鋼架自行車的Lug工藝、美學與創(chuàng)新

廖樹林

鋼架自行車的Lug工藝、美學與創(chuàng)新

Lug Process, Aesthetics and Innovation of Steel-frame Bicycle

廖樹林

Due to retention of the classic contest and the emergence of the contemporary new technology, Lug process prospers in Japan and the United States, and will enjoy development from the perspective of technology and aesthetics. In addition, Lug aesthetics also has great innovation potential in the field of derivatives.

作為當前社會的一大熱點，自行車產品在強調環(huán)保和智能的新環(huán)境下重新獲得公眾的高關注度，其實它早已經歷了超過百年的發(fā)展史。和很多行業(yè)一樣，自行車也經WORKSHOP教學眾矚目的焦點，在環(huán)法比賽，奧運會比賽和其他頂尖賽事中大放光彩，也代表了整個自行車產業(yè)的性能、技術和美學巔峰。在經歷了從鋼材、鋁合金到碳纖維的材料更替，競技自行車的車架制造史上最具創(chuàng)造力的時代，留在了60-80年代，也就是歐洲尤其是英國和意大利手工藝最輝煌的年代。其中，最具魅力的工藝，便是Lug焊接的工藝。很不幸，隨著競技比賽中鋼材料被碳纖維取代，以及歐洲大師們的逝去，這一工藝逐漸沒落而成為了傳奇，自行車美學也慢慢成為了收藏者口中的故事。然而隨著古典賽事的保留，以及當代新技術的出現，Lug工藝又在亞洲的日本和遙遠的美國重新綻放光彩，將來也會在技術和美學上得到新的發(fā)展。另外，Lug的美學，在衍生品領域也有很大的創(chuàng)新潛力。

在當前，無論是因為霧霾引發(fā)的公眾環(huán)境意識，經濟基礎提升后公眾對自身健康的追求，還是國外各種基于自行車文化產生的流行風潮，自行車逐漸在國內從不為人重視的“廉價代步工具”一躍成為新聞熱點。尤其當源于倫敦風行歐洲的“Tweed Run”復古騎行和在美國日本盛極一時的“Fixed Gear”死飛文化傳入中國后，更是讓復古自行車成為時尚焦點，明星、收藏家和街頭潮人，都把古典自行車作為個人的時尚符號。古典自行車，絕大多數是鋼架自行車。

鋼材是最早期用于制造自行車車架的材料。從早期厚重且性能低下的高碳鋼，到后期輕薄性能優(yōu)越的鉻鉬鋼甚至不銹鋼，鋼材一直被運用于自行車制造，直到今天。當然，作為高性能競技自行車的材料，鋼材的使命在上一世紀就基本結束了。

不過無論是何種鋼材，在焊接成自行車車架的過程中，無外乎三種基本的焊接工藝。這三種工藝分別是：TIG（氬弧焊）、Fillet Braze（釬焊）、Lug（套管焊接）。其中TIG是高溫融化鋼材接合處使之接合的焊接方式，管材受熱面積小，強度高重量輕效率高，但焊縫明顯，當代自行車架多數使用這一工藝。Fillet Braze是用銅合金（高端產品會使用銅銀合金，熔點更低，對管材性能影響更小）作為焊料熔化后對管材進行多次接合，工藝復雜效率很低，接合強度也會相應偏低，但是經過手工打磨可以做到毫無焊接痕跡，視覺上完美度極高。而Lug是用除了管材之外，額外制造的Lug結構（套管）對管材進行類似自來水管接頭一般的接合，然后用銅合金（高端產品會使用銅銀合金）作為焊料熔化后填滿管材和Lug之間的縫隙。Lug工藝在性能上介于TIG和Fillet Braze之間，多數古典自行車都使用Lug作為焊接工藝來制造車架。

Lug焊接是其中最為傳統(tǒng)，也是在美學和創(chuàng)造力上最有研究價值的一種工藝。

首先，我們先對Lug本身進行一個深入分析。

Lug絕大多數都是鑄造件。車架制造者或者專門的Lug件第三方供應商會對應不同的管材直徑，制造出用于鋼架車不同部位的Lug單元件，一般最少五件（頭管兩件、前叉肩、五通和坐管部位），多的，車身全部接合位置都使用Lug。

