剪台上,裁剪台根据预先设定好的角度剪裁碳纤布。


这些45°斜交单向碳纤布首先对接在一起,然后再上新背纸。

下一步,移除碳纤布其中一面背纸,然后人手将其叠起。完成后就可以见到一块预浸双层角度相对的碳纤布。所有碳纤布都可卷在同等大小的硬纸管上,方便储存。



完成的预浸碳纤布卷到硬纸管上储存

这些一管管的预浸碳纤布会存放在冷冻室,要用的时候再拿出来。



安静地矗立在冷冻室的碳纤布


开饭!


小编当然要乘机尝一下,味道还不错


刘金标自己也在这吃。他来晚了,正好能安静享用午饭吧


看,小编这次是真的有特权的


建筑整齐排开,每栋各自负责一个工序。有遮盖的通道是下雨天转移物料时使用的。


其实“碳纤”正确来说应该是“碳纤维加固聚合物”,其中提供超强结构的是纤维本身,环氧树脂只起到粘合作用。每一个碳纤架都是由一块块碳纤布组成的,最小的碳纤布只有手机SIM卡那么大。碳纤布排列必须准确才能令最终产品达至预期效果。

别以为碳纤架和塑料玩具一样,将材料放入机器然后拉一下拉杆,机器就能吐出一个乌黑油亮的车架。据捷安特介绍,整个过程从头到尾需要花费多达9小时。

拼图游戏


像捷安特这么大规模的厂房存放的碳纤布数量是无可计量的。

据捷安特说,一个完整的复合料车架,例如旗舰款TCR Advanced SL,是由超过500块独立布块组成,这还未算上每个尺码间的变量带来额外的布块。每款车架都有各自专属的一套布块,而捷安特迄今已有几十款不同的碳纤架。就算是两款用一样模具,外部形状相同的车架,所用布块的碳纤含量亦会不同,因此还是需要另一套布块。

所以你现在不妨拿计算机出来敲一下,看看捷安特到底存了多少碳纤布。相信最后结果还是前文说的:无可计量。



每个碳纤架都由几百块独立的碳纤布组成

每块不同的碳纤布一开始都是相同的。这些捷安特自行浸渍的碳纤布会放到一个大圆筒旋转机上,一次最多可放6卷。旋转机会根据生产所需,旋转呈现合适的碳纤布。

碳纤布首先经粗略裁切至更易于操作的大小,然后液压机会压切这些布料,就像饼干模压面团那样。之后,这些压好的布料会被分别做上标记,收集,再非常仔细地放到带标签的容器内。



不同种类的预浸碳纤布排列在旋转架子上

所有工序都在控温室进行,避免树脂过早固化。这对于在台湾热带气候尤其重要。



放置未加工碳纤布的房间都会进行温度和湿度监控

将碳纤分门别类地排放好是一回事,但将它们放置到即将要被其加工的模具处又是另一回事。捷安特在这方面为了将错误降到最低,效率提到最高,采取了十分巧妙的办法。



放置碳纤布前,要先看清楚牌子上的描述

每个车架所用的每块碳纤布都有一个专属的存放位置,一个或以上的波纹塑胶版夹在那,上面描述了该位置放置的碳纤布的明细。每一个位置都有文字和图案清晰标识,周围有硬板围出该碳纤布的实际形状。

也就是说,如果碳纤布和该位置的形状对不上,那你就放错了。



大多数车架组件都会在这些层板标示出,令一块块小碳纤布直观地排列

所以收集车架所需的碳纤布就像填表格那样,工作人员只需对比隔间和存放容器的描述,如果没错的话,碳纤布就能分毫不差地放进去。



上文已经说过,捷安特每天要处理的碳纤布数量非常大。但你看图中那些架子,还放满了即将要用的层板。

盘子装满后,会放入用布覆盖的移动架子内,送到另一间控温室。在那里,碳纤布将和车架合二为一。



准备推去制造车架的碳纤布

虽然出错率已经降到最低,但将碳纤布拼贴到车架上这个过程本身依然非常耗费人力。途中还需用到不少工具。



车架某些部分能直接在储存器旁完成

组建车架要用到硬塑胶心轴,内置硅橡胶模和钢垫片。心轴为工作人员提供一个结实的平台,碳纤布可以铺放在上。由于事前已经定好车架实体周围的空间,这些碳纤布理应可以准确地贴上车架。

内置硅橡胶模在固化过程中能使内部尺寸更准确,尤其有利于BB,头管和后上叉叉头这些几何复杂的部分的制造。



碳纤BB由此开始

像头管和五通管这些公差紧密的部件制造时会加入额外的钢垫片,好让轴承和轴承盖能与车架完美组合。



五通管排放好,准备入模

组件排放好后,加入可膨胀的塑胶囊袋,一起夹进一个巨型蛤壳状钢模内进行烘烤。


工作人员用长头钳将囊袋塞进车架前三角内

不难想象像捷安特这般规模的工厂,实际固化工序是高度自动化的。蛤壳状钢模装载好部件后,机械输送带就将模具送入/出烤箱。


这个做法不但能保证准确的烘烤时间和温度,由于工作人员无须直接接触滚烫的模具,还能减少意外发生。


装上部件前,模具会先喷上一层脱模剂,这样固化后部件能更易被取出

烤好后,工作人员将模具打开,取出车架部分,然后就开始整饰工序:材料多余部分会用锉刀去除,毛边会用一系列打磨工具磨平,还有为水壶架、码表座、前变座钻孔,裁切、开槽座管。


这个小车将车架模具送入/出烤箱

以上都完成后,车架部分送到另一车间黏合,包上附加碳纤层和加固定件,然后是新一轮固化。



每个接合处最后都会加上一条碳纤完工

胶水干透后,车架进入最后工序。工作人员用更细的砂纸打磨表面,小缺陷会用复合物填充(大型碳纤架制造商常用这个方法),还有像柳钉这样的小金属件会就位。



很少有公司这样大方承认,不过用填充物遮盖表面缺陷的做法并不罕见

上述工序和无数次质检都完成后,车架终于可以去上漆,最后组装以及打包了。


视频:捷安特制造碳纤维自行车过程


二当家交流微信号:Mrcarbonfiber

碳纤维体验馆官网:www.txwtyg.com

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