राल एक गुमनाम नायक है जो आपके कार्बन फ्रेम को एक साथ रखता है, और यह प्रदर्शन के लिए उतना ही महत्वपूर्ण है।
ज्यादातर रोडीज से पूछें कि उनकी बाइक का फ्रेम किस चीज से बना है और इसका जवाब 'कार्बन' होगा। किसी से भी पूछें जो साइकिल फ्रेम बनाने में शामिल है (या वास्तव में इस बुने हुए आश्चर्य सामग्री से बने अन्य उत्पाद) और आपको अधिक जटिल उत्तर मिलेगा।
'बाइक उद्योग में हम आमतौर पर कार्बन की बात सुनते हैं लेकिन वास्तव में यह बहुत सरल है - एक सामान्यीकरण, 'जर्मन व्हील निर्माता लाइटवेट में इंजीनियरिंग के प्रमुख थॉमस लेशिक कहते हैं। 'यह वास्तव में कार्बन फाइबर और एपॉक्सी राल का एक मैट्रिक्स है। अधिक सटीक शब्द CFRP है - कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक।'
तो हमारे बेहद प्रतिष्ठित घोड़े मजबूत प्लास्टिक बाइक से कुछ ज्यादा हैं। यह एक सरल संक्षिप्त नाम है, और रेजिन के महत्व को समझाने के लिए एक लंबा रास्ता तय करता है - जो कि CFRP का प्लास्टिक (या बहुलक) हिस्सा है। अनिवार्य रूप से राल मिश्रित सामग्री को इसकी कठोरता देता है। कार्बन फाइबर बाइक में विशेषज्ञता वाली कंपनी अप्रैल के फिल डेम्पसी कहते हैं, 'कार्बन फाइबर पूरी तरह से एक कपड़ा है। अकेले यह सिर्फ कपड़े का एक टुकड़ा है।'
जब उत्पाद विवरण और साथ में विपणन क्षेत्र की बात आती है, कार्बन फाइबर ब्रांड या प्रकार (जैसे Toray, T800, 65HM1K, अल्ट्रा हाई मॉड्यूलस) को नियमित रूप से तैयार उत्पाद की विशेषताओं की मूलभूत विशेषता के रूप में तुरही दी जाती है। यह ऐसा है जैसे खेलने में और कुछ नहीं है, लेकिन वास्तव में तंतु फ्रेम सामग्री के आधे से अधिक हिस्से को बनाते हैं। बाकी एपॉक्सी राल है, जो स्पष्ट रूप से एक आधुनिक बाइक के प्रदर्शन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभानी चाहिए।फिर, मार्केटिंग ब्लर्ब में शायद ही इसका उल्लेख क्यों किया जाता है?
CFRP का ABC
| सीएफआरपी |
कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक (या बहुलक)। संदर्भित मिश्रित सामग्री को कार्बन या कार्बन फाइबर के रूप में। |
| इलाज |
एक CFRP संरचना को 'सेट' करने के लिए गर्मी और अक्सर दबाव डालने की प्रक्रिया राल और तैयार टुकड़े को कठोरता प्रदान करें। |
| फाइबर | कार्बन के स्ट्रेंड्स जो एक CFRP संरचना के सुदृढ़ीकरण तत्व को बनाने के लिए एक साथ बुने या बुने जाते हैं। अक्सर 'फिलामेंट्स' कहा जाता है। |
| मोल्ड | वह भौतिक घटक जिसके अंदर और आसपास कार्बन फाइबर शीट फ्रेम बनाने के लिए रखी जाती हैं। |
| प्लाई बुक | अनिवार्य रूप से गौरवशाली सिलाई पैटर्न की एक किताब। इनमें विस्तार से बताया गया है कि कार्बन फाइबर के प्रत्येक व्यक्तिगत टुकड़े को कैसे काटा और इकट्ठा किया जाता है, और वे सबसे नज़दीकी संरक्षित रहस्य हैं। |
| प्री-प्रेग | बिना इलाज राल के साथ लगाए गए कार्बन फाइबर धागे की चादरें। |
| राल | एक CFRP संरचना के भीतर फाइबर को एक साथ जोड़ने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक तरल बहुलक। |
