对大部分人来说,碳纤维是最佳的同义词:造型漂亮、羽毛般轻量,还有顶级性能。不过,也没有哪种材料像碳纤维那么“神秘”了。这篇文章,我们将分析那些流传已久的说法,拆开碳纤维的神秘面纱,甚至揭穿一些不真实的说法。让我们深入探讨技术,讨论一下为什么铝合金可以是更好的选择。


  无论是车架、轮组还是车把,有得选的话,我们大部分人都会在碳纤维和铝合金之间选择碳纤维。碳纤维比铝合金强的观念,通过碳纤维高昂的定价以及抢眼的广告,潜移默化地影响着我们。轻量化零配件、性能大幅提升,还有各大品牌顶级车型的配置,都仿佛在告诉我们,碳纤维是最好的。但这是真的吗?什么是真相,什么是谣言?什么场合之下铝合金是更好的选项?


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在现代山地车行业中,碳纤维和铝合金是应用最广泛的两种材料。


  为了回答这个问题,我们进行是深入的研究,并和全世界的一些著名材料专家、开发者和产品经理探讨了这个问题。我们请到了加利福尼亚Santa Cruz的碳纤维狂人Nic McCraePole的波兰铝合金大师Leo Kokkonen,以及来自比利时REIN4CED、将碳纤维和金属以独特方式糅合在一起的技术大神们。我们还找来了德累斯顿碳纤维品牌Beast ComponentsMirko Filler,还有巴塞罗那Unno Bikes的核心任务Cesar Rojo。最后,DT Swiss的轮组专家Andreas TschanzNils Verhoeven也从瑞士加入我们的讨论。这次的知识水平很高!碳纤维比铝合金好吗?是什么场景下都优胜吗?准备听听这些专家的想法,看看什么说法才是真的。当然了,我们也会讨论碳足迹、循环再用、社会责任等问题。这也是自行车运动的一部分。






最重要的山地车原材料


  早从1980年代开始,铝合金和不久后出现的碳纤维,就进入了当时蓬勃发展的山地车运动。到了今天,这两种材料是最常见的车架和零配件材料。相比之下,钢和钛合金则成为了小众玩家的选择。1978年,Charlie Cunningham用几根铝管在加州焊制了传奇的CC Proto车架。抽管技术,也就是让一根管材的管壁有不同的厚度,在当时已经普遍应用在钢架上,所以很快也应用在了铝合金。经过多年发展,液压成型、切削加工等工艺也应用在自行车领域上。第一台碳纤维公路车架在1986年由LOOK Cycle制造;1992年,第一台碳纤维山地车架Lotus Sport诞生。经过不断的发展和改进,铝合金和碳纤维都已经从最初的实验性质变成了今天可靠、高性能的山地车原材料。虽然大家已经很熟悉铝合金与碳纤维之间的对比,但我们发现,关于两种材料的争论、流言,甚至还有一些错误的信息,依然在网上和线下车友之间广为流传。对于碳纤维材料的认知,依然是谜团重重!


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  二极管思维是错误的,会让你忽视另一种选项的优点。我们不采用非黑即白的思维,而是全面考虑两种材料的优劣,希望能够帮你找到最合适自己的选项。






材料科学:各向同性、堆叠、液压成型——全是希腊文?


  等等,接下来要讲点技术层面的东西了。为了能更加深度地分析对比两种材料,我们必须强调一个重要的事实,那就是碳纤维和铝合金材料都有不同种类之分。在原材料的成分、处理过程、制作加工等方面,不同材料之间存在很大的差异,因此对最终产品的性能、寿命和价格都有影响。Santa CruzNic McCrae表示:“材料的名字是一样的,但做出来的车架可以是顶级,也可以是垃圾。”接下来让我们仔细看看都存在那些差异。




铝合金不等于金属铝:合金、处理和原材料的加工


  我们经常说的“铝”,严格来说是指铝合金,就是铝(Al)和其他合金材料的混合。作为一种化学元素,铝的密度较低,耐腐蚀,但直接用于工业用途或是自行车上并不合适。纯金属铝比较软,难以处理,有着较高的热膨胀系数。举个例子,向纯铝(一般是Al99.5)加入硅之类的元素,可以让得到的合金用于焊接。加入铜和锌,则会提高合金的强度。也可以加入少量其他金属元素,比如镁、锰、铁、铬、钛、钪,来调整合金的特性,一般来说比例低于1%。不同的“配方”调配出不同的铝合金材料,用于车架和各种零部件,比如著名的Al6061Al6069Al7005Al7075。而后面跟着的T加数字,则代表该合金的淬火(热处理)。比方说,T6合金经过热处理和退火硬化,使其具有最大的抗拉强度。不同种类的合金之间,物理性质的差别是非常大的。


