Сегодня велосипеды стали намного лучше и совершеннее, чем раньше, благодаря многолетним разработкам. Использование алюминиевого литья под давлением является одним из основных факторов развития технологий производства. С помощью этого процесса производители могут создавать точные объекты, прочные и легкие. По мере того как велосипедная индустрия внедряет новые технологии, литье алюминия под давлением все чаще используется для изготовления деталей велосипедов, которые отличаются производительностью и превосходством. 

В этой статье рассказывается об алюминиевом литье под давлением, его основных областях применения, распространенных способах изготовления велосипедных деталей и его вероятном влиянии на велосипедный спорт в ближайшие годы.

Обзор изменений в деталях велосипедов

Многое изменилось в велосипедах с тех пор, как они впервые появились в начале 1800-х годов. Вся конструкция современных велосипедов, независимо от того, простые они или продвинутые, претерпела значительные изменения.

Началось в ранний период, с 1817 по 1860-е годы

История велозапчастей начинается с изобретения Карлом Дрейсом в 1817 году велосипеда Draisine, который он назвал "лошадью для хобби". В этом транспортном средстве, которое приводилось в движение ногами велосипедиста, не было ни педалей, ни цепи. Из дерева были сделаны только рама и колеса, без тормозов, коленчатого вала и подшипников. Это был не настоящий велосипед, но он дал толчок прогрессу в создании велосипедов в будущем.

1860-1880-е годы, революция педалей

Затем к переднему колесу Velocipede были добавлены педали, поэтому его стали называть "костотрясом". Железные рамы и деревянные колеса с шинами из твердой резины делали велосипеды неудобными для езды. Когда были изобретены педали, они освободили место для первого кривошипа, что помогло усовершенствовать трансмиссию. Однако тормоза и передачи на этих велосипедах были не очень эффективными, поэтому они могли быстро ездить только в ограниченных ситуациях.

Эпоха высоких колес длилась с 1870-х по 1880-е годы.

Этот тип велосипеда назывался Penny Farthing, поскольку у него было большое переднее колесо и гораздо меньшее заднее. Езда на большом переднем колесе обеспечивала скорость при каждом нажатии на педаль, но это также представляло опасность. Поскольку велосипедист находился высоко над землей, падение могло привести к травме. В конце 1800-х годов появились колеса со шпорами, примитивные тормозные рычаги и более совершенные педальные кривошипы. Несмотря на то, что ездить на нем было сложно, высокие колеса помогли повысить стандарты велосипедов как в металле, так и в колесах.

Инновация безопасного велосипеда 

Именно "Безопасный велосипед" Джона Кемпа Старли, представленный в 1885 году, значительно изменил представление о велосипедах. Поскольку у него было два колеса одинакового размера, цепь, приводящая в движение заднее колесо, и низкий центр тяжести, он стал первой конструкцией современного велосипеда. Благодаря этой конструкции мы до сих пор используем цепные передачи, фриулы, надувные шины и тормоза с суппортом. Новые изобретения сделали езду на велосипеде более безопасной, удобной и эффективной, что позволило большему числу людей наслаждаться велосипедом.

В XX веке автомобили были усовершенствованы и выпускались в больших количествах.

Именно во время и вскоре после войн XX века велосипеды быстро прогрессировали и стали массово производиться. В 1930-х годах использование переключателей скоростей позволило велосипедистам регулировать свою скорость при движении в гору или по ровной местности. С 1950-х по 1970-е годы в ободах, рулях и шатунах стали использовать алюминий, потому что он был легче стали, но такой же прочный. Быстросъемные шампуры, педали без зажимов и улучшенные тормозные системы - это одни из последних инноваций, которые помогли создать современные велосипеды.

Годы с 1980-х по настоящее время

В 1980-х годах были разработаны горные, гоночные и электронные велосипеды способствовали новому прогрессу в области велосипедных конструкций и материалов. Во многих категориях велосипедов стали использоваться амортизационные вилки, дисковые гидравлические тормоза, аэродинамические колесные пары и бескамерные шины. Благодаря их использованию детали стали легче, прочнее и сложнее. Современные велосипеды часто оснащаются электронными передачами, моторами, встроенными в велосипед, и различными деталями, изготовленными с помощью ЧПУ или литья под давлением. Современные велосипеды отличаются высокой эффективностью, поскольку в них используются как старые, так и новые инженерные принципы.

Изучение литья алюминия под давлением

При литье алюминия под давлением расплавленный алюминий заливается в стальную форму. Когда металл затвердевает, форма открывается, и из нее вытекает только что сформированный объект. Этот метод позволяет получать сложные формы с точными размерами и гладкой поверхностью.

