กระบวนการผลิตเฟรมจักรยาน

เฟรมจักรยานเป็นโครงกระดูกของจักรยาน เชื่อมต่อล้อหน้าและล้อหลัง ที่นั่ง และระบบขับเคลื่อน ต้องคำนึงถึงความแข็งแรง ความแข็งแกร่ง น้ำหนักเบา และความสะดวกสบาย กระบวนการผลิตเฟรมมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพ น้ำหนัก และต้นทุนของจักรยาน เหมาะสำหรับจักรยานเสือหมอบ จักรยานเสือภูเขา จักรยานพับ และจักรยานประเภทอื่นๆ

1. การออกแบบและการเตรียมการ

• การออกแบบเฟรม：ใช้ CAD หรือ SolidWorks ในการสร้างแบบจำลองสามมิติ ปรับโครงสร้างทางเรขาคณิตและการกระจายท่อให้เหมาะสม พิจารณาประเภทการขี่ (เช่น การแข่งรถ การขี่วิบาก) การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) ใช้เพื่อตรวจสอบความแข็งแรงและความแข็งแกร่ง
• การเตรียมวัสดุ：
  • เหล็กกล้า/อลูมิเนียมอัลลอยด์：จัดซื้อท่อหรือแผ่นตามขนาด ตัดเป็นความยาวที่ต้องการ
  • คาร์บอนไฟเบอร์：เตรียมพรีเพรก (ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ + เรซิน) ต้องเก็บไว้ในที่เย็น
  • ไทเทเนียมอัลลอยด์：จัดซื้อท่อที่มีความแม่นยำสูง ตรวจสอบคุณภาพพื้นผิว

2. การขึ้นรูปท่อ

• เหล็กกล้า/อลูมิเนียมอัลลอยด์：
  • การขึ้นรูปด้วยการอัดรีด：อัดรีดแท่งโลหะเป็นท่อ ควบคุมความหนาของผนัง (0.8-2.0 มม.)
  • การดึง：สร้างท่อที่มีรูปร่างผิดปกติ (เช่น ท่อดึงสองชั้น ความหนาของผนังค่อยๆ เปลี่ยนแปลง) โดยการดึงเย็น เพิ่มความแข็งแรงและน้ำหนักเบา
  • การขึ้นรูปด้วยแรงดันน้ำ：ใช้สำหรับท่อที่มีรูปร่างผิดปกติที่ซับซ้อน น้ำแรงดันสูงภายในแม่พิมพ์ (ประมาณ 100 MPa) ทำให้ท่อแนบสนิทกับแม่พิมพ์
• คาร์บอนไฟเบอร์：
  • การขึ้นรูปแบบเรียงซ้อน：เรียงซ้อนพรีเพรกตามมุมที่กำหนด (0°/45°/90°) ควบคุมทิศทางของเส้นใยเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งให้เหมาะสม
  • การอัดขึ้นรูปในแม่พิมพ์：ให้ความร้อนและบ่มในแม่พิมพ์ (120-180°C, แรงดัน 5-10 บาร์) สร้างท่อหรือเฟรมทั้งหมด
• ไทเทเนียมอัลลอยด์：ส่วนใหญ่นิยมใช้ท่อไร้รอยต่อ ต้องตัดและดัดท่ออย่างแม่นยำ

3. การเชื่อมและการเชื่อมต่อ

• เหล็กกล้า：
  • การเชื่อมอาร์กอน (TIG)：เป็นที่นิยม รอยเชื่อมสม่ำเสมอ เหมาะสำหรับท่อผนังบาง
  • การบัดกรีทองแดง：ใช้สำหรับเหล็กโครโมลี อุณหภูมิต่ำ (ประมาณ 900°C) ลดพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน
• อลูมิเนียมอัลลอยด์：
  • การเชื่อม TIG หรือ MIG：ต้องควบคุมอุณหภูมิในการเชื่อม (ประมาณ 600°C) หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปซึ่งจะทำให้ความแข็งแรงลดลง
  • การอบชุบหลังการเชื่อม：การอบชุบด้วยความร้อน (T6, การชุบแข็งที่ประมาณ 500°C + การอบคืนตัวที่ 180°C) เพื่อฟื้นฟูความแข็งแรงของวัสดุ
• คาร์บอนไฟเบอร์：
  • การติดกาว：ใช้เรซินอีพ็อกซี่ในการติดท่อและข้อต่อ (เช่น ข้อต่ออลูมิเนียมอัลลอยด์หรือคาร์บอนไฟเบอร์)
  • การขึ้นรูปชิ้นเดียว：เฟรมระดับไฮเอนด์ใช้การขึ้นรูปแม่พิมพ์โดยรวม ไม่จำเป็นต้องเชื่อม
• ไทเทเนียมอัลลอยด์：
  • การเชื่อม TIG：ต้องดำเนินการภายใต้การป้องกันด้วยก๊าซเฉื่อย เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชัน
  • การวางตำแหน่งด้วยอุปกรณ์จับยึด：ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมมีความแม่นยำ (ค่าเบี่ยงเบน <0.2 มม.)
• ชิ้นส่วนเชื่อมต่อ：เช่น กระโหลก (โครงยึดเพลาล่าง) ท่อคอ ฯลฯ ต้องมีการประมวลผลที่มีความแม่นยำสูง (ค่าความคลาดเคลื่อน ±0.1 มม.) เพื่อให้เข้ากับอุปกรณ์มาตรฐาน