  抗拉强度是指纵向拉伸一个铝合金标准件,将其撕裂所需的力量。反复施加负载后,材料会在低于其抗拉强度的数值发生断裂,这种现象我们称之为疲劳。这对长期使用后的铝合金产品来说是一种常见现象。一种材料无论重复多少次负载后,依然能够承受上限,我们称之为疲劳强度。加上材料的重量和密度,你就能得出这种材料的强度重量比。另外,铝和其他金属一样,是一种各向同性的物质,意思是它在不同方向上的物理性质是相同的。这点和碳纤维非常不同,因为碳纤维对不同方向的施力有着不同的反馈。沿着纤维方向拉伸的时候,碳纤维的抗拉强度极高;但对于垂直方向或者压缩的力,碳纤维就显得比较脆弱。自行车上的受力情况是复杂的,所以碳纤维要以不同的方向进行堆叠,才能应对拉力、压力和扭力。这个问题我们稍后再详细讨论。因此,通过标准测试能够反映出来的碳纤维和铝合金之间的区别是有限的,不过在不同种类的铝合金之间,这些测试数值仍然是很有参考价值的。


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一个Canyon铝合金车架正在接受机测。


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实际使用环境中的铝合金车架。


  这些在车架和零件上如何体现?如果你对比一下用在自行车上的不同铝合金,你会发现,数字较小的系列会软一些、容易生产、价格较低。这些合金较难损坏,因为它们在断裂之前可以承受更大的形变。然而,和高等级的铝合金相比,它们的强度重量比显得弱一些。想要达到需要的强度,就得多加一点材料。最后的结果是,低等级的铝合金会比较便宜,但性能不如高等级的铝合金。


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铝合金在彻底断裂之前会先发生弯折。


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DT Swiss许多久经考验的铝合金轮组是用6069铝合金制造的。


  在重量相同的情况下,Al6069的强度比6061高。理论上,6069铝合金做出来的轮圈,会比用6061做的一模一样的轮圈可以承受更大的负荷,寿命稍长一点,价格也稍贵一点。DT Swiss EX 511Stan’s NoTubes Flow MK36069铝合金材料的enduro轮组中两款广受欢迎的型号。


  另一边,7系列铝合金的抗拉强度更高,疲劳强度也高于6系列铝合金。但是7系列更脆,不适合用在轮圈,因为它们更容易断裂而不是弯折。简单地说,车架和零配件使用的铝合金数字越大,就越结实耐用。自行车常用的7系列铝合金是Al7005,比如Renthal的车把。更高级别的是7075铝合金,芬兰品牌Pole就使用到。7075的强度更高,但是因为含钪元素以及处理工艺更复杂,所以价格较高。这种铝合金硬度很高,几乎无法进行焊接,所以Leo Kokkonen采用CNC的办法,将Stamina车架的一半用铝合金块切削出来,再用胶水粘起来。这样做出来的产品性能优异,不过价格高昂。芬兰品牌的CNC车架售价约5000欧元(包括后避震器)。这个价格比大部分碳纤维车架还要高不少。


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在山地车行业,你很少会看到像Pole Stamina车架那么大的东西是用CNC做出来的。


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Leo Kokkonen在机床上工作。


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一般像连杆之类的小零件才会用CNC的方法制作。


  除非是从整块铝合金切削出来的,铝合金车架的零件一般是由一些事先成型的零件按照需要焊接而成。有了焊接机器人之后,现代的铝合金车架生产得到了很大程度的自动化。


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这是位于台湾的美利达总部。美利达是全世界第二大自行车制造商。


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我们有机会近距离参观美利达铝合金生产线和测试实验室。


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自动化生产中的机械臂。


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另一边,单独的铝管还是需要依靠人工制造。


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美利达工厂的焊接技能竞赛:谁是全国最厉害的焊工?


