風洞測試中:煙霧與雷射描繪出流經 Velocite 自行車的氣流
- 2015全球首款纖維纏繞自行車輪框,並獲 Eurobike Award
- 10德國、比利時與台灣評審團頒發的獎項與榮譽
- 150J下坡輪框的衝擊合格門檻;公路、礫石與 XC 為 100 J。UCI 要求 40 J
- 5年每款 Venn 輪框皆享保固
Venn 輪框背後的工程技術
自 2015 年起持續開發自 2015 年起持續開發:全球首款纖維纏繞自行車輪框、一項取得專利的製法、以有限元素分析最佳化的疊層、由演算法找出的剖面,以及今日的輪框。每一步都標明日期,並附上當時的照片與圖面。
順著纖維方向,強度最高
碳纖維輪框由一條條直徑 5 至 7 µm 的碳絲組成,再以樹脂結合。順著纖維方向拉伸時,疊層的強度遠高於橫向拉伸;橫向受力時,只有樹脂在支撐。
因此,輪框的好壞取決於纖維走向與纖維終止的位置:纖維一旦終止,負載就必須穿過樹脂才能傳到下一條纖維。疊層設計,就是把纖維鋪在受力的路徑上,而這也正是 Venn 研發工作的起點。
全球首款纖維纏繞自行車輪框
2015 年,我們發表了 Venn Rev 35,全球首款纖維纏繞自行車輪框。上市當年便榮獲 Eurobike Award、台北自行車展 d&i 設計獎與金點設計獎。



我們取得專利的製法
TW I607894 是我們曾持有的專利(2016 年申請、2017 年核准,發明人 Victor Major),將製法分為五個步驟:纏繞、切割、摺疊、接合、成型。以下即該專利的原始圖式。



以有限元素分析設計的 Var 507 疊層
開發 Var 507 時,我們將輪框分為四個部分,以有限元素分析逐一最佳化各部分的疊層,同時固定其他部分。模型先經測試數據驗證。同一年,Venn 纖維纏繞輪框榮獲 Flanders Bike Valley Start-up Innovation Award。


- 疊層條件許可之處皆採對稱車輪受力變形時才不會扭曲。
- 平衡每一層斜向纖維層都有對應的鏡像層,輪框受拉時不會產生剪切變形。
- 同一方向不堆成厚塊這類纖維層分散於整個疊層之中,並以斜向層相隔,阻止裂痕擴展。
由演算法得出的 Var 77 剖面

Var 77 是全球首款由演算法設計的輪框剖面。我們與國立成功大學合作,以基因演算法驅動 CFD 求解器,生成 675 種剖面,最佳者據以開模。其纏繞路徑也以軟體設計。
纏繞影片
2023 年纏繞影片的靜態畫面。



今日的輪框

每一圈 Venn 輪框都依 ETRTO 標準製造,每款型號上市前都通過同一套測試流程:公路、礫石與 XC 的衝擊合格門檻為 100 J,下坡為 150 J。UCI 要求 40 J。
模內成型輻條孔,纖維不切斷
Venn 420、520、440、540 與 620A TCD UL 的輻條孔為模內成型,角度對準花鼓法蘭,而非固化後鑽孔。纖維繞過每個孔,而不是在孔邊中斷。
每項商品的規格都列出編輪所需的 ERD、孔數選項與尺寸。
可量測的品質
成型出的框壁,完美無瑕碳纖維輪框的好壞取決於框壁,表面的平滑則取決於成型時貼合的模面。
除了纖維纏繞的 Var 輪框之外,如今每一圈 Venn 輪框都在多件式活動模具中成型,模具的接觸面經高標準精修。碳纖維在入模之前就已精準疊層,並依淨形預成型,纖維擺在哪裡,完全不靠運氣。這樣的模具與預成型工法在航太業很常見,在輪框製造業卻不是常態。
每次固化都在受控的壓力與溫度循環下進行。兩者共同將疊層完全壓實,讓樹脂流到該去的位置:成品框壁幾乎沒有孔隙與表面瑕疵,也不需要透明漆來遮掩任何東西。
- ETRTO依 ETRTO 標準製造。
- 衝擊合格門檻:公路、礫石與 XC 為 100 J,All-Mountain 為 130 J,下坡為 150 J。UCI 車輪測試要求 40 J。
- 重量29 吋與 700c 輪框,實重與標示重量的誤差在 ±15 g 以內。
- 檢查出貨前皆經檢查。
一切的起點
2015 年,Venn 團隊打造出全球首款纖維纏繞自行車輪框,並以此榮獲 Eurobike Award;台灣其後核准了這項製法的專利(TW I607894 與 TW I634964,曾持有)。纏繞是當時最先進的技術。我們在那段時間學到的纖維、樹脂與模具知識,正是今日評判每一圈輪框的依據。