Как правило, в литье под давлением используются две важные технологии:

• При литье под давлением в горячей камере используются низкоплавкие металлы, такие как цинк.
• Для литья под давлением в холодной камере используется алюминий, поскольку его приходится плавить при гораздо более высоких температурах.

Именно холодное камерное литье обычно используется при изготовлении велосипедов благодаря тому, что алюминий обладает соответствующими свойствами. В результате можно получить множество легких деталей, которые в равной степени прочны и надежны.

Почему алюминий?

Многие детали велосипедов сегодня изготавливаются из алюминия. Причины его популярности кроются в его полезных свойствах.

• Уменьшенный вес: Алюминий - легкий материал, что позволяет минимизировать вес велосипеда, что очень важно как для гонок, так и для горного велосипеда.
• Устойчивость к коррозии: Алюминий устойчив к коррозии, потому что не ржавеет со временем. Специальный слой оксида на поверхности предотвращает его повреждение под воздействием окружающей среды.
• Что-то среднее между сталью и пластиком: Несмотря на меньшую прочность по сравнению со сталью, алюминий весит меньше и легко поддается формовке.
• Экологически чистый: Экологически чистый способ купить напитки - выбрать алюминий, поскольку его можно многократно перерабатывать.
• Экономичность: Производить алюминиевые изделия в больших количествах гораздо проще, поскольку этот материал стоит дешевле, чем углеродное волокно или титан.

Упомянутые ранее преимущества делают алюминий полезным для большего количества деталей велосипеда, и многие из них также изготавливаются методом литья под давлением.

Как литой алюминий используется в качестве компонентов для велосипедов?

Литье под давлением осуществляется поэтапно, чтобы гарантировать отличное качество готовых алюминиевых деталей. Вот как это происходит:

1. Изготовление формы

Специальная стальная форма создается по чертежу изготавливаемой детали. Производители быстро очищают форму и наносят на нее смазку при каждом запуске.

2. Нагрев алюминия до расплавления

Алюминиевая болванка нагревается в печи до температуры около 660°C (1220°F). Чтобы алюминий был однородным, расплавленный алюминий поддерживается при постоянной температуре.

3. Заполнение формы

Расплавленный алюминий под очень высоким давлением выталкивается в полость формы с помощью машины для литья под давлением с холодной камерой. Благодаря этому давлению металл принимает правильную форму внутри формы.

4. Охлаждение и настройка

В течение нескольких секунд алюминий затвердевает и застывает внутри матрицы. Правильное охлаждение необходимо для минимизации дефектов в деталях и повышения их прочности.

5. Часть выбрасывается из тела

Как только металл полностью затвердеет, форму открывают, и сформированная деталь извлекается. Производители деталей могут безопасно освободить изделие с помощью выталкивающих штифтов.

6. Следующие шаги - обрезка и отделка

Излишки пластика (например, вспышки или побеги) отрезаются. Для достижения лучших эксплуатационных характеристик и внешнего вида деталь может быть подвергнута механической обработке, полировке, обработке поверхности или покраске.

7. Мониторинг и проверка качества

Каждая деталь проверяется на наличие дефектов, таких как открытые участки, трещины и неровности. При обеспечении качества важно, чтобы все произведенное доходило до конечной стадии или отправки только в том случае, если оно точно соответствует спецификациям.

Детали велосипедов, изготовленные методом литья алюминия под давлением

Значительное количество деталей, необходимых для велосипеда, может быть изготовлено с помощью литья под давлением из алюминия. Кузов содержит множество деталей, которые должны быть прочными, долговечными и точными, чтобы функционировать должным образом. Многие люди используют эти слова именно для этой цели:

1. Кривошипные рычаги

С помощью шатунов энергия от ваших ног передается на трансмиссию. Легкие шатуны сложной формы можно изготовить с помощью процесса, известного как литье под давлением.

2. Педальные тела

Они должны поддерживать велосипедиста и выдерживать регулярные движения ног. Эти литые карбоновые педали прочны, могут быть изготовлены по вашему желанию, а также позволяют встроить в их дизайн ворота и отражатели.

3. Тормозные рычаги

Безопасность тормозов обеспечивается, когда рычаги имеют идеальную форму и прочность. Благодаря литью под давлением производители изготавливают рычаги, которые удобны и всегда работают одинаково.

4. Зажимы и стойки сидений

Они поддерживают сиденье и позволяют легко поднимать или опускать его. Детали, изготовленные методом литья под давлением, отличаются точностью и достаточной прочностью, чтобы прослужить в течение многих лет, будучи зажатыми.