絕大多數車架制造者會選擇使用公模（可以通用的第三方制造商提供的Lug件）來制造車架，而少數知名的技藝高超的制造者則會選擇定制Lug件。這些定制件在重量、性能、造型和美學上有著更優(yōu)秀的表現，很多還帶有自家的品牌刻印。是否使用公模Lug，是辨別車架制造水平和收藏價值的一個標準。

其次，我們探討Lug的工藝價值。

Lug的工藝價值，主要體現在那些專門定制開發(fā)，甚至完全手工打造的Lug產品上。這些高水準的Lug件，無外乎就是三點：輕薄、精巧、精準。

早期受限于鋼材料的性能低下和加工水平不高，Lug往往做得粗大笨重。一方面是因為粗大的Lug便于增加管材與Lug間的焊接面積，使焊接更容易做得較為牢固；一方面是因為粗大的Lug更容易掩飾焊接工藝、管材切割和Lug鑄造的粗糙之處，可以彌補工藝缺陷。而笨重，則是因為材料和工藝所限，Lug的厚度較厚，較大的尺寸也增加了重量。另外，早期的Lug件的公差控制也很差，往往要人手來逐個進行修正，才能減少焊接時的誤差。因此，早期的Lug，在性能上幾乎沒有優(yōu)勢，工藝美感也較為不足。當然，那個時代的一些較為出色的作品，還是能夠在有限的技術下盡量展現工藝之美。

而高水準的Lug件，往往使用了更好的Lug材料、更精準的鑄造工藝、手工輕量化設計、甚至全新的Lug造型設計。在材料上，新的鋼材可以因為更薄和更高強度而大幅降低Lug重量，尤其是使用英國Reynolds 953和意大利Columbus Xcr不銹鋼制造的Lug。新的鑄造工藝則可以使Lug變得非常小巧而且精準，更輕而且焊接精度更高。很多高水平的工匠還會通過獨家技法來對傳統(tǒng)Lug件進行打孔、切割和打磨，以做到輕量化和精巧化。而全新設計Lug造型與結構，更是極致工藝的體現。其中，后面的兩點我們進行重點探討。

由于測量模型的擬合程度較好，題項的歸類和量表構成與前人和本研究設想保持一致，因此使用AMOS 17.0軟件，采用路徑分析方法建立結構模型，以檢驗變量間的路徑系數是否顯著，進行假設驗證。除了可以處理多個因變量，結構方程模型的另一個優(yōu)點是構建競爭模型，根據各模型對樣本數據擬合的優(yōu)劣情況來決定哪個模型最可取。根據研究假設，本文分別構建了全模型M0、修正模型M1和研究模型M2，各模型的擬合指數如表3所示。

英國品牌Mercian在1965年制造的Superlight車架，就在鑄造Lug件的基礎上進行了全手工的切割，目的是將Lug的尺寸縮減到能夠牢固焊接前提下的極致。這是當時無法進行全新材料和工藝制造Lug下的無奈之舉。但是這一做法成就了一代經典名車。當然，因為此法太過耗費工時而且焊接難度過大，產量很低，很快這一型號就停產了。（圖1左）

意大利品牌Masi，則研發(fā)了全新的“內Lug”工藝。這一工藝其實是制造出了與以往焊接工藝不同的Lug件。通過非常精準的“自來水管”式的Lug，這一車型能夠得到更高的制造精度和強度。而這一Lug帶來的“3V”型號，成為了Masi品牌甚至意大利競賽自行車里的頂級產品。（圖1中）

日本品牌3Rensho則獨辟蹊徑，將空氣動力學理念與Lug設計融合，利用高超的鑄造工藝和焊接能力，制造出了“Modeulo Lug”。這一Lug具備獨特的破風鰭片式的Lug設計，并且Lug的尾部極其細長，也是為了實現設計中的高效氣動效果，降低高速騎行時的風阻。當然，這一設計對鑄造和焊接的工藝要求極高。也是極致手工藝的體現。（圖1右）

再次，是Lug的藝術性與裝飾美學。

相比較于直接明了的TIG焊接和追求毫無焊接痕跡的Fillet Braze，Lug是諸多車架制作大師發(fā)揮個人創(chuàng)造力和審美理念的試驗場，也是最能體現車架品牌和識別度的地方。