獎項與肯定
自 2010 年以來獲 10 項獎項與榮譽德國、比利時與台灣的評審團,都曾因設計、創新與製造技術肯定我們的成果。複合材料產業也邀請我們親自展示。



纖維纏繞碳纖維輪框
獲獎理由:沿輪框剖面纏繞連續纖維,取代手工疊放裁切片材。自行車輪框史上首創。
Venn Rev 35
同一款輪框在上市當年,於亞洲最大的自行車展獲獎。
Venn Rev 35
台灣頂尖的設計獎項,頒給開啟纖維纏繞時代的輪框。
Start-up Innovation Award
該獎項首屆頒發,於科特賴克的 Velofollies 頒給 Venn 纖維纏繞輪框。
Velocite Helios Aero
這款空力車架榮獲 iF Design 與台北自行車展 d&i 聯合獎項的自行車類別獎。
國家創業獎
從 80 位參選者中脫穎而出,獲選十強之一,2011 年再獲台灣卓越企業品質獎。

受複合材料產業之邀
在 JEC Asia 2019,JEC 集團特別介紹 Velocite 在複合材料加工領域的先驅成果。Victor Major 發表演講,談熱塑性複合材料的進展,以及產業必須面對的課題:擴大產量,並讓結構可以回收。
研究成果,直接用在輪框上
每一圈 Venn 輪框都始於一道工程問題,而不是為造型而造型。我們與大學、研究中心及材料廠商合作,成果直接用於疊層。
依用途挑選纖維
- Toray T1100超高強度纖維,現已用於我們最新的輪框疊層
- Toray T800主結構:高強度與高剛性
- Toray T700S用於韌性與抗衝擊性最關鍵之處
- 高模數在需要之處提供剛性,不增加重量

空氣力學:先計算,再量測
我們以計算流體力學自行設計剖面,再於風洞中驗證。大大小小的自行車品牌與 OEM 輪框工廠,都曾將同樣的成果應用於自家產品。
- 為騎士而設計側風中的操控,與直線行進時的風阻同樣重要。
- 依騎乘類型設計剖面公路、礫石與登山車輪框,各有配合輪胎與速度的外形。
- 風洞驗證先模擬,再以實體車輪量測。
在各種條件下,升力實質為零
Var 507 追求的,從來不是某一個風洞設定下的最低風阻數字。其剖面將空力中心設在軸心略後方,因此陣風與來往車流傳到車把的回饋實質為零。
全球首款由演算法設計的輪框剖面
我們與國立成功大學合作,以基因演算法驅動 CFD 求解器,生成 675 種剖面。我們只固定輪胎(25 mm)、框高(77 mm)與最寬處(30 mm;若不設此限制,最佳解寬度為 42 mm)。外形本身完全不設限。內凹與外鼓的候選剖面都原封不動留在搜尋範圍內;假如其中之一最快,我們就會把它做出來。領先的候選剖面接著以 3D 建模,並作為完整車輪進行模擬,最佳者據以開模。在此之前,從未有任何自行車輪框以這種方式設計。




品質管制,用數字說話
每款 Venn 輪框上市前都通過同一套測試流程。唯一的差別,是我們撞擊的力道。
其餘測試項目與結果
以 Venn 520 TCD UL 輪組測試報告為例:
| 測試項目 | 結果 |
|---|---|
| 疲勞 | 於測試機上運行 596 km,約 1,000,000 次循環:無裂痕、無鼓脹、輻條無脫離 |
| 騎行偏擺 | 連續運轉 4 小時、130 km:後輪偏擺在 0.1 mm 以內 |
| 輻條孔強度 | 每個孔皆高於 300 kgf 合格門檻 |
| 側向剛性 | 133 kgf/mm(53.2 kgf 下變形 0.40 mm) |
| 輪胎固持力 | 維持 120 psi 達 8 小時,平面度與變形皆在限值內 |
| 耐熱 | 80 °C 下 110 psi:輪框寬度變化 0.05 mm |
| 編輪 | 無內胎充氣至 120 psi 的前後,平面度皆為 0.15 至 0.18 mm,真圓度皆為 0.20 至 0.22 mm |

- 礫石輪框也一樣Venn 440 TCD UL 實測平面度 0.18 mm、真圓度 0.19 mm,5 kg 側向負載下變形小於 4 mm,限值為 5 mm。
- 輪框 5 年保固做後盾完整輪組另享 2 年保固。
耐得住高溫的圈煞輪框
我們的圈煞款使用客製高玻璃轉移溫度(Tg)樹脂。在煞車皮優良、煞車調校得當的情況下,長下坡重煞通常產生的溫度,遠低於此樹脂維持剛性的極限。現今的圈煞輪框 Tg 為 250 °C(資料存檔備查)。
- 約 216 °C儲存模數起始點:剛性開始下降之處
- 約 236 °C損耗模數峰值
- 約 240 °CTan Delta 峰值,即通常引用為 Tg 的數值