अंदरूनी ज्ञान
एक तैयार कार्बन फाइबर बाइक में राल की भूमिका को समझने के लिए, हमें निर्माण प्रक्रिया को समझने की जरूरत है, और इसमें राल को कैसे शामिल किया जाता है।
संक्षेप में कार्बन फाइबर निर्माण दो प्रकार के होते हैं: गीला और सूखा। गीले निर्माण के लिए, एक कंपनी कार्बन फाइबर कपड़ा खरीदती है जो पहले से ही राल के साथ लगाया जाता है, जिसे प्री-प्रेग के रूप में जाना जाता है।इन चिपचिपी चादरों को एक सांचे में या उसके आसपास बिछाया जाता है और फिर कठोरता पैदा करने के लिए गर्मी और दबाव का उपयोग करके ठीक किया जाता है। सूखी राल जलसेक निर्माण तकनीक दो अलग-अलग रूप ले सकती है। पहला प्री-प्रेग निर्माण के तरीके के समान है, जिसमें सूखे कपड़े के कटे हुए आकार एक सांचे के ऊपर रखे जाते हैं, जिसमें राल को इलाज प्रक्रिया के हिस्से के रूप में जोड़ा जाता है। टाइम और बीएमसी (इसकी इम्पेक बाइक्स के साथ) जैसी कंपनियों द्वारा इस्तेमाल की जाने वाली दूसरी तकनीक में एक ही लंबाई में एक साँचे के ऊपर एक निरंतर ट्यूबलर सॉक जैसी संरचना को खींचना शामिल है। यहां से, राल को पहले से बनी आकृतियों के दबाव में जोड़ा जाता है।
जायंट एकमात्र ऐसा ब्रांड है जो 'स्पूल से लेकर फिनिश' तक अपने सभी कार्बन प्री-प्रेग उत्पादों का निर्माण करता है - यानी यह अपने कार्बन फाइबर को बड़े स्पूल पर धागे के रूप में खरीदता है, अपना स्वयं का राल जोड़ता है, और इसके फ्रेम, बार, तने और सहायक उपकरण बनाने के लिए चला जाता है। विशाल, फिर, रेजिन के महत्व के बारे में पूछने के लिए एक अच्छी कंपनी की तरह लगता है।
इसके यूके उत्पाद और प्रशिक्षण प्रबंधक, डेविड वार्ड कहते हैं, 'हमारा कार्बन फाइबर फिलामेंट सीधे टोरे [दुनिया का सबसे बड़ा कार्बन फाइबर उत्पादक] से स्पूल रूम तक पहुंचाया जाता है। वहां से इसे करघे में पिरोया जाता है और विशाल कार्बन क्लॉथ शीट में बुना जाता है। यह बुनाई के बाद है कि राल जोड़ा जाता है। राल रोलर असेंबली के ऊपर एक गर्त में बैठता है और चलती कपड़े पर पारित किया जाता है, रोलर्स के माध्यम से फिलामेंट्स पर लगाया जाता है। प्रक्रिया एक सरल है, और जायंट द्वारा उपयोग की जाने वाली तकनीक काफी हद तक सभी निर्माताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली तकनीक के समान है प्री-प्रेग कार्बन फाइबर। लेकिन हालांकि यह अपने यांत्रिकी में सरल हो सकता है, तैयार उत्पाद की अखंडता के लिए सटीकता, दोहराव और नियंत्रण महत्वपूर्ण हैं।
वार्ड कहते हैं, 'राल को हर एक फिलामेंट के बीच प्रवाहित होना चाहिए और पूरी तरह से कोट करना चाहिए। 'उत्पादन लाइन के अंत से अच्छा प्री-प्रीग प्राप्त करने के लिए अच्छा राल वितरण महत्वपूर्ण है।' अप्रैल में डेम्पसी कहते हैं, 'यह इतना महत्वपूर्ण है कि राल परतों के माध्यम से चला जाता है।यदि आपको राल गलत लगता है, तो आपके पास एक टूटा हुआ फ्रेम है। यह वास्तव में महत्वपूर्ण है।'
इसकी मोटाई में