Lug設計的藝術性和美學，主要體現在裝飾性、產品識別性、以及品牌和個人簽名的融入。

圖1 Mercian（左）Masi（中）和3Rensho（右）的 Lug設計

說道Lug極致化的裝飾性，就一定會談到英國最著名的自行車品牌Hetchins。Hetchins已經有近百年歷史，被稱作“自行車里的勞斯萊斯”。而這一品牌得此殊榮的原因，就是獨一無二的華麗Lug設計。Hetchins車上所用的Lug，是定制的基本Lug件再加上裝飾件手工焊接而成的，其中最大的秘密，就是裝飾件。這些裝飾件，原本是簡單的鋼片，它們被那些經驗豐富的工匠繪制出圖形，然后用線鋸，一片片切割成精巧的裝飾片，然后逐片手工用銼刀修正、打磨、壓彎，并和標準的Lug件焊接在一起，最后再用于焊接自行車架。而這些Lug雖然有些不對稱，甚至因為換個工匠就換了新造型，卻帶來了藝術品般獨一無二的美學與裝飾性。

高的產品識別性是設計師們都在追求的目標。而對于自行車架來說，能夠褪去油漆和標識，僅剩“裸架”也能一眼看出品牌，是非常高的成就。而對于鋼架自行車來說，Lug，尤其是造型鮮明美感獨特的Lug，是消費者眼中最明顯的識別元素。玩家們能看到ZUNOW的蜂鳥Lug，也能輕易識別Casiti著名的“海神叉”Lug，更是對Colnago的“三叉戟”Lug耳熟能詳。這些設計與性能無關，卻通過獨特的設計和藝術性，造就了很高的品牌識別度。

品牌名稱和個人簽名的融入，更是各個車架制作大師最在意的細節(jié)。在工藝上，各種凹印鑄造、鏤刻、切割；在美學上，品牌商標、家族族徽、個人簽名，都被設計師用巧妙的方式在小尺寸的Lug上呈現出來。Colnago在Lug上鏤刻“梅花”圖形，又是品牌標識，又可以做到輕量化。Gios在前叉叉肩上嵌入的“金銀幣”是極具特征性的品牌符號。而最極致的還是Masi，各種簽名、鳶尾花紋章、品牌標識，都被用在了Lug設計上。

進入二十一世紀，自行車工藝也進入了創(chuàng)新階段。鋼架自行車和Lug工藝，同樣借助新的技術，獲得了創(chuàng)新的契機。我們可以使用計算機建模來塑造精度超高的Lug，并用3D打印技術打印出高精度蠟模，然后再鑄造金屬Lug。在金屬打印技術成熟后，直接用3D打印來制造高精度金屬Lug，也不再是難點。（圖2左）

而筆者也在嘗試借助Lug的美學，現代工藝結合進行跨界設計，將這一傳統(tǒng)工藝在新的領域尋找發(fā)展的機會。這款“Ride with Bless”戒指設計就是一個例子。筆者從自行車Lug的美學和造型結構出發(fā)，將跨界對象定在結構相似的戒指上。設計中，Lug被縮小、變形，加入大幅的造型修正和新的裝飾元素。在使用Rhino完成建模后，筆者將計算機模型輸出到3D打印工廠，將模型打印為高精度蠟模，然后再澆鑄為純銀的產品。在實際操作中，只要技術無誤，造型的精度幾乎可以得到百分之百的保證，在實際量產階段，細節(jié)的損耗也可以被人為控制到很低的程度。（圖2右）

在不久的將來，Lug這一傳統(tǒng)自行車工藝，在自身的領域將得益于新技術和新材料的開發(fā)而獲得長足進步，而且也會在其他的交叉領域成為很多新設計的靈感來源而獲得新的設計生命。

〔1〕克里斯?安德森. 創(chuàng)客:新工業(yè)革命[M]. 蕭瀟 譯. 北京: 中信出版社，2012.

〔2〕梅爾芭?庫曼. 3D打印:從想象到現實[M]. 賽迪研究院專家組 譯. 北京: 中信出版社，2013.

〔3〕克里斯多夫. 3D打印:正在到來的工業(yè)革命[M]. 韓穎，趙俐 譯. 北京: 人民郵電出版社，2014.