  得益于抽管技术,一根铝合金管可以拉成不同的管壁厚度。比如说,一根铝管可以做成两头厚中间薄,在受力的部位有足够强度,同时节省重量。现在的铝合金山地车架都需要用到液压成型技术。这种技术能够做出变化的管型和管壁厚度。管材放进模具,通过液体施压。管材因此变成模具的形状。内胎在充气之后,会变成轮圈和轮胎内壁的形状,一个意思。


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  现在很难找到哪个品牌的车架整个都是用标准圆管做的。在RAAW Jibb的五通,你可以看到液压成型和CNC的痕迹。




理论上铝合金是可以循环再用的


  铝是从露天开采的铝土矿中提取出来的。世界上最大的铝金属生产国包括澳大利亚、几内亚、中国、巴西、印尼和印度——其中许多国家的劳工环境十分恶劣。金属铝经过处理才能获得,需要消耗大量能源。生产一公斤的金属铝需要消耗15千瓦时的电力,产生25公斤的二氧化碳(视乎电力的种类)。那么,一个铝合金车架的重量是多少呢?另外,每提取一吨氧化铝,就会产生同等重量甚至达1.5倍的有害红土。这些有害物质会安放在堆填区,目前还没有方法进行处理。幸运的是,至少铝是可以回收利用的。铝循环再用所需的能量,只有初次生产的5-10%Leo Kokkonen认为,这是选择碳纤维还是铝合金的一个重要依据。“我们必须对长远后果进行考虑。如果我们制造太多无法循环再用的东西,那么在100年后就会成为问题。金属可以不断地循环再用,不会留下任何垃圾。”


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正确分类的铝合金残渣可以很容易得到循环再用。


  不过循环再用也有缺点。在目前的技术水平之下,每次回收后的金属品质都会下降。如果不同种类的金属屑能够正确分类,那么Leo的无限循环的想法也许是可行的。然而,不同的合金碎屑会混在一起。这些碎屑熔化后,中间会出现一些无法去除的杂质,于是无法用于生产高品质的合金制品。事实上,在德国,大部分的铝合金碎屑都用作品质较差的铸造,又或者是用作钢的添加剂。目前,全世界的铝制品中,只有不到四分之一来自循环再用。


  “自行车是奢侈品。不过我们还是应该用尽可能环保的方法去制造自行车。”——Leo KokkonenPole


  “只有能够重复使用其原料的产品,才称得上是可持续的。不管是铝还是碳纤维都不行。我不觉得谁比谁更环保。”——Cesar RojoUnno


  Leo认为铝有潜质成为一种清洁原材料的想法是对的。如果我们能够合作,把金属碎屑正确分类,是有可能把一台旧的Stamina车架回收,送到芬兰的CNC车床,重新造一台新车。回收越普及,车架的碳足迹就越小。如果一台车架的寿命非常长,甚至不需要回收的话,就更环保了。




碳纤维是什么?纤维、3K12KUD预浸布


  当我们手上拿着一件碳纤维加强聚合物(CFRP,或者简单来说叫碳)的产品,我们看见的是一系列复杂生产工艺之后的成品。这些黑色的纤维基本由纯碳组成,需要耗费许多能量才能制成,以小捆碳纱的形式出现。碳纱会按照所需的方向排列,用树脂进行预处理,做成一张张碳布。生产树脂的过程同样消耗大量能源。碳纤维和树脂组成的叫预浸布,可以提供给厂家使用。这就是生产碳纤维车架和零部件的原材料。碳布被裁切成所需的大小,按照设计好的堆叠方案贴在模具内,以获取希望得到的特性和强度。碳布铺好以后,模具就会合上。接下来往里面放入气囊,充气,将碳布向模具内壁挤压。模具放入烤箱进行加热,预浸布里的环氧树脂开始固化,车架或零部件开始成型。过程完成后,从开口取出内部的气囊,比如五通、立管、头管等地方。这种碳纤维一体成型技术是目前最常用的。使用单独的碳纤维管材和套管来制作车架,过去在公路车架的制作是比较常见的,但是在山地车上很少。可能只有Atherton Bikes采用这种技术。


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裁切好的预浸布铺在内凹的模具。上图拍摄于Santa Cruz测试实验室。


