騎什麼丨韓博士摺疊車大講堂3 生產材料對比——碳最好？

美騎網之前與各位分享了摺疊自行車的設計策略、整車技術標準及品牌供應鏈類型。本篇繼續與各位分享摺疊車的五種生產材料及對比。摺疊自行車材料的選擇大體上和普通自行車一樣，但是延後了大約數十年。現按照當今的流行順序降序排列，分別是：鋼材、鋁材、碳纖維、鈦、鎂。

▲鋁合金

▲鋼

鋁合金與鋼材

現如今的大多數摺疊自行車材料為鋼材或鋁合金，鋁合金因其內在優勢和及其成本的下降，佔比迅速超過鋼材。

碳纖維

為了進一步減輕摺疊自行車重量，大約六家製造商為此嘗試使用碳纖維複合材料。面臨的挑戰在於碳纖維和金屬部件、鉸鏈等的可靠耦合。此類車架截至目前還不是極為成功，可能是因為設計、生產和營銷的投入不足。但是碳纖維成為高端摺疊自行車產品的主要材料只是時間問題。例如，Allen Sports生產的超輕Ultra X。

▲鎂合金輪

鎂合金

過去的數十年中，許多公司試圖製造鎂合金自行車車架，包括摺疊自行車。優良的鎂合金的密度和張力強度大概是鋁合金6061的70%。對於製作同樣重量和抗刮痕的摺疊自行車，使用鎂合金可以做得管徑更大且剛度更高。這使得鎂在理論上比鋁更適合於大多數自行車和摺疊自行車。

此外，與鋁不同的是，鑄造良好的鎂部件孔隙較少，易於焊接且可靠。鍛造或熔鍛的鎂具有足夠的強度，可以在很多應用方面代替鋁。之前引發諸多問題的氧化如今已通過加入稀土鑄成合金大體上得到控制，同時適當塗層。鎂不是很貴，是地球上較為常見的元素。2007年，鎂替代了70%的鋁用於豐田汽車部件。

遺憾的是，中國作為世界上鎂和稀土的主要供應國家，自行車用管件供應還不是很穩定，並且自行車產業的焊接技術還不是很成熟。許多不畏艱難的公司都付出了先驅者所付的代價。現在的鎂就像自行車行業40年前的鋁一樣，問題不在於是否可用，而僅在於生產工藝，但鎂制車輪的使用已經很普遍。未來，我們會看到更多鎂制車架以及部件。本質上說，鎂具有在某些中高端自行車用料上最終替代（甚至完全取代）其他材料的潛質。

鈦合金

數十年來，鈦在航天工業中的應用——因其高度的強度-重量比以及生產的純熟，使得鈦大受追捧。市場上有許多鈦制摺疊車架供用戶DIY。但是，由於成本高，鈦制車架和部件在不遠的將來還將僅作為高端選配。

上表比較了5種車架材料的密度和抗拉強度。第四列「強度係數」通過第三列除以第二列得出。從此處數據看來，碳纖維複合材料的優勢並不是很「強大」，因為纖維具有方向性（與金屬的各向同性相反），每段管子必須有多種方向性要求（至少4種，兩種扭力，兩種柔韌；有時還有第五種方向：拉力），結果會用去更多的纖維。同樣的，碳纖維可用於各個地方，尤其是鉸鏈周圍，以應對應力集中。總而言之，碳纖維複合材料可以根據各種強度、剛度要求提供最輕的車架。

出處：大行

作者：韓德瑋。大行創始人，美國著名激光物理學家和企業家。