Hvilket materiale er dit ideelle cykelstel, stål, aluminium, titanium eller kulstof?
Stål, aluminium, titanium og kulfiber er de mest brugte materialer til cykelstel. Hvert materiale har sine fordele og ulemper. Man kan kun sige, at den, der passer til dig, er den mest ideelle.
Alle metaller, der bruges i cykler, er legeringer. Såsom Ti-6AL-4V ELI Titanium Bar
Bilforhandlere henviser ofte til brugen af metaller af rumfartskvalitet – men virkeligheden er, at disse såkaldte kvaliteter ikke er andet end bestemte kvaliteter, som en given legering skal opfylde, uanset om det er til et fly eller en cykelramme. Der er muligvis ingen forskel mellem en cykel, der hævder at være lavet af "militær-kvalitet" materiale og en, der ikke er det.
Der er to hovedfaktorer, der bestemmer en cykelramme: stivhed og sejhed. Jo større stivhed, jo mindre sandsynlighed for at deformeres, men det vil gå i stykker direkte (stivhed bestemmes normalt af Youngs modul, jo større Youngs modul, jo mindre sandsynlighed for at deformeres.). Sejhed: Sejhed er det modsatte af stivhed i et materiale, et sejt materiale er mere formbart og deformeres derfor lettere end brud. Af sikkerhedsmæssige årsager er det bedst, hvis rammen deformeres, før den går i stykker, da dette fungerer som en advarsel til modkørende.
stål
Stål er moderen til alle ingeniørmaterialer. Den er holdbar og billig at lave, med en stålramme, der absorberer stød godt og er nem at reparere.
Stål er tre gange så stift som aluminium og dobbelt så stift som titanium.
Samtidig er stål let at ruste, selvfølgelig løser rustfrit stål dette problem i høj grad.
På grund af den højere densitet (sammenlignet med andre materialer) er stålrammebilen tungere. Med introduktionen af ultrahøjstyrkestål (UHS) kan stålrøret gøres tyndere. I teorien, hvis røret er tyndt nok,
Det er muligt at fremstille et stel, der vejer omtrent det samme som det letteste stel pt. Holdbarheden lider dog meget, da dette tyndvæggede rør er meget udsat for buler, skader og bøjninger. Samling af tyndvæggede rør er også vanskeligere at samle, og den varme, der genereres ved svejsning, kan påvirke varmebehandlingen og reducere styrken af det svejsede område.
aluminium
Stivheden af aluminium er kun omkring 1/3 af stålets.
Aluminium er lettere end stål, holdbart nok til dets strukturelle formål, meget funktionelt og vigtigst af alt, overkommeligt.
Der er to primære aluminiumslegeringer, der bruges i cykelindustrien - 6061 og 7005 (navngivet efter sammensætningen af legeringen). Sidstnævnte er relativt billigere. Fordi 6061 er mere formbar, kan den let hydroformes, når man fremstiller stel, og dette let tilgængelige og omkostningseffektive metal er mere velegnet til cykelstel på begynderniveau, men bruges også i højtydende stel.
titanium
Titaniums stivhed er det halve af stål.
Densiteten af titanium er meget lettere end for aluminium, omkring det dobbelte af aluminium, og omkring halvdelen af stål. Så det er mere som et kompromis mellem aluminium og stål.
Titanium stammer fra rumfartsindustrien, hvor det er meget udbredt. 3Al-2.5V er den mest udbredte legering, men højere ydeevne
Den er meget modstandsdygtig over for slid og korrosion, hvorfor den ofte efterlades umalet.
Omkostningerne ved raffinering og forarbejdning er relativt høje, så de fleste producenter bruger ikke dette materiale i udstrakt grad.
kulfiber
Kulfiber er et kompositmateriale, som er et materiale sammensat af mindst to forskellige materialer, normalt med forskellige fysiske og kemiske egenskaber.
Fordi kulfiber er let nok, er stivheden af samme størrelse tre gange større end stål
Kulfiber vejer omkring 1,55 g/cc, næsten halvdelen af aluminium.
Kulfiber er et "skørt" materiale. Når først materialet svigter, kan det ikke længere bruges, men dets lethed og stivhed gør det til det foretrukne materiale til cykelstel, især i konkurrencecykling.
andre materialer
Mens kulfiber, titanium, stål og aluminium er langt de mest almindeligt anvendte materialer til cykelstel, er der også nogle mere sjældne muligheder.
Scandium: Scandiumrammen er faktisk en aluminiumslegering, der indeholder en lille mængde scandium, såvel som andre metaller. Skandiumindholdet kan øge legeringsrørets styrke.
Magnesium: Nogle cykler og cykeldele er lavet af magnesiumlegeringer, som er lettere og stærkere end aluminium, men mindre stive. Den havde sin storhedstid i begyndelsen af 1990'erne, da Kirk Precision magnesium cykelstel konkurrerede i Tour de France.
Bambus: Som naturmateriale bruges søjler også til at lave cykelstativer. Brugeranmeldelser ser ud til at være gode på grund af god stødabsorbering, men bambuscykler vil være tungere.
Hør: Hør bruges også som en integreret del af cykelstel, ofte i kombination med kulfiber, da det hævdes at absorbere vibrationer bedre end kulfiber alene. Denne fiber bruges i LOOK 765 udholdenhedscykelserien.
Af alle materialer har stål den længste tradition for at blive brugt til fremstilling af cykelstel. Det modstod "udfordringen" fra aluminium i slutningen af det 20. og begyndelsen af det 21. århundrede, men står nu over for en hårdere udfordring fra kulfiber.