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  这只Hope车架在模具内部紧紧贴合,即将接受热处理。这个英国品牌好像喜欢蓝色的工作台。


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固化后的车架变硬了。


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可以接受下一步处理。


  我们手上的成品,看到的只是它最外面的那层碳布。3K12K碳布的碳纱是互相垂直交织的。3K代表一束碳纤维里包含了3000根炭纤维丝;12K代表一束里含了12000根丝。单向(UD)预浸布里的碳丝都是沿着一个方向的。


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这不是在打牌。这些是预浸布的形状。


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Beast的碳纤维把立。




碳纤维堆叠:堆叠的艺术


  预浸布在不同位置的排列、形状和数量,是决定最终成品的质量的关键因素。这叫碳纤维的堆叠,是影响质量的最重要的原因之一,对于高性能零件厂商来说需要进行几乎无穷无尽的实验。每一片碳布都需要用人手精确地排放,而且碳布在模具里面也是有机会跑位的。复杂的堆叠需要大量的时间才能完成。


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一片一片地小心排放。


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一根Beast碳纤维车把是这样做出来的。


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  铺好碳布的模具需要抽真空,以免在热处理过程中有空气影响碳纤维的成型,从而导致零件报废。


  碳纤维是一种各向异性的材料。各向同性的铝合金,在不同方向上的物理性质是一致的。但碳纤维只在沿着碳丝的方向上表现出极高的强度。碳纤维在一个方向上拥有超高的强度,抗拉强度可以超过铝合金的十倍,疲劳强度也高得多。“如果你狠怼一个铝架,可能两年后就会断掉。但是好的碳架可以用一辈子。”Unno BikesCesar Rojo如此说道——前提是碳纤维车架没有摔坏,没有因为冲击断裂,碳布没有分层。有时候哪怕损伤是肉眼不可见的,也会导致零件的负重能力下降,在遇到较大负荷时出现意外的断裂。


  毫无争议,亚洲是全球碳纤维制造中心。大部分自行车工厂都位于中国和台湾,大量使用亚洲生产的预浸布来为品牌生产车架和零件。在自行车行业,亚洲以外制造的碳纤维产品非常少见,所以可以成为一个卖点,就像德国德累斯顿的Beast Components和西班牙巴塞罗那的Unno Bicycles


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完成抽真空的碳纤维零件,可以放进烤箱了。


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Beast Components在德累斯顿生产碳纤维轮圈。


  碳纤维制造需要耗费大量的能源,以及人工。除了消耗能源、产生废水、需要高温和树脂等化工制剂,人力也是其中的重要一部分。铝合金零件的生产可以自动化,相比之下碳纤维零件就需要人手操作,比如把预浸布摊开、分类,裁切成需要的形状,手工贴在模具,然后抽真空,热处理。作为消费者,我们需要考虑这些高级的碳纤维零件是在怎样的环境中制造出来的——工人们在什么国家工作,工作环境又是如何的。


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碳纤维产品的外观五花八门。一般会在最外面加一层碳布,用作统一外观。


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  为了节省重量,Beast Components放弃了最外面这层碳布,所以你能看到零件的结构性堆叠。


  视乎碳丝和环氧树脂的质量,预浸布对产品质量也有着非常重要的影响。在亚洲以外也有少量的预浸布供应商。比如Beast ComponentsMirko Filler就会选择欧洲的预浸布。




无法循环再用 只能降级回收


  碳纤维之类的纤维加强聚合物的回收,比铝合金的回收要困难许多。回收的目标是把极度耐热的碳纤维从环氧树脂中分离出来,然后重新利用。目前有少数复杂的工序可以做到这点,比如靠热解(燃烧)或是溶剂分解环氧树脂。但是,目前这些方法只能处理一小部分的原材料。不幸的是,大部分的碳纤维垃圾是我们暂时无法解决的问题。碳纤维几乎无法焚化,而机械粉碎又会造成大量有毒、导电的粉尘,对人体和机器都有很大的危害。有的人把碳纤维攒起来,希望以后有办法能够回收。但还有很多只能在堆填区里占位子。


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所有东西都会坏。


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铝合金和碳纤维在回收的方面都有各自的问题。


  遗憾的是,两种材料都不是真正的可持续。在处理铝合金废品时,需要更小心的分类,才能使得回收的效率和质量提高。但是金属比碳纤维更环保,因为后者的回收难度非常大。两者在制造过程中都需要大量能源,而碳纤维又比铝合金要耗电得多。


  总的来说,最好就是一步到位,只买一次!一个高质量的产品能让你用很长一段时间,而不是每隔一段时间就要更换一次。第一种做法会更加环保。




未来:为什么不把碳纤维和金属组合起来呢?



