碳纖維迷思：碳纖維真的比鋁合金好嗎？關(guān)于碳纖維和鋁合金 你需要知道的東西 輪火競賽

　　對大部分人來說，碳纖維是最佳的同義詞：造型漂亮、羽毛般輕量，還有頂級性能。不過，也沒有哪種材料像碳纖維那么“神秘”了。這篇文章，我們將分析那些流傳已久的說法，拆開碳纖維的神秘面紗，甚至揭穿一些不真實的說法。讓我們深入探討技術(shù)，討論一下為什么鋁合金可以是更好的選擇。

　　無論是車架、輪組還是車把，有得選的話，我們大部分人都會在碳纖維和鋁合金之間選擇碳纖維。碳纖維比鋁合金強的觀念，通過碳纖維高昂的定價以及搶眼的廣告，潛移默化地影響著我們。輕量化零配件、性能大幅提升，還有各大品牌頂級車型的配置，都仿佛在告訴我們，碳纖維是最好的。但這是真的嗎？什么是真相，什么是謠言？什么場合之下鋁合金是更好的選項？

在現(xiàn)代山地車行業(yè)中，碳纖維和鋁合金是應(yīng)用最廣泛的兩種材料。

　　為了回答這個問題，我們進行是深入的研究，并和全世界的一些著名材料專家、開發(fā)者和產(chǎn)品經(jīng)理探討了這個問題。我們請到了加利福尼亞Santa Cruz的碳纖維狂人Nic McCrae，Pole的波蘭鋁合金大師Leo Kokkonen，以及來自比利時REIN4CED、將碳纖維和金屬以獨特方式糅合在一起的技術(shù)大神們。我們還找來了德累斯頓碳纖維品牌Beast Components的Mirko Filler，還有巴塞羅那Unno Bikes的核心任務(wù)Cesar Rojo。最后，DT Swiss的輪組專家Andreas Tschanz和Nils Verhoeven也從瑞士加入我們的討論。這次的知識水平很高！碳纖維比鋁合金好嗎？是什么場景下都優(yōu)勝嗎？準(zhǔn)備聽聽這些專家的想法，看看什么說法才是真的。當(dāng)然了，我們也會討論碳足跡、循環(huán)再用、社會責(zé)任等問題。這也是自行車運動的一部分。

最重要的山地車原材料

　　早從1980年代開始，鋁合金和不久后出現(xiàn)的碳纖維，就進入了當(dāng)時蓬勃發(fā)展的山地車運動。到了今天，這兩種材料是最常見的車架和零配件材料。相比之下，鋼和鈦合金則成為了小眾玩家的選擇。1978年，Charlie Cunningham用幾根鋁管在加州焊制了傳奇的CC Proto車架。抽管技術(shù)，也就是讓一根管材的管壁有不同的厚度，在當(dāng)時已經(jīng)普遍應(yīng)用在鋼架上，所以很快也應(yīng)用在了鋁合金。經(jīng)過多年發(fā)展，液壓成型、切削加工等工藝也應(yīng)用在自行車領(lǐng)域上。第一臺碳纖維公路車架在1986年由LOOK Cycle制造；1992年，第一臺碳纖維山地車架Lotus Sport誕生。經(jīng)過不斷的發(fā)展和改進，鋁合金和碳纖維都已經(jīng)從最初的實驗性質(zhì)變成了今天可靠、高性能的山地車原材料。雖然大家已經(jīng)很熟悉鋁合金與碳纖維之間的對比，但我們發(fā)現(xiàn)，關(guān)于兩種材料的爭論、流言，甚至還有一些錯誤的信息，依然在網(wǎng)上和線下車友之間廣為流傳。對于碳纖維材料的認知，依然是謎團重重！

　　二極管思維是錯誤的，會讓你忽視另一種選項的優(yōu)點。我們不采用非黑即白的思維，而是全面考慮兩種材料的優(yōu)劣，希望能夠幫你找到最合適自己的選項。

材料科學(xué)：各向同性、堆疊、液壓成型——全是希臘文？

　　等等，接下來要講點技術(shù)層面的東西了。為了能更加深度地分析對比兩種材料，我們必須強調(diào)一個重要的事實，那就是碳纖維和鋁合金材料都有不同種類之分。在原材料的成分、處理過程、制作加工等方面，不同材料之間存在很大的差異，因此對最終產(chǎn)品的性能、壽命和價格都有影響。Santa Cruz的Nic McCrae表示：“材料的名字是一樣的，但做出來的車架可以是頂級，也可以是垃圾。”接下來讓我們仔細看看都存在那些差異。

