Koji materijal je vaš idealan okvir bicikla, čelik, aluminij, titan ili karbon?
Čelik, aluminij, titan i karbonska vlakna najčešće su korišteni materijali za okvire bicikala. Svaki materijal ima svoje prednosti i nedostatke. Može se samo reći da je najidealniji onaj koji vama odgovara.
Svi metali koji se koriste u biciklima su legure. Kao što je Ti-6AL-4V ELI titanska šipka
Trgovci automobilima često govore o upotrebi metala za zrakoplove—ali stvarnost je da ti takozvani stupnjevi nisu ništa više od određenih kvaliteta koje određena legura mora zadovoljiti, bilo da se radi o okviru zrakoplova ili bicikla. Možda nema razlike između bicikla za koji se tvrdi da je napravljen od "vojnog" materijala i onog koji to nije.
Dva su glavna čimbenika koja određuju okvir bicikla: krutost i otpornost. Što je veća krutost, manja je vjerojatnost da će se deformirati, ali će se izravno slomiti (krutost se obično određuje Youngovim modulom, što je veći Youngov modul, manja je vjerojatnost deformacije.). Žilavost: Žilavost je suprotna od krutosti materijala, žilav materijal je savitljiviji i stoga se lakše deformira nego lomi. Iz sigurnosnih razloga, najbolje je da se okvir deformira prije nego što se slomi, jer to djeluje kao upozorenje nadolazećim vozačima.
čelik
Čelik je majka svih inženjerskih materijala. Izdržljiv je i jeftin za izradu, s čeličnim okvirom koji dobro apsorbira udarce i lako se popravlja.
Čelik je tri puta čvršći od aluminija i dva puta čvršći od titana.
U isto vrijeme, čelik je lako hrđati, naravno, nehrđajući čelik u velikoj mjeri rješava ovaj problem.
Zbog veće gustoće (u usporedbi s drugim materijalima), automobil s čeličnim okvirom je teži. Uvođenjem čelika ultravisoke čvrstoće (UHS), čelične cijevi mogu biti tanje. U teoriji, ako je cijev dovoljno tanka,
Moguće je proizvesti okvir koji teži približno jednako kao najlakši okvir u ovom trenutku. Međutim, izdržljivost uvelike trpi jer je ova cijev tankih stijenki vrlo sklona udubljenjima, oštećenjima i savijanju. Sastavljanje cijevi s tankim stijenkama također je teže sastaviti, a toplina koja se stvara zavarivanjem može utjecati na toplinsku obradu i smanjiti čvrstoću zavarenog područja.
aluminij
Čvrstoća aluminija je samo oko 1/3 čvrstoće čelika.
Aluminij je lakši od čelika, dovoljno izdržljiv za svoje konstrukcijske svrhe, vrlo funkcionalan i, što je najvažnije, pristupačan.
Dvije su glavne legure aluminija koje se koriste u industriji bicikala - 6061 i 7005 (nazvane prema sastavu legure). Potonji je relativno jeftiniji. Budući da je 6061 savitljiviji, može se lako hidroformirati prilikom proizvodnje okvira, a ovaj lako dostupan i isplativ metal prikladniji je za okvire za početne bicikle, ali se također koristi u okvirima visokih performansi.
titanijum
Čvrstoća titana je upola manja od čelika.
Gustoća titana mnogo je manja od gustoće aluminija, otprilike dvostruko veća od aluminija i otprilike upola manja od čelika. Dakle, to je više kao kompromis između aluminija i čelika.
Titan je nastao u zrakoplovnoj industriji, gdje se široko koristi. 3Al-2.5V je legura koja se najčešće koristi, ali ima bolje performanse
Vrlo je otporan na abraziju i koroziju, zbog čega se često ne lakira.
Trošak rafiniranja i prerade je relativno visok, tako da većina proizvođača ne koristi ovaj materijal u velikoj mjeri.
karbonska vlakna
Ugljična vlakna su kompozitni materijal, koji je materijal sastavljen od najmanje dva različita materijala, obično s različitim fizičkim i kemijskim svojstvima.
Budući da su karbonska vlakna dovoljno lagana, krutost iste veličine je tri puta veća od čvrstoće čelika
Ugljična vlakna teže oko 1,55 g/cc, gotovo upola manje od aluminija.
Karbonska vlakna su "krhki" materijal. Nakon što materijal pokvari, više se ne može koristiti, ali njegova lakoća i krutost čine ga materijalom izbora za okvire bicikala, posebno u natjecateljskom biciklizmu.
drugi materijali
Dok su karbonska vlakna, titan, čelik i aluminij daleko najčešće korišteni materijali za okvire bicikala, postoje i neke rjeđe opcije.
Skandij: skandij okvir je zapravo aluminijska legura koja sadrži malu količinu skandijuma, kao i druge metale. Sadržaj skandijuma može povećati čvrstoću cijevi od legure.
Magnezij: Neki bicikli i dijelovi bicikla izrađeni su od legura magnezija, koje su lakše i jače od aluminija, ali manje krute. Svoj vrhunac doživio je ranih 1990-ih, kada su se Kirk Precision okviri za bicikle od magnezija natjecali na Tour de Franceu.
Bambus: Kao prirodni materijal, stupovi se koriste i za izradu nosača za bicikle. Čini se da su recenzije korisnika dobre zbog dobre apsorpcije udara, ali bicikli od bambusa bit će teži.
Lan: lan se također koristi kao sastavni dio okvira bicikla, često u kombinaciji s ugljičnim vlaknima, jer se tvrdi da apsorbira vibracije bolje nego sama ugljična vlakna. Ovo se vlakno koristi u seriji izdržljivih bicikala LOOK 765.
Od svih materijala, čelik ima najdužu tradiciju korištenja u proizvodnji okvira za bicikle. Izdržao je "izazov" aluminija krajem 20. i početkom 21. stoljeća, ali sada se suočava s težim izazovom ugljičnih vlakana.