  碳纤维加强聚合物零件刚性高、寿命长、重量轻,但是面对机械破坏时比较脆弱,而且生产需要人手。铝合金可以大规模使用机器生产,也比较耐冲击,被石头击中后不容易坏,不过强度不如碳纤维。那么为什么不把碳纤维和金属的优点结合起来呢?欢迎了解REIN4CED。这个比利时品牌研究出一种方法,能够在碳纤维预浸布里面加一层很薄的钢。


  “许多品牌都在寻找离开亚洲的方案。我们希望能够在欧洲生产碳纤维。在本地生产和采购,对可持续发展有重要影响。”——Dave LuyckxREIN4CED


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  外面的金属层据称可以让碳纤维更耐冲击,增加承重能力,防止断裂,还不会增加重量。REIN4CED还做到了高度自动化生产。他们的目标是做到无需人工完成车架的生产。比利时公司已经在为新款的电助力山地车Kellys THEOS制作车架,有望在近期接受我们的评测。比利时会成为下一个台湾吗?REIN4CED已经在和Accell Group这样的企业洽谈合作了。我们期待届时的成果。有一个事实,那就是许多品牌正在减少他们对亚洲的依赖。当下的这一波自行车热,比过去任何时候都更清晰地展示出,这种依赖究竟会造成多少危害。当自行车品牌难以确保产能的时候,就会陷入破产的边缘,特别是对于那些影响力远不如大品牌的中小玩家。


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碳纤维VS铝合金——区别在哪里


  碳纤维占据了自行车的高级领域。然而,那些对器材十分挑剔的职业选手选择碳纤维,也并不代表碳纤维在日常使用中就真的那么耐用、合适。




噩梦还是现实?


  我们都听说过有人的碳纤维零件断掉,不过这不意味着碳纤维产品就很容易断。碳纤维是一种非常了不起的材料。Danny McAskill就试过用惊人的方式向大家展示碳纤维产品究竟有多么结实。他把Santa Cruz Reverse轮组使劲向水泥台阶上面砸,而且还是没有装轮胎的情况下,轮圈完好如初。当然了,只要你想的话,你是可以在骑行的过程中破坏掉任何一款零件的。你也不需要成为职业车手才有资格搞破坏。你需要足够有钱,因为如果没有赞助商的支持,自行车零件都是很贵的,特别是碳纤维的。


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  我们每年都要测试上百台自行车。我们的第一手经验告诉我们,不同的零件之间,在耐用度和性能方面有着非常大的差异,这和它们的材质无关。如果一件产品是以某个性能优先设计的,比如耐用度优先,那么它就很可能在其他方面有所妥协,比如舒适度、缓震能力、重量,等等。好的产品能够针对特定的用途,在不同的、往往是互相矛盾的指标之间取得最佳平衡。这要视乎这件产品的结构,还有它的设计用途。生产过程的质量也是影响产品性能的一大因素。




品质:手工的问题


  铝合金处理有很长的历史,现在已经是一项成熟的技术。许多流程已经自动化,而且金属材料各向同性的特点使得其成品的性质容易掌控。行业对不同合金的应用也有着丰富的经验。因为不同的合金有着各自的特性,像焊接水平、锻造工艺和后期处理等流程仍有提高的空间。


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机械臂进行铝合金焊接。


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人手负责碳纤维堆叠。


  相比之下,碳纤维生产工艺仍在不断改良。预浸布的裁切、对齐和排列是影响碳纤维产品质量的重要因素,在目前仍在不断摸索。“在未来的日子里,我们还会看到很多关于碳纤维制造的新方法和新理念。”DT SwissNils Verhoeven如此预测。而现成的预浸布,在强度、延展性和售价等方面也是千差万别。在管壁厚度不变的前提下,使用的高品质纤维碳布层数越多,产品的特性就越能精准调控。这就能够做出更好的产品,虽然价格也会随之上涨。