鋁合金不等于金屬鋁：合金、處理和原材料的加工

　　我們經(jīng)常說的“鋁”，嚴(yán)格來說是指鋁合金，就是鋁（Al）和其他合金材料的混合。作為一種化學(xué)元素，鋁的密度較低，耐腐蝕，但直接用于工業(yè)用途或是自行車上并不合適。純金屬鋁比較軟，難以處理，有著較高的熱膨脹系數(shù)。舉個例子，向純鋁（一般是Al99.5）加入硅之類的元素，可以讓得到的合金用于焊接。加入銅和鋅，則會提高合金的強度。也可以加入少量其他金屬元素，比如鎂、錳、鐵、鉻、鈦、鈧，來調(diào)整合金的特性，一般來說比例低于1%。不同的“配方”調(diào)配出不同的鋁合金材料，用于車架和各種零部件，比如著名的Al6061、Al6069、Al7005和Al7075。而后面跟著的T加數(shù)字，則代表該合金的淬火（熱處理）。比方說，T6合金經(jīng)過熱處理和退火硬化，使其具有最大的抗拉強度。不同種類的合金之間，物理性質(zhì)的差別是非常大的。

　　抗拉強度是指縱向拉伸一個鋁合金標(biāo)準(zhǔn)件，將其撕裂所需的力量。反復(fù)施加負載后，材料會在低于其抗拉強度的數(shù)值發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象我們稱之為疲勞。這對長期使用后的鋁合金產(chǎn)品來說是一種常見現(xiàn)象。一種材料無論重復(fù)多少次負載后，依然能夠承受上限，我們稱之為疲勞強度。加上材料的重量和密度，你就能得出這種材料的強度重量比。另外，鋁和其他金屬一樣，是一種各向同性的物質(zhì)，意思是它在不同方向上的物理性質(zhì)是相同的。這點和碳纖維非常不同，因為碳纖維對不同方向的施力有著不同的反饋。沿著纖維方向拉伸的時候，碳纖維的抗拉強度極高；但對于垂直方向或者壓縮的力，碳纖維就顯得比較脆弱。自行車上的受力情況是復(fù)雜的，所以碳纖維要以不同的方向進行堆疊，才能應(yīng)對拉力、壓力和扭力。這個問題我們稍后再詳細討論。因此，通過標(biāo)準(zhǔn)測試能夠反映出來的碳纖維和鋁合金之間的區(qū)別是有限的，不過在不同種類的鋁合金之間，這些測試數(shù)值仍然是很有參考價值的。

一個Canyon鋁合金車架正在接受機測。

實際使用環(huán)境中的鋁合金車架。

　　這些在車架和零件上如何體現(xiàn)？如果你對比一下用在自行車上的不同鋁合金，你會發(fā)現(xiàn)，數(shù)字較小的系列會軟一些、容易生產(chǎn)、價格較低。這些合金較難損壞，因為它們在斷裂之前可以承受更大的形變。然而，和高等級的鋁合金相比，它們的強度重量比顯得弱一些。想要達到需要的強度，就得多加一點材料。最后的結(jié)果是，低等級的鋁合金會比較便宜，但性能不如高等級的鋁合金。

鋁合金在徹底斷裂之前會先發(fā)生彎折。

DT Swiss許多久經(jīng)考驗的鋁合金輪組是用6069鋁合金制造的。

　　在重量相同的情況下，Al6069的強度比6061高。理論上，6069鋁合金做出來的輪圈，會比用6061做的一模一樣的輪圈可以承受更大的負荷，壽命稍長一點，價格也稍貴一點。DT Swiss EX 511和Stan’s NoTubes Flow MK3是6069鋁合金材料的enduro輪組中兩款廣受歡迎的型號。

　　另一邊，7系列鋁合金的抗拉強度更高，疲勞強度也高于6系列鋁合金。但是7系列更脆，不適合用在輪圈，因為它們更容易斷裂而不是彎折。簡單地說，車架和零配件使用的鋁合金數(shù)字越大，就越結(jié)實耐用。自行車常用的7系列鋁合金是Al7005，比如Renthal的車把。更高級別的是7075鋁合金，芬蘭品牌Pole就使用到。7075的強度更高，但是因為含鈧元素以及處理工藝更復(fù)雜，所以價格較高。這種鋁合金硬度很高，幾乎無法進行焊接，所以Leo Kokkonen采用CNC的辦法，將Stamina車架的一半用鋁合金塊切削出來，再用膠水粘起來。這樣做出來的產(chǎn)品性能優(yōu)異，不過價格高昂。芬蘭品牌的CNC車架售價約5000歐元（包括后避震器）。這個價格比大部分碳纖維車架還要高不少。

在山地車行業(yè)，你很少會看到像Pole Stamina車架那么大的東西是用CNC做出來的。

Leo Kokkonen在機床上工作。

一般像連桿之類的小零件才會用CNC的方法制作。

　　除非是從整塊鋁合金切削出來的，鋁合金車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。有了焊接機器人之后，現(xiàn)代的鋁合金車架生產(chǎn)得到了很大程度的自動化。