4. การเจาะรูและการตกแต่ง

• การเจาะรู：
  • เฟรมต้องเจาะรูเกลียว (สำหรับที่ใส่ขวดน้ำ การติดตั้งเบรก) และรูทะลุ (สำหรับการร้อยสาย)
  • การประมวลผลด้วยเครื่อง CNC：เครื่อง CNC ใช้สำหรับการเจาะและกัดที่มีความแม่นยำสูง ค่าความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งรู ±0.05 มม.
  • การเจาะด้วยมือ：ใช้สำหรับเฟรมจำนวนน้อยหรือเฟรมสั่งทำพิเศษ ประสิทธิภาพต่ำ
• การตกแต่ง：
  • การกัด/การเจียร：กำจัดครีบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อต่อเรียบ
  • การต๊าปเกลียว：ประมวลผลเกลียวกระโหลกและที่ใส่ขวดน้ำ ต้องใช้ดอกต๊าปที่มีความแม่นยำสูง

5. การปรับสภาพพื้นผิว

• เหล็กกล้า：
  • การยิงลูกปืน/การพ่นทราย：กำจัดชั้นออกไซด์ ความหยาบของพื้นผิว Ra 3.2-6.3μm
  • การชุบด้วยไฟฟ้าหรือการพ่นสี：การป้องกันสนิม โดยทั่วไปใช้สีรองพื้นอีพ็อกซี่ + สีทับหน้าโพลียูรีเทน ความหนาของชั้นเคลือบ 50-100μm
• อลูมิเนียมอัลลอยด์：
  • การชุบอะโนไดซ์：สร้างฟิล์มออกไซด์ (10-20μm) เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความสวยงาม
  • การพ่นสี：สามารถเลือกเคลือบแบบด้านหรือแบบเงา เพิ่มรูปลักษณ์
• คาร์บอนไฟเบอร์：
  • การเคลือบด้วยวานิช：ปกป้องชั้นเส้นใย ความหนาประมาณ 30-50μm รักษารูปแบบคาร์บอนไฟเบอร์
  • สติกเกอร์：เพิ่มเอกลักษณ์ของแบรนด์ ต้องทนต่อการสึกหรอและสภาพอากาศ
• ไทเทเนียมอัลลอยด์：
  • การขัดลาย：สร้างพื้นผิวที่สม่ำเสมอ ไม่จำเป็นต้องเคลือบเพิ่มเติม รักษาสัมผัสของโลหะ

6. การตรวจสอบคุณภาพ

• การตรวจสอบขนาด：ใช้เครื่องวัดพิกัดสามมิติเพื่อตรวจสอบความยาวท่อ มุม และความแม่นยำของตำแหน่งรู (ค่าเบี่ยงเบน <±0.2 มม.)
• การทดสอบความแข็งแรง：จำลองภาระการขี่ (ประมาณ 1000N) ตรวจสอบการเสียรูปของเฟรมและอายุการใช้งานที่เมื่อยล้า
• คุณภาพพื้นผิว：ตรวจสอบรอยเชื่อม ความสม่ำเสมอของการเคลือบ และไม่มีรอยแตก ฟองอากาศ
• การทดสอบการประกอบ：ติดตั้งอุปกรณ์มาตรฐาน (เช่น โช้คอัพหน้า ชุดจานปั่น) ตรวจสอบความเข้ากันได้