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  由于这个原因,包括CanyonTrekSpecializedSanta Cruz在内的许多品牌都会提供不同级别的碳纤维车架供市场选择。Santa Cruz的车架有CCC两个级别。CC更轻,使用更多的高强度碳纤维;C则使用一些强度较低的碳纤维。因此,CCC更轻的同时还更硬。换句话说,两者的差距不仅在于重量,还在于性能。在公路车方面,同一款车型,不同级别采用不同材料,这一点更容易感受得到。


  “一款好的产品,是用上了合适的纤维,应付它需要承受的负荷。”——Mirko FillerBeast Components


  “我可以在电脑上画出最好的堆叠方案,但一个好的碳纤维轮圈的基础是精准控制的生产过程。”——Andreas TschanzDT Swiss轮圈工程部门负责人


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台湾工厂的测试实验室。


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Beast Components,每一个碳纤维零件都会得到检测。


  在设计、成本和人工等方面的巨大空间,意味着碳纤维零件的品质可以是天差地别。高品质的碳纤维制品,需要知识、精确控制,以及最重要的,是工人的手艺。许多品牌正是在这几点没有做好,特别是他们想控制成本的话。品质控制是重要的一环,许多品牌只能依靠工厂去完成,因为他们自己缺乏这样的技术。根据Santa Cruz高级碳纤维工程师Nic McCrae的说法,那些廉价的碳纤维产品往往在碳纤维原料上不差,而是差在手工。“我在测试那些廉价产品的时候经常看到它们的堆叠很糟糕,碳布会起皱,厚度也不均匀。但这对于消费者来说,如何识别是一个问题。”我们并不能笼统地对所有碳纤维产品做出评价,因为它们的品质既要看原材料也要看生产工艺。




适合材料的生产流程:零部件只是一部分


  碳纤维零件的生产,需要拥有足够的经验,并且充分了解零件的用途。在研发过程中,很重要的一点是,这个零件不只是单独的一个零件。让我们来看看车把的例子。


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车把测试:Beast ComponentsAndreas Freund博士模拟计算车把的负荷。


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再将样品进行测试。



  车把需要承受许多不同的力,不只有车手在冲刺时候对车把的拉扯,也不只有在落地时的冲击。除了来自车手的压力,车把还要面对刹把夹环、把立和把套的压力。夹环和车把之间的接触面非常重要,影响着车把材料的设计。由于碳纤维是一种各向异性的材料,对压力和侧向负载非常敏感,你可以因为不正确的夹环扭矩而轻易地破坏一根完美的车把。以前的刹把夹环设计是圆形的,和车把之间的接触面积更大。但最新一代的Shimano XTR刹把的夹环是椭圆的,中间有镂空设计减重,导致在车把上的应力更加集中,而不是像传统夹环一样比较分散。这样的夹环设计对碳纤维车把来说是不合适的。


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以前的刹把夹环是圆的。


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现在的新款Shimano XTR刹把夹环长成这样。


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  这样的夹环设计用在碳纤维车把上非常棘手。因为夹环会集中在几个点,你需要非常注意扭矩。


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夹环上的镂空设计是为了减重,然而……


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  你拧得太紧的话,或者是遇到一次摔车,又或者只是正常山地骑行的冲击,都可能会在碳纤维车把上留下咬痕。


  虽然这对安全不构成威胁,但你需要定期检查夹环的扭矩,特别是摔车之后。这个例子说明,不同零件之间的适配程度,和单独一个零件的功能同样重要。




铝合金还是碳纤维——在山路上你能感受到哪些不同?


  山地车的车架、轮圈和车把都有很多铝合金或是碳纤维的产品供选择。不过,因为材料的可能性,缺少真实的测试,又或者只是因为品牌的营销手段,碳纤维产品在过去看起来非常的硬。同时,品牌商们又调整了他们的目标,最新的关键词是舒适度。现在流行的趋势是,产品在性能优异的同时,也要有足够的舒适性。