'चूंकि राल इलाज के बाद एक विशाल फ्रेम का 40% बनाता है, राल एक बहुत ही महत्वपूर्ण हिस्सा है, ' वार्ड कहते हैं। 'एक बार जब यह थर्मोसेट [ठीक हो जाता है], तो यह राल है जो संरचना को कठोरता देता है। बुनियादी संरचनात्मक गुणों के अलावा, राल एक और महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। डेम्पसी कहते हैं, 'आपको तनाव को एक हिस्से से दूसरे हिस्से में स्थानांतरित करना होगा। यह रेजिन है जो फाइबर की परतों के बीच भार के हस्तांतरण की अनुमति देता है।'
विभिन्न रेजिन अंतिम उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित करेंगे। डेम्पसी कहते हैं, 'यदि राल बहुत चिपचिपा है, तो यह कार्बन के माध्यम से नहीं चलेगा और आप एक दूसरे को छूने वाले तंतुओं के साथ समाप्त हो जाएंगे। आदर्श रूप से आप चाहते हैं कि वे सूक्ष्म रूप से अलग हो जाएं।'
फिर कंप्रेसिबिलिटी की समस्या है, जो कार्बन संरचनाओं की मोटाई को प्रभावित करती है। डेम्पसी कहते हैं, 'राल में अलग-अलग एडिटिव्स कंप्रेसिबिलिटी को प्रभावित करेंगे।'आप राल की विशेषताओं के आधार पर एक अलग परत मोटाई प्राप्त कर सकते हैं। आम तौर पर, सस्ता रेजिन मोटा होगा। एक अच्छे राल के साथ, कार्बन फाइबर माइक्रोन अलग हो सकते हैं। यह आपको समान ताकत वाले गुणों के लिए पतली दीवारें देता है, जिसका अर्थ है एक हल्का फ्रेम। एक सस्ता राल फाइबर और परतों के बीच अधिक सामग्री छोड़ता है।'
जैसा कि जाइंट पूरी तरह से इन-हाउस बनाती है, यह अपने स्वयं के रेजिन विकसित करने में सक्षम है। वार्ड कहते हैं, 'अब हम अपनी तीसरी पीढ़ी के राल विकास पर हैं। मोल्डिंग और इलाज प्रक्रिया के छोटे विवरण सभी राल गुणों के लिए नीचे हैं - जिस तापमान पर यह बंद हो जाता है और इलाज में समय लगता है। अपने कार्बन उत्पादों की विस्तृत कीमत सीमा के कारण, जाइंट दो प्रकार के राल का उपयोग करता है। वार्ड कहते हैं, 'उन्नत एसएल उत्पादों को छोड़कर सभी उत्पाद लाइनों पर हमारे मानक राल का उपयोग किया जाता है।' 'उन्नत एसएल के लिए, हम एक नैनो-प्रौद्योगिकी योजक का उपयोग करते हैं। नैनोपार्टिकल्स हमारे फ्रेम के प्रभाव प्रतिरोध को 18% तक बढ़ा देते हैं और कठोरता या वजन पर कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं पड़ता है।हालांकि उनकी कीमत बहुत अधिक है।'
कणों का एक अतिरिक्त उपोत्पाद इलाज के दौरान बेहतर दीवार संघनन है। 'नैनोपार्टिकल्स राल को ले-अप में सूक्ष्म रिक्तियों को भरने की अनुमति देते हैं। रेजिन वास्तव में बेहतर प्रवाहित होता है, voids की संभावना को कम करता है और दीवार की मोटाई को कम करता है, ' वार्ड कहते हैं।
जैसा कि डेम्पसी बताते हैं, शून्य को कम करने में राल की भूमिका फ्रेम की संरचनात्मक अखंडता में एक महत्वपूर्ण बिंदु है। 'राल में रिक्तियां छेद हैं जो तनाव एकत्र करेंगे,' वे कहते हैं। 'ये संभावित रूप से विफलता बिंदु हैं, और परतें अलग होने के कारण अलग होने से आवाजें विफल हो जाती हैं। आप अभी भी बिना रिक्तियों के प्रदूषण प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन आप कंपोजिट में कम से कम हवा की जेब का लक्ष्य रखना चाहते हैं।'