這是位于臺灣的美利達總部。美利達是全世界第二大自行車制造商。

我們有機會近距離參觀美利達鋁合金生產(chǎn)線和測試實驗室。

自動化生產(chǎn)中的機械臂。

另一邊，單獨的鋁管還是需要依靠人工制造。

美利達工廠的焊接技能競賽：誰是全國最厲害的焊工？

　　得益于抽管技術(shù)，一根鋁合金管可以拉成不同的管壁厚度。比如說，一根鋁管可以做成兩頭厚中間薄，在受力的部位有足夠強度，同時節(jié)省重量。現(xiàn)在的鋁合金山地車架都需要用到液壓成型技術(shù)。這種技術(shù)能夠做出變化的管型和管壁厚度。管材放進模具，通過液體施壓。管材因此變成模具的形狀。內(nèi)胎在充氣之后，會變成輪圈和輪胎內(nèi)壁的形狀，一個意思。

　　現(xiàn)在很難找到哪個品牌的車架整個都是用標(biāo)準(zhǔn)圓管做的。在RAAW Jibb的五通，你可以看到液壓成型和CNC的痕跡。

理論上鋁合金是可以循環(huán)再用的

　　鋁是從露天開采的鋁土礦中提取出來的。世界上最大的鋁金屬生產(chǎn)國包括澳大利亞、幾內(nèi)亞、中國、巴西、印尼和印度——其中許多國家的勞工環(huán)境十分惡劣。金屬鋁經(jīng)過處理才能獲得，需要消耗大量能源。生產(chǎn)一公斤的金屬鋁需要消耗15千瓦時的電力，產(chǎn)生25公斤的二氧化碳（視乎電力的種類）。那么，一個鋁合金車架的重量是多少呢？另外，每提取一噸氧化鋁，就會產(chǎn)生同等重量甚至達1.5倍的有害紅土。這些有害物質(zhì)會安放在堆填區(qū)，目前還沒有方法進行處理。幸運的是，至少鋁是可以回收利用的。鋁循環(huán)再用所需的能量，只有初次生產(chǎn)的5-10%。Leo Kokkonen認為，這是選擇碳纖維還是鋁合金的一個重要依據(jù)。“我們必須對長遠后果進行考慮。如果我們制造太多無法循環(huán)再用的東西，那么在100年后就會成為問題。金屬可以不斷地循環(huán)再用，不會留下任何垃圾。”

正確分類的鋁合金殘渣可以很容易得到循環(huán)再用。

　　不過循環(huán)再用也有缺點。在目前的技術(shù)水平之下，每次回收后的金屬品質(zhì)都會下降。如果不同種類的金屬屑能夠正確分類，那么Leo的無限循環(huán)的想法也許是可行的。然而，不同的合金碎屑會混在一起。這些碎屑熔化后，中間會出現(xiàn)一些無法去除的雜質(zhì)，于是無法用于生產(chǎn)高品質(zhì)的合金制品。事實上，在德國，大部分的鋁合金碎屑都用作品質(zhì)較差的鑄造，又或者是用作鋼的添加劑。目前，全世界的鋁制品中，只有不到四分之一來自循環(huán)再用。

　　“自行車是奢侈品。不過我們還是應(yīng)該用盡可能環(huán)保的方法去制造自行車。”——Leo Kokkonen，Pole

　　“只有能夠重復(fù)使用其原料的產(chǎn)品，才稱得上是可持續(xù)的。不管是鋁還是碳纖維都不行。我不覺得誰比誰更環(huán)保。”——Cesar Rojo，Unno

　　Leo認為鋁有潛質(zhì)成為一種清潔原材料的想法是對的。如果我們能夠合作，把金屬碎屑正確分類，是有可能把一臺舊的Stamina車架回收，送到芬蘭的CNC車床，重新造一臺新車。回收越普及，車架的碳足跡就越小。如果一臺車架的壽命非常長，甚至不需要回收的話，就更環(huán)保了。

碳纖維是什么？纖維、3K、12K和UD預(yù)浸布

　　當(dāng)我們手上拿著一件碳纖維加強聚合物（CFRP，或者簡單來說叫碳）的產(chǎn)品，我們看見的是一系列復(fù)雜生產(chǎn)工藝之后的成品。這些黑色的纖維基本由純碳組成，需要耗費許多能量才能制成，以小捆碳紗的形式出現(xiàn)。碳紗會按照所需的方向排列，用樹脂進行預(yù)處理，做成一張張?zhí)疾肌Ｉa(chǎn)樹脂的過程同樣消耗大量能源。碳纖維和樹脂組成的叫預(yù)浸布，可以提供給廠家使用。這就是生產(chǎn)碳纖維車架和零部件的原材料。碳布被裁切成所需的大小，按照設(shè)計好的堆疊方案貼在模具內(nèi)，以獲取希望得到的特性和強度。碳布鋪好以后，模具就會合上。接下來往里面放入氣囊，充氣，將碳布向模具內(nèi)壁擠壓。模具放入烤箱進行加熱，預(yù)浸布里的環(huán)氧樹脂開始固化，車架或零部件開始成型。過程完成后，從開口取出內(nèi)部的氣囊，比如五通、立管、頭管等地方。這種碳纖維一體成型技術(shù)是目前最常用的。使用單獨的碳纖維管材和套管來制作車架，過去在公路車架的制作是比較常見的，但是在山地車上很少。可能只有Atherton Bikes采用這種技術(shù)。