  “碳纤维可以很有刚性,也可以很有弹性。”——Mirko FillerBeast Components


  现在的碳纤维轮圈,比如Crankbrothers SynthesisZipp 3ZERO MOTO,设计的时候就能够提供柔软、舒适的感觉,而不是将地面的震动毫无过滤地传递给车手。OneUp Components故意将他们的车把设计成有一定的弹性,而不是硬梆梆的死硬。我们采访过的UnnoSanta Cruz,以及其他品牌,都清晰地表示,刚性不再是第一目标,适度的弹性能够让整体性能更佳。日积月累的丰富经验,也让设计师们可以在需要的地方做出所需的刚性和耐久度,同时在特定的方向上保有一定的弹性,特别是用负载指向的单向纤维。


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两台车除了轮组以外的配置是一模一样的。


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我们对Zipp 3ZERO MOTOSanta Cruz Reverse进行了横向评测。


  铝合金在纵向上的刚性和抗拉强度比不上碳纤维。然而,视乎结构和管壁厚度,你也会发现有的铝合金车架和零件非常硬。碳纤维零件可以很硬,也可以很软。车架和零件的骑乘品质,很大程度上是由它们的结构决定的。铝合金没有很高的疲劳强度,但是可以通过有技巧的补强来抵消这点。UnnoCesar Rojo表示,COMMENCAL的铝合金车架非常结实耐用,就是重了点。如果你的预算紧张,那么铝合金零件是安全的选择。好的碳纤维零件,可以在强度与铝合金相若的情况下重量轻一点,或者在相同重量的情况下拥有更强性能。有人会用“发力直接”“干脆”来形容碳纤维车架的骑乘感。但是,由于结构和生产工艺上的差异,我们可以大胆地说,不是所有碳纤维产品都是一样的。碳纤维对结构和设计的限制更小,所以我们能够得到一些造型流畅飘逸的碳纤维车架,令人爱不释手。如果你喜欢车子的造型,那么你也会更加享受骑行。


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  材料疲劳对碳纤维产品造成的影响,不如铝合金产品。优质的碳纤维零件有着很长的寿命,如果你没有弄坏的话。但是,碳纤维零件一旦损坏,不管损伤是否肉眼可见,它的性能都会大打折扣,还可能毫无征兆地断裂。而在这方面,铝合金则更易于判断。铝合金零件在彻底报废之前,会先发生一定程度的弯折和断裂。除非你已经拥有很好的备用零件,不然铝合金肯定比碳纤维来得更让人安心。




自行车整体性能比堆砌零件更重要


  自行车作为一个整体去看待,比它的每一个单独的零件更加重要。举个例子,一个拥有适当舒适度的完美车架,搭配刚性过度的车把和轮组,会发生什么情况?类似地,车把和前叉的刚性很强,但是车架的头管不够硬、或者轮组跟不上,也会使得转向准确度受到影响。对于“你应该选择铝合金还是碳纤维车把”这个问题,是没有统一的答案的,因为不是所有铝合金或是碳纤维零件的品质都是一样的。不同零件之间的差别是如此之大,哪怕它们的材料相同,实际性能还要看它们的设计用途,还有做工。


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  零件之间和谐搭配,比单一零件的性能重要得多。一台车的性能,由它最糟糕的那个零件来决定。当然,你可以从别的地方补救回来,不过到最后还是看整台车的整体性能。我们在评测中反复强调这一点:很容易看得出,哪些品牌对整车配置用心测试,又有哪些品牌只是看着表格简单地堆配置。也要看你的骑乘风格和水平。比如说,职业车手会喜欢刚性爆炸的车把带来的精确操控,而给一个菜鸟来用同样的车把则会受不了颠簸,甚至要停下来休息一下。


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整车搭配比零件堆砌更重要。


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选碳还是选铝,只是许多问题的其中之一。


  在了解你的骑行习惯和你的设定之前,是很难解释铝合金和碳纤维会带来怎样的感受的。Cesar Rojo对此深信不疑:“整车搭配才是王道。”我们请来一些专家,来分享一下他们关于两种材料的经验,以及他们在自己的车上都是用什么的。然而最后还是要你自己去试试。


  “车架显然很重要。我们不会把车架做得太硬。不过有时候车把比车架更重要。我个人不喜欢35mm车把,因为太硬了。我喜欢31.8mm的铝合金车把。”——Cesar RojoUnno


  “如果你想骑得顺心,那么没理由选碳纤维。碳纤维和铝合金零件都可以赢下比赛。我们做出了一些铝合金车架,和碳纤维车架一样轻、一样硬,甚至更胜一筹。骑乘质感会更出色。”——Leo KokkonenPole