लोड ट्रांसफरिंग, दीवार की मोटाई और मजबूती के अलावा, रेजिन का बाइक की सवारी पर प्रभाव पड़ सकता है। डेम्पसी कहते हैं, 'एक साधारण दृष्टिकोण से, आप रेजिन को राल और हार्डनर के साथ दो-पैक अरल्डाइट शैली के उत्पाद के रूप में सोच सकते हैं। किसी दिए गए राल के साथ उपयोग किए जाने वाले हार्डनर की मात्रा सवारी की गुणवत्ता पर काफी प्रभाव डाल सकती है।एक अच्छे बाइक फ्रेम के लिए, आपको कार्बन फाइबर की परतों के बीच तनाव के हस्तांतरण की अनुमति देने के लिए एक ठीक राल के भीतर कुछ फ्लेक्स की आवश्यकता होती है। आप इसे कम हार्डनर वाले मजबूत रेजिन का उपयोग करके प्राप्त कर सकते हैं। चतुर डिजाइनर किसी दिए गए वजन के लिए एक कठोर या अधिक अनुरूप संरचना प्राप्त कर सकते हैं। आप कठोरता के लिए एक राल पर भरोसा नहीं कर सकते हैं, लेकिन एक इंजीनियर के रूप में, आपको उन संभावित गुणों से अवगत होना चाहिए जो राल एक तैयार संरचना में जोड़ सकते हैं। '
रेजिन स्पष्ट रूप से तैयार फ्रेम की गुणवत्ता के लिए महत्वपूर्ण हैं, इसलिए हम इस सवाल पर लौटते हैं कि हम उनके बारे में इतना कम क्यों सुनते हैं।
डेम्पसी कहते हैं, 'राल एक अनुमति देने वाला है, फीचर ड्राइवर नहीं। 'राल हमें कार्बन फाइबर की विभिन्न परतों को एक साथ जोड़ने की अनुमति देता है - उदाहरण के लिए T700 से T800 - हमारे लिए मौजूद फाइबर के विभिन्न गुणों का उपयोग करने के लिए। यह एक कठिन बिक्री है, और स्पिन करना बहुत मुश्किल है, लेकिन उनकी भूमिका को कम करके नहीं आंका जाना चाहिए।'
जायंट्स डेविड वार्ड इसे और अधिक संक्षेप में कहते हैं: 'रेजिन केवल एक गोंद है। वे सिर्फ सेक्सी नहीं हैं।'
पल की गर्मी
यह देखते हुए कि अधिकांश बाइक निर्माता प्री-प्रेग कार्बन का उपयोग करते हैं, फ्रेम के प्रदर्शन को प्रभावित करने के लिए राल का उपयोग करने के मामले में उनकी पसंद सीमित है। लेकिन यह लोगों को नई दिशाओं की तलाश करने से नहीं रोकता है, या विभिन्न उत्पादों के उत्पादन के लिए राल और प्री-प्रेग कंपनियों को आगे बढ़ाने से नहीं रोकता है।
डेम्पसी कहते हैं, 'हम भागीदारों को एक राल बनाने के लिए काम कर रहे हैं जो कमरे के तापमान पर नहीं जाती है। डिजाइन के साथ एक सीमित कारक यह है कि जैसे ही आप इसके कोल्ड स्टोरेज से प्री-प्रेग लेते हैं, यह हवा में ठीक होना शुरू हो जाता है। यह क्योरिंग ओवन के बाहर पूरी तरह से सख्त नहीं होगा, लेकिन यह "बंद हो जाएगा"। एक प्री-प्रेग जिसने हमें एक अधिक जटिल ले-अप प्रक्रिया का उपयोग करने की अनुमति दी, और अपनी प्लाई बुक [देखें शब्दकोष, बाएं] को उस स्तर तक विकसित किया, जो हमें अपने अंतिम परिणाम से कहीं अधिक प्राप्त करने की अनुमति देगा। यह हमारे लिए शानदार होगा।'
एक क्षेत्र जहां रेजिन एक बड़ी भूमिका निभाते हैं, वह है कार्बन व्हील निर्माण। यहां रेजिन न केवल संरचनात्मक अखंडता और पहिया की कठोरता के लिए महत्वपूर्ण हैं, बल्कि ब्रेकिंग प्रदर्शन के लिए भी महत्वपूर्ण हैं।