裁切好的預(yù)浸布鋪在內(nèi)凹的模具。上圖拍攝于Santa Cruz測試實驗室。

　　這只Hope車架在模具內(nèi)部緊緊貼合，即將接受熱處理。這個英國品牌好像喜歡藍色的工作臺。

固化后的車架變硬了。

可以接受下一步處理。

　　我們手上的成品，看到的只是它最外面的那層碳布。3K和12K碳布的碳紗是互相垂直交織的。3K代表一束碳纖維里包含了3000根炭纖維絲；12K代表一束里含了12000根絲。單向（UD）預(yù)浸布里的碳絲都是沿著一個方向的。

這不是在打牌。這些是預(yù)浸布的形狀。

Beast的碳纖維把立。

碳纖維堆疊：堆疊的藝術(shù)

　　預(yù)浸布在不同位置的排列、形狀和數(shù)量，是決定最終成品的質(zhì)量的關(guān)鍵因素。這叫碳纖維的堆疊，是影響質(zhì)量的最重要的原因之一，對于高性能零件廠商來說需要進行幾乎無窮無盡的實驗。每一片碳布都需要用人手精確地排放，而且碳布在模具里面也是有機會跑位的。復(fù)雜的堆疊需要大量的時間才能完成。

一片一片地小心排放。

一根Beast碳纖維車把是這樣做出來的。

　　鋪好碳布的模具需要抽真空，以免在熱處理過程中有空氣影響碳纖維的成型，從而導(dǎo)致零件報廢。

　　碳纖維是一種各向異性的材料。各向同性的鋁合金，在不同方向上的物理性質(zhì)是一致的。但碳纖維只在沿著碳絲的方向上表現(xiàn)出極高的強度。碳纖維在一個方向上擁有超高的強度，抗拉強度可以超過鋁合金的十倍，疲勞強度也高得多。“如果你狠懟一個鋁架，可能兩年后就會斷掉。但是好的碳架可以用一輩子。”Unno Bikes的Cesar Rojo如此說道——前提是碳纖維車架沒有摔壞，沒有因為沖擊斷裂，碳布沒有分層。有時候哪怕?lián)p傷是肉眼不可見的，也會導(dǎo)致零件的負重能力下降，在遇到較大負荷時出現(xiàn)意外的斷裂。

　　毫無爭議，亞洲是全球碳纖維制造中心。大部分自行車工廠都位于中國和臺灣，大量使用亞洲生產(chǎn)的預(yù)浸布來為品牌生產(chǎn)車架和零件。在自行車行業(yè)，亞洲以外制造的碳纖維產(chǎn)品非常少見，所以可以成為一個賣點，就像德國德累斯頓的Beast Components和西班牙巴塞羅那的Unno Bicycles。

完成抽真空的碳纖維零件，可以放進烤箱了。

Beast Components在德累斯頓生產(chǎn)碳纖維輪圈。

　　碳纖維制造需要耗費大量的能源，以及人工。除了消耗能源、產(chǎn)生廢水、需要高溫和樹脂等化工制劑，人力也是其中的重要一部分。鋁合金零件的生產(chǎn)可以自動化，相比之下碳纖維零件就需要人手作，比如把預(yù)浸布攤開、分類，裁切成需要的形狀，手工貼在模具，然后抽真空，熱處理。作為消費者，我們需要考慮這些高級的碳纖維零件是在怎樣的環(huán)境中制造出來的——工人們在什么國家工作，工作環(huán)境又是如何的。

碳纖維產(chǎn)品的外觀五花八門。一般會在最外面加一層碳布，用作統(tǒng)一外觀。

　　為了節(jié)省重量，Beast Components放棄了最外面這層碳布，所以你能看到零件的結(jié)構(gòu)性堆疊。

　　視乎碳絲和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量，預(yù)浸布對產(chǎn)品質(zhì)量也有著非常重要的影響。在亞洲以外也有少量的預(yù)浸布供應(yīng)商。比如Beast Components的Mirko Filler就會選擇歐洲的預(yù)浸布。

無法循環(huán)再用 只能降級回收

　　碳纖維之類的纖維加強聚合物的回收，比鋁合金的回收要困難許多。回收的目標(biāo)是把極度耐熱的碳纖維從環(huán)氧樹脂中分離出來，然后重新利用。目前有少數(shù)復(fù)雜的工序可以做到這點，比如靠熱解（燃燒）或是溶劑分解環(huán)氧樹脂。但是，目前這些方法只能處理一小部分的原材料。不幸的是，大部分的碳纖維垃圾是我們暫時無法解決的問題。碳纖維幾乎無法焚化，而機械粉碎又會造成大量有毒、導(dǎo)電的粉塵，對人體和機器都有很大的危害。有的人把碳纖維攢起來，希望以后有辦法能夠回收。但還有很多只能在堆填區(qū)里占位子。