5. Компоненты подвески

Литье под давлением широко используется при создании амортизационных кронштейнов и тяг для горных и внедорожных велосипедов. Компоненты должны быть легкими, но при этом выдерживать нагрузку при движении по неровной поверхности.

6. Корпуса для двигателей электровелосипедов

В связи с увеличением количества выпускаемых электровелосипедов литье под давлением необходимо для создания термостойких и долговечных корпусов батарей и крышек моторов.

Виды алюминиевых сплавов, которые чаще всего используются в деталях велосипедов

Производители велосипедов используют алюминиевые сплавы, поскольку они прочные, легкие, устойчивые к ржавчине и легко поддаются формовке. Ниже перечислены алюминиевые сплавы, наиболее часто используемые в производстве велосипедов, особенно литых деталей:

1. Сплав A380

• Резюме: Это один из самых распространенных литейных сплавов.
• Способности: Легко поддаются формовке, не подвержены коррозии и относительно прочны.

Часто эти материалы используются в тормозных рычагах, корпусах педалей, корпусах электродвигателей и различных конструкционных деталях.

2. Алюминиевый сплав 6061

• Сущность: Тип сплава, который можно нагревать для легкого формования, но иногда используется для литья под давлением, которое требует дополнительных процессов.
• Характеристики: Этот металл очень прочен, легко сваривается и не подвержен коррозии.

Многие велосипеды собираются из рам, шатунов, подседельных штырей и рулей.

3. Сплав 7075

• Вкратце: Сплав с очень прочной структурой для своего веса.
• Особенности: Прочная и гораздо легче, чем 6061, но она легче поддается коррозии.
• Использование включает в себя: Используется для компонентов гоночных велосипедов, шатунов и секций, где требуется повышенная прочность.

4. Алюминиевый сплав ADC12

• Краткий обзор: Широко используется на японском и азиатском рынках, как и A380.
• Особенности: Легко легируется, легко отливается и очень прочна как к износу, так и к коррозии.
• Литые детали: Литые детали - это обычное дело для таких элементов, как тормозные рычаги, пауки цепных колес и другие детали трансмиссии.

5. Алюминиевый сплав 356

В основном используется для литья в песчаные формы и точного литья, но различные конструкции из этого материала применяются в современном литье под давлением.

• Качества: Очень прочные и гибкие после термообработки, не подвергаются коррозии.
• Приложения: Замена деталей в подвеске и изготовление нестандартных или более быстрых деталей.

Выбор подходящего сплава

То, как будет использоваться деталь, насколько прочной она должна быть, способ ее изготовления и бюджет помогают определить подходящий сплав. Когда речь идет о крупносерийном литье под давлением, выбирают сплавы A380 и ADC12, потому что они хорошо работают и просты в литье. Наиболее популярными металлами для высокопроизводительных велосипедов являются 6061 и 7075.

Выберите подходящую компанию по литью деталей для велосипедов

Убедитесь, что компания, занимающаяся литьем деталей для велосипедов, предлагает высококачественные, точные и надежные детали. При использовании технологии литья алюминия под давлением изготовленные детали получаются прочными, легкими и имеют стабильные и правильные размеры. Постарайтесь найти компанию, которая предоставляет все следующие услуги:

• Высококачественная оснастка и пресс-формы
• Стандарты ISO для контроля качества
• Навыки и опыт работы с велосипедными или автомобильными деталями
• Поддержка при создании дизайна с нуля и прототипировании
• Быстрое выполнение заказа и справедливые цены

Если вы найдете надежного поставщика, вы можете рассчитывать на то, что ваши велосипедные детали будут прочными, устойчивыми к ржавчине и хорошо работать. Правильное обслуживание не только повысит качество вашей продукции, но и снизит затраты, например, на шатуны, педали и корпуса моторов для электронных велосипедов.

Преимущества использования литого алюминия для изготовления велосипедов

Литье алюминия под давлением обеспечивает множество полезных преимуществ при производстве и использовании, в основном для деталей велосипедов.

1. Точные и надежные

Короткие металлические детали могут быть изготовлены с высокой точностью с помощью метода литья под давлением. Сборка и производительность требуют, чтобы все детали были одинаковыми, что мы и получаем.

2. Экономия веса

Внешняя конструкция велосипеда позволяет увеличить скорость или облегчить движение без увеличения веса.

3. Повышенный уровень производства

Когда форма готова, можно быстро изготовить множество одинаковых деталей. По этой причине литье под давлением часто используется в крупномасштабном производстве.

4. Качество поверхности 

Постобработка редко требуется для литых деталей. Хорошо обработанные детали меньше повреждаются и выглядят лучше, чем плохо обработанные.

