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2024-09-24
泳續技術力
抽管技術在自行車中的角色：高硬度與最佳輕量化的結合
目次
抽管製程介紹
抽管技術在自行車製造業中一向是關鍵性加工技術，主要目的是為了達到材料的輕量化以及增強其密度和強度。
假設客戶需求的外徑為 Ø31.8 mm，管壁厚度為 1.5 mm 到 2.0 mm。可使用的素材外徑為 Ø34.9 mm，管壁厚度可以是 3.0 mm 或 3.5 mm。經過抽管加工後，最終產品的外徑將為 Ø31.8 mm，並且管壁厚度為 1.5 mm 到 2.0 mm 的兩段式厚薄管設計，透過抽管製程加工後，可以達到指定的尺寸大小，且有效增加強度、減輕重量。
＜泳富豪透過抽管達到厚薄管增加強度減輕重量＞
這樣不僅使得管材更輕，還增加了其強度，抽管過程常常會進行多次操作，尤其是在製造高性能自行車框架時，可能需要進行多次抽管以達到不同部位的特定壁厚要求。除了基本的抽管工藝，還有多種加工技術，可以對這些材料進行精確的加工，這包括雙端抽管、抽縮管或雙抽管等技術，透過使用不同材料的軸心來達成。這種技術允許在管材的不同部位按需要調整壁厚，滿足特定的客製化造型要求，提供了一種高效的方式來精確控制產品的結構和重量，使得成品在保持輕便的同時也具備優異的性能，在需要輕量且高強度材料的產品中尤為重要。
鋁合金抽管技術的革新與應用
＜山地自行車崛起帶來的效應＞
自1980年代山地自行車的興起以來，市場迫切需要一項技術，這項技術不僅能減輕自行車車架的重量，同時也要保持車架的堅固性。早期的鋁合金車架，雖然相對較輕，但為了達到與鋼材相同的強度，往往需要增厚管壁，這反而會增加重量，甚至可能降低騎乘的舒適性和感受。到了1988年，一些知名自行車品牌的工程師們進行了鋁合金管材的研究，並發現自行車車架的不同部位受到的壓力各不相同。例如，車把中間與立管連接處的應力較小，而握把部分則應力較大。基於這一發現，他們提出了在強度要求高的部位增加管壁厚度，在要求較低的部位則減少管壁厚度的設計方案，以此達到強度與重量的最佳平衡。
這種方法促使了抽管技術的誕生，該技術現已廣泛應用於中高端的鋁合金車架和鋼車架中。這種技術可以透過將管材的管壁在不同位置進行抽拉或壓縮，形成不同的壁厚，從單抽管到多達十幾抽的車把，不僅對應力分析進行了更精確的詳解，也在確保必要強度的同時將重量降至最低。
鋁合金抽管技術不僅限於改進車架的結構設計，它同時涉及從原料的挑選到最終加工的每一個細節。在自行車管件的生產過程中，選擇合適的鋁合金原料尤為重要，因為不同的鋁合金具有不同的物理特性，這些特性決定了加工後產品的品質和性能。例如，6061鋁合金則因其輕量且耐用的特性，被廣泛應用於需要高「剛性重量比」的車體製造中。
鋁合金管材的加工技術也同樣重要。常見的加工技術包括雙重與三重管壁厚度的施作。雙重管壁厚度技術意味著在鋁管的兩端有較厚的管壁，而中間部分則較薄，以提供更好的彈性與減震性能。三重管壁厚度則在需要承受更高應力的部位加厚，同時在不承受重壓的部位使用更薄的管壁來降低總體重量，這種設計增強了車架的結構強度與整體性能。這些鋁合金車架在生產過程中都需經過熱處理，通常包括T6溫度的加熱和快速冷卻，這有助於使鋁合金的內部結構更加均衡和穩定。接著進行的低溫工序則進一步提高了車架的剛性和強度，確保產品在各種騎行條件下的優異表現。透過這些高精度的製造技術和材料選擇，鋁合金抽管技術的革新不僅體現在自行車車架的輕量化上，更在提升整體騎行性能和耐用性方面發揮了重要作用，推動了自行車產業技術的進步。
延伸閱讀：探索鋁管的現在與未來趨勢－『鋁管的應用』