所有東西都會壞。

鋁合金和碳纖維在回收的方面都有各自的問題。

　　遺憾的是，兩種材料都不是真正的可持續(xù)。在處理鋁合金廢品時，需要更小心的分類，才能使得回收的效率和質(zhì)量提高。但是金屬比碳纖維更環(huán)保，因為后者的回收難度非常大。兩者在制造過程中都需要大量能源，而碳纖維又比鋁合金要耗電得多。

　　總的來說，最好就是一步到位，只買一次！一個高質(zhì)量的產(chǎn)品能讓你用很長一段時間，而不是每隔一段時間就要更換一次。第一種做法會更加環(huán)保。

未來：為什么不把碳纖維和金屬組合起來呢？

　　碳纖維加強聚合物零件剛性高、壽命長、重量輕，但是面對機械破壞時比較脆弱，而且生產(chǎn)需要人手。鋁合金可以大規(guī)模使用機器生產(chǎn)，也比較耐沖擊，被石頭擊中后不容易壞，不過強度不如碳纖維。那么為什么不把碳纖維和金屬的優(yōu)點結(jié)合起來呢？歡迎了解REIN4CED。這個比利時品牌研究出一種方法，能夠在碳纖維預(yù)浸布里面加一層很薄的鋼。

　　“許多品牌都在尋找離開亞洲的方案。我們希望能夠在歐洲生產(chǎn)碳纖維。在本地生產(chǎn)和采購，對可持續(xù)發(fā)展有重要影響。”——Dave Luyckx，REIN4CED

　　外面的金屬層據(jù)稱可以讓碳纖維更耐沖擊，增加承重能力，防止斷裂，還不會增加重量。REIN4CED還做到了高度自動化生產(chǎn)。他們的目標(biāo)是做到無需人工完成車架的生產(chǎn)。比利時公司已經(jīng)在為新款的電助力山地車Kellys THEOS制作車架，有望在近期接受我們的評測。比利時會成為下一個臺灣嗎？REIN4CED已經(jīng)在和Accell Group這樣的企業(yè)洽談合作了。我們期待屆時的成果。有一個事實，那就是許多品牌正在減少他們對亞洲的依賴。當(dāng)下的這一波自行車熱，比過去任何時候都更清晰地展示出，這種依賴究竟會造成多少危害。當(dāng)自行車品牌難以確保產(chǎn)能的時候，就會陷入破產(chǎn)的邊緣，特別是對于那些影響力遠不如大品牌的中小玩家。

碳纖維VS鋁合金——區(qū)別在哪里

　　碳纖維占據(jù)了自行車的高級領(lǐng)域。然而，那些對器材十分挑剔的職業(yè)選手選擇碳纖維，也并不代表碳纖維在日常使用中就真的那么耐用、合適。

噩夢還是現(xiàn)實？

　　我們都聽說過有人的碳纖維零件斷掉，不過這不意味著碳纖維產(chǎn)品就很容易斷。碳纖維是一種非常了不起的材料。Danny McAskill就試過用驚人的方式向大家展示碳纖維產(chǎn)品究竟有多么結(jié)實。他把Santa Cruz Reverse輪組使勁向水泥臺階上面砸，而且還是沒有裝輪胎的情況下，輪圈完好如初。當(dāng)然了，只要你想的話，你是可以在騎行的過程中破壞掉任何一款零件的。你也不需要成為職業(yè)車手才有資格搞破壞。你需要足夠有錢，因為如果沒有贊助商的支持，自行車零件都是很貴的，特別是碳纖維的。

　　我們每年都要測試上百臺自行車。我們的第一手經(jīng)驗告訴我們，不同的零件之間，在耐用度和性能方面有著非常大的差異，這和它們的材質(zhì)無關(guān)。如果一件產(chǎn)品是以某個性能優(yōu)先設(shè)計的，比如耐用度優(yōu)先，那么它就很可能在其他方面有所妥協(xié)，比如舒適度、緩震能力、重量，等等。好的產(chǎn)品能夠針對特定的用途，在不同的、往往是互相矛盾的指標(biāo)之間取得最佳平衡。這要視乎這件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，還有它的設(shè)計用途。生產(chǎn)過程的質(zhì)量也是影響產(chǎn)品性能的一大因素。

品質(zhì)：手工的問題

　　鋁合金處理有很長的歷史，現(xiàn)在已經(jīng)是一項成熟的技術(shù)。許多流程已經(jīng)自動化，而且金屬材料各向同性的特點使得其成品的性質(zhì)容易掌控。行業(yè)對不同合金的應(yīng)用也有著豐富的經(jīng)驗。因為不同的合金有著各自的特性，像焊接水平、鍛造工藝和后期處理等流程仍有提高的空間。

機械臂進行鋁合金焊接。

人手負責(zé)碳纖維堆疊。

　　相比之下，碳纖維生產(chǎn)工藝仍在不斷改良。預(yù)浸布的裁切、對齊和排列是影響碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，在目前仍在不斷摸索。“在未來的日子里，我們還會看到很多關(guān)于碳纖維制造的新方法和新理念。”DT Swiss的Nils Verhoeven如此預(yù)測。而現(xiàn)成的預(yù)浸布，在強度、延展性和售價等方面也是千差萬別。在管壁厚度不變的前提下，使用的高品質(zhì)纖維碳布層數(shù)越多，產(chǎn)品的特性就越能精準(zhǔn)調(diào)控。這就能夠做出更好的產(chǎn)品，雖然價格也會隨之上漲。