लाइटवेट के लेसचिक कहते हैं, 'राल का सबसे कमजोर बिंदु उसका तापमान व्यवहार है। अधिकांश रेजिन में 150 डिग्री सेल्सियस से अधिक की समस्या होती है। पिछले 10 वर्षों में हमने अपने रेजिन के तापमान प्रतिरोध को तीन गुना बढ़ा दिया है।'
लगभग हर साइकिल चालक ने गर्मी के निर्माण के कारण कार्बन व्हील के लंबे अवतरण पर विफल होने के बारे में एक डरावनी कहानी सुनी होगी, लेकिन वास्तव में क्या होता है जब ब्रेक पैड रिम से मिलता है? लेसिक कहते हैं, 'ट्राइबोलॉजी सापेक्ष गति में परस्पर क्रिया करने वाली सतहों का विज्ञान और इंजीनियरिंग है। इसमें घर्षण, स्नेहन और पहनने के सिद्धांतों का अध्ययन और अनुप्रयोग शामिल है। गीले या सूखे परिस्थितियों में रबर ब्रेक पैड के साथ सीएफआरपी रिम पर ब्रेक लगाना एक ऐसी जनजातीय प्रणाली है। उच्च तापमान प्रतिरोधी रेजिन के बिना अच्छे ब्रेक प्रदर्शन के लिए इस प्रणाली का अनुकूलन संभव नहीं है।'
फ्रेम प्रदर्शन के साथ, यह रेजिन में एडिटिव्स हैं जो गर्मी प्रतिरोध और कीमत में जोड़ते हैं।ऐसा ही एक योजक एक सिरेमिक - सिलिका है। जबकि अप्रेयर पहिए नहीं बनाता है, डेम्पसी इस प्रक्रिया को समझता है: 'रेजिन कार्बन रिम संरचना में बड़े पैमाने पर अंतर करते हैं। उदाहरण के लिए, सिलिका जोड़ने से संरचना के शरीर से पर्याप्त मात्रा में गर्मी दूर हो जाती है और एयरफ्लो को मानक सीएफआरपी रिम की तुलना में रिम को बेहतर तरीके से ठंडा करने की अनुमति मिलती है। कॉपर एक बेहतरीन एडिटिव होगा क्योंकि इसमें भारी मात्रा में गर्मी खींचने की क्षमता होती है, लेकिन अगर किसी सूक्ष्म दरार के माध्यम से नमी मिल जाती है तो सल्फर के राल में रिसने की संभावना होती है। इससे लगभग निश्चित प्रदूषण होगा। हीट सिंक - राल के भीतर की जाली - में काफी संभावनाएं हैं। यह तकनीक अच्छी आ सकती है।'
लाइटवेट के लेस्चिक को भी राल के विकास में बहुत विश्वास है: 'हम रिम-ब्रेकिंग रिम्स के अनुकूलन को देख रहे हैं। स्मार्ट रेजिन के साथ हम निश्चित हैं कि हम राइडर को डिस्क के समान ब्रेक प्रदर्शन दे सकते हैं, जिसमें एक भी अतिरिक्त वजन नहीं है।'
कठिन सच्चाई
यह स्पष्ट है कि राल बाइक निर्माण प्रक्रिया का एक गुमनाम नायक है।यह कार्बन फाइबर उत्पादों की कठोरता, मजबूती, वजन, सुरक्षा और कीमत को प्रभावित कर सकता है, तो क्या हम निर्माताओं से अपेक्षा कर सकते हैं कि वे अपने चिपचिपे सामान के चमत्कारों के बारे में गीतात्मक वैक्सिंग शुरू करें? शायद नहीं, क्योंकि यह अभी भी एक जटिल प्रणाली का केवल एक हिस्सा है। खराब गुणवत्ता वाले कार्बन फाइबर या बिना प्रेरित निर्माण तकनीकों के लिए महान-गुणवत्ता वाला राल नहीं बनेगा। जैसा कि लाइटवेट के लेस्चिक कहते हैं, 'यह हर बार समान होता है: एक अच्छा केक बनाने के लिए आपको सही अनुपात में सही सामग्री की आवश्यकता होती है, अच्छी तरह से बनाई जाती है।'
कार्बन शब्दजाल: इसका क्या मतलब है?
