
随着欧洲疫情缓和各国渐渐开始解封,大家都耐不住性子想要出去走走,但是又不敢乘坐公共交通。这个时候自行车成为了大家眼中的宝。
01丨塑料制品在自行车上的使用现状
1、国内目前现状
2019年,全国规模以上自行车制造企业营业收入488.4亿元,同比下降0.7%,实现利润总额16.6亿元,同比增长32.0%;电动自行车营业收入749.9亿元,同比下降8.4%,实现利润总额36.3亿元,同比增长4.6%。2020年1~4月,全国规模以上自行车企业营业收入386.3亿元,同比下降8.3%,利润总额13.3亿元,同比下降11.6%。其中,两轮脚踏自行车制造业营业收入127.0亿元,同比下降12.8%,利润总额2.7亿元,同比下降17.0%;电动自行车营业收入207.4亿元,同比下降0.7%,实现利润总额8.4亿元,同比下降12.9%。
我国目前塑料在自行车上的应用情况,可分成人车和童车二块进行介绍:
成人车:其塑料零件的使用面比较窄,主要是鞍座、脚蹬、把套、反射器(尾灯)和一些装饰件,其总价格占整车比例不到 8%。
这些零件采用塑料制作有三个特点:
一是,不可替代性如把套、反射器(尾灯)。
自行车把套
二是,实体状的塑料零件,这种结构零件的强度问题比较容易解决,而产品的外形曲线变化大比金属制作方便、美观,品种更新快,价格相差也不大。
三是,作为装饰,如挡泥板和在原金属零件外进行包塑处理。成人车使用塑料零件的比例这么低与消费习惯和塑料零件的价格有关。消费习惯,体现在对塑料零件的强度、刚度不放心,自行车的主要零件几乎都是框架结构,采用塑料制作难度相当大。在价格方面,国内自行车消费的主流产品价格在 300 元以下,出口自行车大都为 50 美元以下的低档产品,如大量采用塑料零件价格将会大幅度上升。
自行车挡泥板
童车:童车占我国自行车产量约 15%。塑料零件在童车上的使用要广泛的多,除成人车已采用的塑料零件外,塑料链罩、泥板 、一体车轮已在童车上获得广泛的应用,加上有的童车比较花肖,各种复杂造型的零件更是塑料的用武之地。塑料在童车上的使用强度问题比较容易解决,价格也不是关键因素,应该说能够使用塑料的零件在童车上几乎都得到了充分发挥。
儿童自行车
即使前叉、车架、车把等高强度零件用金属制作,为了美观有时也采用包塑处理。有些车,使用塑料零件的总价格已占整车比例的 60%以上。童车制造企业可以没有金属零件的加工手段,但没有注塑机是不可想象的。
儿童自行车前叉
2、国外现状
根据NPD集团自行车产品供应商协会的每月销售报告,与去年同期相比,美国自行车批发商在2018年前10个月的自行车销量下降了7% ,但这些自行车的销售额上涨了近6%,反映出每辆自行车的平均成本更高。山地车仍然是销售额最大的自行车类别,截至2018年10月份,山地车的销售额持平,为3.35亿美元,虽然销售量下降了10%,但反映出该类别自行车均价的上涨。就像几年前的情况一样,山地车各细分类别一直不稳定,例如,自去年10月以来,29er和27.5全避震山地车的销售数据几乎出现了逆转。
29er全避震山地车
在欧洲,自行车主要用途与我国一样是交通工具。因此,我们曾尝试将欧洲的自行车设计理念和塑料零件引入到国内自行车;但效果不佳。这个原因,与我国自行车的高档产品消费量太少和生产企业的实力有关。如果没有量的支撑零件厂不愿投入、整车厂使用面窄更是不愿意。而消费者接触不到塑料零件、体会不到其优点,还是停留在对塑料零件的不信任的老观念上。
3、自行车塑料零件的加工
自行车塑料零件的加工手段,主要是注塑成型。注塑机的大小从150 克—250克,为生产电动自行车外壳的大型注塑机已达1000克。对表面要求不高的零件直接用颜色塑料粒子注塑成型,表面色泽要求高的零件则用无色粒子注塑再进行油漆。塑料油漆一般在专门的油漆厂加工,也有的整车厂自己进行油漆加工的。塑料油漆的加工工艺要求相当高,生产环节要求全封闭无尘环境。