　　由于這個原因，包括Canyon、Trek、Specialized和Santa Cruz在內(nèi)的許多品牌都會提供不同級別的碳纖維車架供市場選擇。Santa Cruz的車架有CC和C兩個級別。CC更輕，使用更多的高強度碳纖維；C則使用一些強度較低的碳纖維。因此，CC比C更輕的同時還更硬。換句話說，兩者的差距不僅在于重量，還在于性能。在公路車方面，同一款車型，不同級別采用不同材料，這一點更容易感受得到。

　　“一款好的產(chǎn)品，是用上了合適的纖維，應(yīng)付它需要承受的負荷。”——Mirko Filler，Beast Components

　　“我可以在電腦上畫出最好的堆疊方案，但一個好的碳纖維輪圈的基礎(chǔ)是精準(zhǔn)控制的生產(chǎn)過程。”——Andreas Tschanz，DT Swiss輪圈工程部門負責(zé)人

臺灣工廠的測試實驗室。

在Beast Components，每一個碳纖維零件都會得到檢測。

　　在設(shè)計、成本和人工等方面的巨大空間，意味著碳纖維零件的品質(zhì)可以是天差地別。高品質(zhì)的碳纖維制品，需要知識、精確控制，以及最重要的，是工人的手藝。許多品牌正是在這幾點沒有做好，特別是他們想控制成本的話。品質(zhì)控制是重要的一環(huán)，許多品牌只能依靠工廠去完成，因為他們自己缺乏這樣的技術(shù)。根據(jù)Santa Cruz高級碳纖維工程師Nic McCrae的說法，那些廉價的碳纖維產(chǎn)品往往在碳纖維原料上不差，而是差在手工。“我在測試那些廉價產(chǎn)品的時候經(jīng)常看到它們的堆疊很糟糕，碳布會起皺，厚度也不均勻。但這對于消費者來說，如何識別是一個問題。”我們并不能籠統(tǒng)地對所有碳纖維產(chǎn)品做出評價，因為它們的品質(zhì)既要看原材料也要看生產(chǎn)工藝。

適合材料的生產(chǎn)流程：零部件只是一部分

　　碳纖維零件的生產(chǎn)，需要擁有足夠的經(jīng)驗，并且充分了解零件的用途。在研發(fā)過程中，很重要的一點是，這個零件不只是單獨的一個零件。讓我們來看看車把的例子。

車把測試：Beast Components的Andreas Freund博士模擬計算車把的負荷。

再將樣品進行測試。

　　車把需要承受許多不同的力，不只有車手在沖刺時候?qū)嚢训睦叮膊恢挥性诼涞貢r的沖擊。除了來自車手的壓力，車把還要面對剎把夾環(huán)、把立和把套的壓力。夾環(huán)和車把之間的接觸面非常重要，影響著車把材料的設(shè)計。由于碳纖維是一種各向異性的材料，對壓力和側(cè)向負載非常敏感，你可以因為不正確的夾環(huán)扭矩而輕易地破壞一根完美的車把。以前的剎把夾環(huán)設(shè)計是圓形的，和車把之間的接觸面積更大。但最新一代的Shimano XTR剎把的夾環(huán)是橢圓的，中間有鏤空設(shè)計減重，導(dǎo)致在車把上的應(yīng)力更加集中，而不是像傳統(tǒng)夾環(huán)一樣比較分散。這樣的夾環(huán)設(shè)計對碳纖維車把來說是不合適的。

以前的剎把夾環(huán)是圓的。

現(xiàn)在的新款Shimano XTR剎把夾環(huán)長成這樣。

　　這樣的夾環(huán)設(shè)計用在碳纖維車把上非常棘手。因為夾環(huán)會集中在幾個點，你需要非常注意扭矩。

夾環(huán)上的鏤空設(shè)計是為了減重，然而……

　　你擰得太緊的話，或者是遇到一次摔車，又或者只是正常山地騎行的沖擊，都可能會在碳纖維車把上留下咬痕。

　　雖然這對安全不構(gòu)成威脅，但你需要定期檢查夾環(huán)的扭矩，特別是摔車之后。這個例子說明，不同零件之間的適配程度，和單獨一個零件的功能同樣重要。

鋁合金還是碳纖維——在山路上你能感受到哪些不同？

　　山地車的車架、輪圈和車把都有很多鋁合金或是碳纖維的產(chǎn)品供選擇。不過，因為材料的可能性，缺少真實的測試，又或者只是因為品牌的營銷手段，碳纖維產(chǎn)品在過去看起來非常的硬。同時，品牌商們又調(diào)整了他們的目標(biāo)，最新的關(guān)鍵詞是舒適度。現(xiàn)在流行的趨勢是，產(chǎn)品在性能優(yōu)異的同時，也要有足夠的舒適性。