  “铝合金车架很棒。但我个人认为,轻量碳纤维车架给我的干脆、灵活、生动的骑乘感受,是铝合金车架无法媲美的。”——Nic McCraeSanta Cruz


  “我们做出的碳纤维车架,性能和中国台湾、中国大陆产的车架不相上下。但是我们能够加入钢纤维所带来的稳定可靠,让你骑碳纤维车架就像铝合金车架一样放心。”——Dave LuyckxREIN4CED

 

  “尽管我以前可以轻易弄到碳纤维轮组,但我很长时间都选择铝合金轮组。但是最近一年半我都在用碳纤维轮组。它们反映灵敏、直接,转向精准,是我想要的。”——Andreas TschanzDT Swiss

 

  “在速降山地车上,我铝合金和碳纤维轮组都会用到。在enduro山地车上,我只要会用碳纤维轮组。”——Nils VerhoevenDT Swiss

 

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不管是碳纤维还是铝合金,优秀的骑乘品质,不只是材料的问题。






我们的意见


  你可能已经发现,这篇文章讨论的不是超轻零件。一台好的山地车,除了重量以外还有很多更加重要的指标,比如性能、操控和寿命。几何大师Chrs Porter则告诉我们,在给车架增重,让车架的重心降低的话,甚至能够提高下坡时的性能。这也是为什么这么多电助力山地车下坡给力的原因——并不需要什么高端的碳纤维零件。你可能也会注意到,我们在文章里没有提到价格。在比较材料的特性时,价格是另一回事,没有太多关系。当然了,在购买零件的时候肯定要看价格的。最后,作为总结,我们提出几个问题,你可以问问自己,帮助你选择最合适自己的材料。


你的预算有多少?


  你打算花多少钱?如果你的手头很紧,答案就很简单了:铝合金!一般来说,你会在价格优惠的铝合金零件上得到更好的体验。如果想要获得碳纤维带来的高性能,你需要买那些高端的碳纤维产品,而高端碳纤维产品又是昂贵的。远离那些便宜得离谱,又或是网上那些没有标志、没有品牌的碳纤维产品。


你的目标是什么?


  你想从碳纤维零件身上得到什么优势?更直接的操控?更多舒适?还是只是为了装逼?明确什么地方需要升级,也是很重要的一点。举个例子,如果你的手臂酸胀,那么很可能是因为车把太硬了。另一面,如果你在过弯的时候抓地力不够,有可能是因为轮组太硬,也可能是因为轮胎选择不对,或者胎压不对。在消费之前,先搞清楚自己需要什么东西。


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你的骑乘风格?


  你会像Brage Vestavik那样用车子撞倒树木吗?还是在树林中间穿梭?如果你经常发现自己的铝合金轮圈上出现坑坑洼洼,那么花钱升级碳纤维轮圈可能就风险很高了。我们也想对上称党们说,enduro用的结实的碳纤维轮圈,不见得比铝合金要轻,但是骑乘质感是完全不一样的。说到轮组,就不得不提轮胎,那和轮圈同样重要。轻量、柔软的轮胎会增加爆胎的风险,从而对碳纤维轮圈造成伤害。我们在2021年的评测中多次证明了这一点。


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  什么东西都可以骑坏,特别是骑行风格足够狂野,或者轮胎太软不适合这种用途的话。

 

你喜欢什么?

 

  说实话,最重要的是你要喜欢自己的车子!如果你的小金库已经爆满,你很想出手拿下那件心动已久的零件,那么对自己好一点,不管是因为硬朗的CNC刀痕、精美的焊缝,还是漂亮的碳纹。话虽如此,不要被营销话术所忽悠,要买那些寿命长的高品质零件,能够让你以后骑车笑出来的好东西。我们希望我们的评测能够帮到你。






总结


  我们也希望能针对“铝合金好还是碳纤维好”这个问题给出一个明确的答案。两种材料都很好,你都值得拥有。决定因素是零件的生产质量,以及它是否和你的车子匹配,比起它的材料重要得多。下一次听到关于碳纤维的神话的时候,当大家都迷信碳纤维的时候,你就可以淡定了。


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文字:Moritz Geisreiter

图片:众人


翻译:轮火竞赛  请勿转载!版权疑问:876048124@qq.com