一些带状塑料零件,如:管型聚氨酯发泡车把护套、泥板则采用挤出成型。型状有变化的聚氨酯发泡把套则还要进行打磨后成型。鞍座的舒适度与鞍芯的材料有关,低档鞍座采用泡沫塑料做衬垫,中高档产品采用聚氨酯发泡成型在底板上,发泡的高低、密度决定了鞍座的造型和舒适度。
自行车反射器
自行车用反射器,按照标准有一定的光学要求。反射器反射面为菱形排列,光洁度相当高,生产的模具光洁度要达 14 级以上。其开模手段非同一般,是用多个单体菱形堆积而成。
塑料在自行车上使用的类型,ABS的使用量最大,其次是聚乙烯、聚丙烯和聚氨酯。以前,聚氯乙烯的使用量也比较大。先是,出口到美国的童车禁止使用此材料。后来,逐步推广到成人车。现在聚氯乙烯在自行车上的使用量已经很少。
02丨塑料在自行车行业的展望
塑料替代金属在自行车上的应用研究,向来受到行业的重视。上面提到的塑料自行车零件的应用已相当成熟。行业中对塑料应用的难点也在不断进行探索。如:整体车轮、免充气轮胎和塑料车架。这些零件在90年代初已生产出样品和小批量产品,而整体车轮已在20英寸以下小轮径自行车上获得成功。这些塑料零件的商品化是行业努力的方向。当获得成功时,我们将迎来塑料自行车的时代。
1、整体车轮的发展
自行车塑料整体车轮无论在强度还是制造技术,都不存在问题。它的问题却出在使用的舒适性上。塑料整体车轮在重量上较之铝合金车圈并无太大优势,但在骑行时,风阻比较大,感觉费劲。塑料整体车轮在 20 英寸下小轮径自行车上使用问题不是很大,但要在大轮径自行车上使用其缺点就相当突出。自行车车轮采用辐条结构有其明显的优点,重量轻、风阻小。塑料整体车轮碰到的问题还是要回到原来的辐条结构,而从改变材料入手。
整体轮自行车
免充气轮胎有二个类型:
一是,实芯内胎型。
二是,实芯轮胎型。
其材料都是用聚氨酯发泡成型,控制发泡的大小可就以控制轮胎的硬度。实芯内胎型还要配上橡胶外胎,而实芯轮胎则在表面进行处理达到近似橡胶外胎的效果。免充气轮胎的缺点是,骑行舒适性不好;感觉费劲,避震效果也不如橡胶充气轮胎。还有在装配时相当麻烦,要有专门的设备器材。即使这样,研究免充气轮胎仍是行业中的热门话题。
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免充气轮胎
2、塑料车架的发展
80 年代,曾出现过采用塑料车架的全塑料自行车,除了在传动、转动部分采用金属镶嵌外其余全用塑料制成。为了保证强度,这种车架的截面是不规则的,但仍在钢度方面存在很大问题,骑行时有明显的晃动感。现在有人在试验用金属作结构框架再注塑成型。这方面的争论在于,金属结构框架的截面大小是多少?如与现在自行车一样,其塑料成分仅起到了装饰作用,则与包塑无异。这不是理想化的塑料车架。我们以前认为,塑料车架的强度是个问题。但随着增强型塑料的出现,解决强度问题不是很难。但要解决塑料车架的刚度问题,难度却非常大。但是,自行车要塑料化这是一个必须跨越的坎。
全塑料自行车
3、价格仍是制约塑料自行车零件推广的关键因素
以上介绍的塑料自行车零件,除了技术上要寻找突破点外。高昂的价格也严重制约了其发展,这些零件用塑料制作与原先材料比较少则相差二倍,高的相差五倍以上。如:上面提到的碳纤维复合材料,单独用碳纤维制作自行车零件在技术上已相当成熟,但价格昂贵。这种材料仅在竞技用自行车和高档自行车上采用。如何使碳纤维价格下跌、能推广使用。走碳纤维复合材料是一条路。塑料自行车零件要降低成本,除了材料上要动脑筋,还要想其他方法。

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