　　“碳纖維可以很有剛性，也可以很有彈性。”——Mirko Filler，Beast Components

　　現(xiàn)在的碳纖維輪圈，比如Crankbrothers Synthesis或Zipp 3ZERO MOTO，設(shè)計的時候就能夠提供柔軟、舒適的感覺，而不是將地面的震動毫無過濾地傳遞給車手。OneUp Components故意將他們的車把設(shè)計成有一定的彈性，而不是硬梆梆的死硬。我們采訪過的Unno和Santa Cruz，以及其他品牌，都清晰地表示，剛性不再是第一目標(biāo)，適度的彈性能夠讓整體性能更佳。日積月累的豐富經(jīng)驗，也讓設(shè)計師們可以在需要的地方做出所需的剛性和耐久度，同時在特定的方向上保有一定的彈性，特別是用負載指向的單向纖維。

兩臺車除了輪組以外的配置是一模一樣的。

我們對Zipp 3ZERO MOTO和Santa Cruz Reverse進行了橫向評測。

　　鋁合金在縱向上的剛性和抗拉強度比不上碳纖維。然而，視乎結(jié)構(gòu)和管壁厚度，你也會發(fā)現(xiàn)有的鋁合金車架和零件非常硬。碳纖維零件可以很硬，也可以很軟。車架和零件的騎乘品質(zhì)，很大程度上是由它們的結(jié)構(gòu)決定的。鋁合金沒有很高的疲勞強度，但是可以通過有技巧的補強來抵消這點。Unno的Cesar Rojo表示，COMMENCAL的鋁合金車架非常結(jié)實耐用，就是重了點。如果你的預(yù)算緊張，那么鋁合金零件是安全的選擇。好的碳纖維零件，可以在強度與鋁合金相若的情況下重量輕一點，或者在相同重量的情況下?lián)碛懈鼜娦阅堋Ｓ腥藭谩鞍l(fā)力直接”“干脆”來形容碳纖維車架的騎乘感。但是，由于結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝上的差異，我們可以大膽地說，不是所有碳纖維產(chǎn)品都是一樣的。碳纖維對結(jié)構(gòu)和設(shè)計的限制更小，所以我們能夠得到一些造型流暢飄逸的碳纖維車架，令人愛不釋手。如果你喜歡車子的造型，那么你也會更加享受騎行。

　　材料疲勞對碳纖維產(chǎn)品造成的影響，不如鋁合金產(chǎn)品。優(yōu)質(zhì)的碳纖維零件有著很長的壽命，如果你沒有弄壞的話。但是，碳纖維零件一旦損壞，不管損傷是否肉眼可見，它的性能都會大打折扣，還可能毫無征兆地斷裂。而在這方面，鋁合金則更易于判斷。鋁合金零件在徹底報廢之前，會先發(fā)生一定程度的彎折和斷裂。除非你已經(jīng)擁有很好的備用零件，不然鋁合金肯定比碳纖維來得更讓人安心。

自行車整體性能比堆砌零件更重要

　　自行車作為一個整體去看待，比它的每一個單獨的零件更加重要。舉個例子，一個擁有適當(dāng)舒適度的完美車架，搭配剛性過度的車把和輪組，會發(fā)生什么情況？類似地，車把和前叉的剛性很強，但是車架的頭管不夠硬、或者輪組跟不上，也會使得轉(zhuǎn)向準(zhǔn)確度受到影響。對于“你應(yīng)該選擇鋁合金還是碳纖維車把”這個問題，是沒有統(tǒng)一的答案的，因為不是所有鋁合金或是碳纖維零件的品質(zhì)都是一樣的。不同零件之間的差別是如此之大，哪怕它們的材料相同，實際性能還要看它們的設(shè)計用途，還有做工。

　　零件之間和諧搭配，比單一零件的性能重要得多。一臺車的性能，由它最糟糕的那個零件來決定。當(dāng)然，你可以從別的地方補救回來，不過到最后還是看整臺車的整體性能。我們在評測中反復(fù)強調(diào)這一點：很容易看得出，哪些品牌對整車配置用心測試，又有哪些品牌只是看著表格簡單地堆配置。也要看你的騎乘風(fēng)格和水平。比如說，職業(yè)車手會喜歡剛性爆炸的車把帶來的精確控，而給一個菜鳥來用同樣的車把則會受不了顛簸，甚至要停下來休息一下。

整車搭配比零件堆砌更重要。

選碳還是選鋁，只是許多問題的其中之一。

　　在了解你的騎行習(xí)慣和你的設(shè)定之前，是很難解釋鋁合金和碳纖維會帶來怎樣的感受的。Cesar Rojo對此深信不疑：“整車搭配才是王道。”我們請來一些專家，來分享一下他們關(guān)于兩種材料的經(jīng)驗，以及他們在自己的車上都是用什么的。然而最后還是要你自己去試試。

　　“車架顯然很重要。我們不會把車架做得太硬。不過有時候車把比車架更重要。我個人不喜歡35mm車把，因為太硬了。我喜歡31.8mm的鋁合金車把。”——Cesar Rojo，Unno