5. Экономическая эффективность

Несмотря на то что создание пресс-формы для изделия обходится недешево, стоимость одного изделия снижается по мере увеличения количества деталей. Это идеально подходит для крупных компаний по производству велосипедов.

6. Гибкость дизайна

Структуры и узоры, такие как гребни и логотипы, могут быть отлиты только методом литья под давлением, поскольку другие методы, такие как ковка или механическая обработка, не позволяют достичь этого.

Проблемы и препятствия

Литье алюминия под давлением считается очень полезным, но у него есть и недостатки. Существуют ограничения, о которых производители должны подумать, прежде чем собирать автомобиль.

1. Высокая стоимость инструмента

Производство стальных штампов требует много времени и денег. Это становится серьезной проблемой для небольших производителей кастомных велосипедов.

2. Пористость в структурах

Если газ попадает в металл во время литья, он может придать ему небольшие отверстия, называемые пористостью, что может повлиять на его прочность и прилипание краски к поверхности.

3. Низкая пластичность

При резких толчках и ударах литой алюминий с большей вероятностью расколется, чем кованый. Поэтому их не следует располагать рядом с элементами, подверженными сильным ударам.

4. Ограниченная настройка

Поскольку литье под давлением - лучший вид производства для крупных заказов, если вам нужно всего несколько изделий, лучше использовать другой подход, например, обработку с ЧПУ или 3D-печать.

Экологические преимущества и последствия

Идея экологичности постепенно становится главной в производстве. К счастью, процесс литья алюминия под давлением помогает достичь экологических целей.

• Его можно многократно перерабатывать, так как при этом расходуется минимум энергии.
• Мало отходов: Поскольку детали почти готовы к использованию, при литье под давлением расходуется мало материала.
• Благодаря новым методам литья требуется меньше энергии, а также меньше выбросов.

Некоторые компании начали использовать "зеленые" литейные цеха, работающие на возобновляемой электроэнергии и замкнутом водном цикле, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду.

Перспективы на будущее

Достижения в области материалов и способов производства алюминиевого литья под давлением помогут обеспечить ему светлое будущее в велосипедной промышленности. Некоторые новые тенденции влияют на следующую волну велосипедных аксессуаров.

1. Интеграция электроники

Использование электронных и "умных" велосипедов растет. В будущем литые детали будут оснащены проводами, датчиками и встроенным освещением.

2. Гибридные компоненты

Текстиль, углеродное волокно и полимерные вставки, используемые вместе с литым алюминием, позволяют производителям экономить как вес, так и деньги.

3. Совершенствование дизайна с помощью компьютера

Искусственные интеллектуальные инструменты позволяют улучшить геометрию деталей, повысить эффективность работы и снизить потребление ресурсов.

4. Производство по требованию

Благодаря развитию технологии литья под давлением малым предприятиям стало проще получать отличные детали в разумные сроки.

Заключение

Литье алюминия под давлением полностью изменило способ производства велосипедов. Благодаря этому методу кривошипы, педали, детали двигателя и тормоза стали легче, прочнее и имеют точную посадку. Существуют определенные проблемы, такие как высокие затраты на установку и малая возможность кастомизации, однако производители велосипедов по-прежнему нуждаются в этом методе, поскольку он делает его ценным.

Популярность велосипедов, как старомодных, так и современных, приведет к еще большему росту значения алюминиевого литья под давлением. Благодаря использованию последних достижений в области дизайна, экологии и технологий, этот вид производства поможет велосипедам развиваться и в будущем.

Вопросы и ответы

1. Как происходит процесс литья алюминия под давлением?

В этом процессе расплавленный алюминий добавляется в формы, чтобы придать нужную форму деталям. Многие велосипеды изготавливаются из алюминия, чтобы обеспечить одновременно прочность и легкость.

2. Какие детали цикла формируются с помощью литья под давлением?

У большинства велосипедов есть шатуны, педали, тормозные рычаги, подседельные штыри, а иногда и корпуса моторов. Они приобретают жизненную силу и прочность.

3. Способен ли литой алюминий выдерживать нагрузки?

Да, они достаточно прочны и легки, чтобы использовать их в самых разных ситуациях. Тем не менее, в некоторых видах смертоносного оружия может использоваться усиленная или кованая конструкция.

4. Подходят ли детали велосипеда для изготовления методом литья под давлением?

Массовое производство изделий из пластика очень доступно. Хотя создание оснастки обходится недешево, цена каждой детали снижается по мере увеличения их количества.

5. Является ли литье алюминия под давлением дружественным по отношению к окружающей среде?

Алюминий можно многократно перерабатывать, в результате чего образуется очень мало отходов. Используя экологически чистую энергию, производители выпускают товары более эффективно.