台灣自行車產業的特色
＜台灣自行車產業的精密分工＞
在方圓70公里的範圍內，台灣擁有近千家自行車製造廠商，形成了一個密集的供應網，並維持著既競爭又合作的關係。這種獨特的結構是推動台灣自行車技術創新的重要因素。台灣自行車產業以其專業化和細分化的製造過程而聞名，與全車組裝的傳統生產方式不同，這裡的生產模式呈現出明顯的分工合作。在這個產業中，沒有單一廠商負責生產整輛自行車，而是由許多專業的中小型企業共同製造，各自完成自行車的零部件生產，再將這些部件組裝成完整的產品。
特別是自行車車架的製造過程，它涉及模具製造商、鋁合金管加工製造、焊接、表面處理，以及熱處理等多家公司的共同作業。車架的製造始於精確的設計階段，工程師首先使用AutoCAD等高精度設計軟體繪製車架圖面和抽管模具的設計圖。這些設計圖後續被提供至相關的製造廠進行實際生產作業，因此「車架製造」實際上是一個涉及多個地點、多階段的綜合工程。
每年在台北舉行的國際自行車展不僅展示了這種分工合作下的最新產品技術，也是業內人士交流和洽談合作的重要場合，凸顯了台灣在全球自行車產業中的核心地位。台灣自行車產業的獨特產業組織模式、明確的分工製造過程和對高品質產品的共同追求使其在全球市場中佔有一席之地，這些特色提升了產品的國際競爭力，同時使台灣成為全球自行車製造的重要基地。
具備適應多樣化需求的靈活生產能力
台灣自行車產業的特色不僅體現於技術創新和經驗豐富的勞動力，更在高彈性的供應鏈。在全球自行車市場逐漸趨向少量多樣化與客製化的今天，台灣自行車產業能迅速響應市場變化，提供量身訂製的解決方案。特別是位於台灣中部的自行車產業聚落，能在短時間內完成整車組裝及成品出口，這種產業群聚的效率是其他地區難以匹敵的。
然而，面對全球科技的快速發展、都市生活方式的轉變以及共享單車的興衰，台灣自行車產業是否能繼續貼近市場需求，或是正在逐漸與之疏遠，這是業界需要深入思考的問題。未來的產業發展可能需要從騎乘文化的新視角出發，以滿足消費者在心理和功能需求上的期望。因此，洞察力、設計力、創新力和整合力的培養，將是台灣自行車產業在轉型升級過程中面臨的關鍵挑戰。
題外話：強勢外觀的一體把能否成為未來趨勢？
＜一體把與分離式把手比較＞
隨著自行車技術的不斷進步和騎行文化的發展，市場上出現了許多創新的設計，其中一體把成為了自行車行業的一大趨勢。一體把，顧名思義，是把手和車頭管整合在一起的設計，與傳統的分開式把手和車頭管相比，它提供了更多的剛性與外觀的優勢，逐漸受到越來越多專業騎士和自行車愛好者的青睞。
一體式車把手由於是單一結構，增強了車把的剛性，使得車把在承受前端衝擊力時能更好地分散力量，減少因把手轉動或變形而導致的操控不穩。對於追求極限速度和精準操控的自行車賽事運動員來說，提升剛性意味著能用更快的速度反映和更精確的車輛控制，這在高速下坡和緊急轉彎時尤為重要。一體式把手在美學設計上提供了更多的可能性，流線型設計不僅外觀現代，而且能夠更好地融合進整體車架中，提供更為順暢的外觀，對於那些重視自行車外觀與造型的自行車手來說，無疑是一種更為時尚的選擇。此外，一體把通過減少組件的接縫，整合了空氣動力學的設計，不僅有效降低了風阻，同時也使得車輛的清潔更加容易，這些細節在長期使用過程中顯得格外重要。
隨著自行車產業的持續發展和創新，一體把的應用範圍有望進一步拓寬。這種設計不僅提升了性能，也增加了車輛的視覺吸引力，符合市場對自行車功能性與美觀的雙重期待。隨著消費者對自行車性能和外觀要求的日益提高，一體把預計將成為推動自行車創新的一個關鍵趨勢。
延伸閱讀：城市移動的轉變－『電輔自行車』
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