とらますのブログ一覧

作り方が良くわからないので皆さん

・高いのはブランド料が乗ってるから！
・化粧カーボンを省いて軽量化！
・高弾性カーボンで高剛性！

あえてトゲのある言い方をしましょうか

【モノ作り舐めんな！！！ι(｀ロ´)ノ】


もうね、業界全体が踊らされてる

自転車関連のサイトやらブログでまともな事を書いているのは本当に一握り
その一握りでも勉強で例えれば例えれば小学校低学年が精々ですよ・・・


まあ、嘆いてもしょうがないので(^_^;)


まず、

・材質：3K綾織
・フレームセット重量：1400g
・値段：20万円

と仮定します、ミドルクラスのカーボンフレームですね


これをベースに同等剛性で重量を300g削ってみましょう

そこで最低限変えなければいけないのは

①メインの材質を変更
②繊維量を減らした分を材質でカバー


まず①

3K綾織のプリプレグは1㎡当り200g、板厚は0.2mmです

つまり、板厚が0.2mm刻みでしか変化させられません
例えば強度的には0.7mmあればいい部分も0.8mmでしか作れない事になります

板厚変化を最適化これを1K平織りに変更します
1㎡当り120g、板厚は0.15mmになります

これでマイナス300g出来たとしましょうか

材料使用量は3Kの時に1400÷200＝7㎡から1100÷120＝9.2㎡にアップします
そして1㎡当りの値段は1Kの方が1.5倍高いです
ここまでの材料費だけで約２倍です

さらに板厚が薄くなった分、貼り付けるピースが増えます
さらに薄い材料を使えるようになったことでより緻密に積層設計が出来るようになります

ピースの数が２倍になったとすると、貼り付け工数が２倍、準備作業にかかる工数もマシンレートも２倍です

てなわけで仕上げ以外の部分の値段が全て２倍になりました
完成品としてのコストは1.5～1.8倍位になるかな～と思います


次に②

板厚を減らすと形状剛性が下がります
1400gから1100gなので板厚は0.8掛けになります
剛性は板厚の３乗で効くので0.8の３乗＝0.5

あれ、剛性が半分に(汗)

あくまで平板での計算であってパイプなのでここまでの影響はでませんが
剛性を合わせるにはハイグレードな炭素繊維を使ったプリプレグを使用しないといけません

こういったプリプレグはさらに値段が倍に・・・
剛性をキープするために材料の2割を変更、材料費が1.2倍になりました

ハイグレードなプリプレグは貼り付け性が悪くなるので貼り付け工数が上がります
材質と同じ割合で貼り付け工数が1.2倍に

さらにこうした特殊なプリプレグは東側へ輸出制限が掛かっています
中国の安い労働力が使えなくなり台湾生産にせざるを得なくなり、工数が1.5倍に・・・

①②合わせて考えると

材料費が2×1.2＝2.4倍
積層工数が2×1.5＝3倍
仕上げ工数が1.5倍

20万のフレームだと原価で10万として4万が材料費、積層工数が3万、仕上げ工数1.5万、副資材0.5万、マシンレート1万位と見積もれば

材料費：4×2.4＝9.6万円
積層工数：3×3＝9万円
仕上げ工数：1.5×1.5＝2.25万円

原価は22.35万円

つまり市販時のフレーム価格は45万円位になります




他にも
③樹脂の量を減らして質量剛性比を上げる
④さらに薄い素材を使う
⑤樹脂を特殊な物にする
⑥形状を最適化するために積層性を犠牲にする

性能を突き詰めればコストはどんどん上がります

金属や樹脂と違い、材料を"設計"出来るのがCFRPの強みです
形だけで判断出来る金属フレームと違い、高価なカーボンフレームには見えないコストが掛かっています



最後に自分が一番言いたいこと

自転車に化粧カーボンなんて存在しません！！！

化粧カーボン＝カーボン知らない人の戯れ言と思ってくださいね

※ちなみに、車のエアロパーツなら大抵は化粧カーボンです