　　“如果你想騎得順心，那么沒理由選碳纖維。碳纖維和鋁合金零件都可以贏下比賽。我們做出了一些鋁合金車架，和碳纖維車架一樣輕、一樣硬，甚至更勝一籌。騎乘質(zhì)感會更出色。”——Leo Kokkonen，Pole

　　“鋁合金車架很棒。但我個人認為，輕量碳纖維車架給我的干脆、靈活、生動的騎乘感受，是鋁合金車架無法媲美的。”——Nic McCrae，Santa Cruz

　　“我們做出的碳纖維車架，性能和中國臺灣、中國大陸產(chǎn)的車架不相上下。但是我們能夠加入鋼纖維所帶來的穩(wěn)定可靠，讓你騎碳纖維車架就像鋁合金車架一樣放心。”——Dave Luyckx，REIN4CED

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　　“盡管我以前可以輕易弄到碳纖維輪組，但我很長時間都選擇鋁合金輪組。但是最近一年半我都在用碳纖維輪組。它們反映靈敏、直接，轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)，是我想要的。”——Andreas Tschanz，DT Swiss

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　　“在速降山地車上，我鋁合金和碳纖維輪組都會用到。在enduro山地車上，我只要會用碳纖維輪組。”——Nils Verhoeven，DT Swiss

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不管是碳纖維還是鋁合金，優(yōu)秀的騎乘品質(zhì)，不只是材料的問題。

我們的意見

　　你可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這篇文章討論的不是超輕零件。一臺好的山地車，除了重量以外還有很多更加重要的指標(biāo)，比如性能、控和壽命。幾何大師Chrs Porter則告訴我們，在給車架增重，讓車架的重心降低的話，甚至能夠提高下坡時的性能。這也是為什么這么多電助力山地車下坡給力的原因——并不需要什么高端的碳纖維零件。你可能也會注意到，我們在文章里沒有提到價格。在比較材料的特性時，價格是另一回事，沒有太多關(guān)系。當(dāng)然了，在購買零件的時候肯定要看價格的。最后，作為總結(jié)，我們提出幾個問題，你可以問問自己，幫助你選擇最合適自己的材料。

你的預(yù)算有多少？

　　你打算花多少錢？如果你的手頭很緊，答案就很簡單了：鋁合金！一般來說，你會在價格優(yōu)惠的鋁合金零件上得到更好的體驗。如果想要獲得碳纖維帶來的高性能，你需要買那些高端的碳纖維產(chǎn)品，而高端碳纖維產(chǎn)品又是昂貴的。遠離那些便宜得離譜，又或是網(wǎng)上那些沒有標(biāo)志、沒有品牌的碳纖維產(chǎn)品。

你的目標(biāo)是什么？

　　你想從碳纖維零件身上得到什么優(yōu)勢？更直接的控？更多舒適？還是只是為了裝逼？明確什么地方需要升級，也是很重要的一點。舉個例子，如果你的手臂酸脹，那么很可能是因為車把太硬了。另一面，如果你在過彎的時候抓地力不夠，有可能是因為輪組太硬，也可能是因為輪胎選擇不對，或者胎壓不對。在消費之前，先搞清楚自己需要什么東西。

你的騎乘風(fēng)格？

　　你會像Brage Vestavik那樣用車子撞倒樹木嗎？還是在樹林中間穿梭？如果你經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自己的鋁合金輪圈上出現(xiàn)坑坑洼洼，那么花錢升級碳纖維輪圈可能就風(fēng)險很高了。我們也想對上稱黨們說，enduro用的結(jié)實的碳纖維輪圈，不見得比鋁合金要輕，但是騎乘質(zhì)感是完全不一樣的。說到輪組，就不得不提輪胎，那和輪圈同樣重要。輕量、柔軟的輪胎會增加爆胎的風(fēng)險，從而對碳纖維輪圈造成傷害。我們在2021年的評測中多次證明了這一點。

　　什么東西都可以騎壞，特別是騎行風(fēng)格足夠狂野，或者輪胎太軟不適合這種用途的話。

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你喜歡什么？

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　　說實話，最重要的是你要喜歡自己的車子！如果你的小金庫已經(jīng)爆滿，你很想出手拿下那件心動已久的零件，那么對自己好一點，不管是因為硬朗的CNC刀痕、精美的焊縫，還是漂亮的碳紋。話雖如此，不要被營銷話術(shù)所忽悠，要買那些壽命長的高品質(zhì)零件，能夠讓你以后騎車笑出來的好東西。我們希望我們的評測能夠幫到你。

總結(jié)

　　我們也希望能針對“鋁合金好還是碳纖維好”這個問題給出一個明確的答案。兩種材料都很好，你都值得擁有。決定因素是零件的生產(chǎn)質(zhì)量，以及它是否和你的車子匹配，比起它的材料重要得多。下一次聽到關(guān)于碳纖維的神話的時候，當(dāng)大家都迷信碳纖維的時候，你就可以淡定了。

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文字：Moritz Geisreiter

圖片：眾人

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