Mikä materiaali on ihanteellinen pyörärunko, teräs, alumiini, titaani vai hiili?
Teräs, alumiini, titaani ja hiilikuitu ovat yleisimmin käytettyjä materiaaleja polkupyörän rungoissa. Jokaisella materiaalilla on hyvät ja huonot puolensa. Voidaan vain sanoa, että se, joka sinulle sopii, on ihanteellinen.
Kaikki polkupyörissä käytetyt metallit ovat metalliseoksia. Kuten Ti{0}}AL-4V ELI Titanium Bar
Autokauppiaat viittaavat usein ilmailu- ja avaruuskäyttöön tarkoitettujen metallien käyttöön, mutta todellisuus on, että nämä niin sanotut laatuluokat eivät ole muuta kuin tiettyjä ominaisuuksia, jotka tietyn metalliseoksen on täytettävä, olipa kyseessä lentokone tai polkupyörän runko. Ei ehkä ole eroa pyörän, joka väittää olevansa valmistettu "sotilaallisesta" materiaalista, ja sellaisen välillä, joka ei ole sitä.
On olemassa kaksi päätekijää, jotka määräävät polkupyörän rungon: jäykkyys ja sitkeys. Mitä suurempi jäykkyys, sitä epätodennäköisemmin muotoutuu, mutta se murtuu suoraan (jäykkyys määräytyy yleensä Youngin moduulin mukaan, mitä suurempi Youngin moduuli, sitä vähemmän todennäköistä muodonmuutos). Sitkeys: Sitkeys on materiaalin jäykkyyden vastakohta, sitkeä materiaali on muokattavampaa ja siksi muotoutuu helpommin kuin murtuminen. Turvallisuussyistä on parasta, jos runko vääntyy ennen kuin se rikkoutuu, koska tämä toimii varoituksena vastaantuleville ajajille.
teräs
Teräs on kaikkien teknisten materiaalien äiti. Se on kestävä ja halpa valmistaa, ja sen teräsrunko vaimentaa hyvin iskuja ja on helppo korjata.
Teräs on kolme kertaa jäykempi kuin alumiini ja kaksi kertaa jäykempi kuin titaani.
Samalla teräs ruostuu helposti, ruostumaton teräs tietysti ratkaisee tämän ongelman suurelta osin.
Suuremman tiheyden vuoksi (verrattuna muihin materiaaleihin) teräsrunkoinen auto on raskaampi. Ultralujan teräksen (UHS) käyttöönoton ansiosta teräsputkesta voidaan tehdä ohuempi. Teoriassa, jos putki on tarpeeksi ohut,
On mahdollista valmistaa runko, joka painaa suunnilleen yhtä paljon kuin tämän hetken kevyin runko. Kestävyys kuitenkin kärsii suuresti, koska tämä ohutseinämäinen putki on erittäin herkkä kolhuille, vaurioille ja taipumiselle. Ohutseinäisten putkien kokoaminen on myös vaikeampaa, ja hitsauksen syntyvä lämpö voi vaikuttaa lämpökäsittelyyn ja heikentää hitsausalueen lujuutta.
alumiini
Alumiinin jäykkyys on vain noin 1/3 teräksen jäykkyydestä.
Alumiini on terästä kevyempää, rakenteellisiin tarkoituksiinsa riittävän kestävää, erittäin toimivaa ja mikä tärkeintä, edullista.
Polkupyöräteollisuudessa käytetään kahta pääasiallista alumiiniseosta - 6061 ja 7005 (nimetty lejeeringin koostumuksen mukaan). Jälkimmäinen on suhteellisen halvempi. Koska 6061 on muokattavampi, se voidaan helposti hydromuovata runkoja valmistettaessa, ja tämä helposti saatavilla oleva ja kustannustehokas metalli sopii paremmin lähtötason pyörärungoille, mutta sitä käytetään myös korkean suorituskyvyn rungoissa.
titaani
Titaanin jäykkyys on puolet teräksen jäykkyydestä.
Titaanin tiheys on paljon kevyempi kuin alumiinin, noin kaksi kertaa alumiinin tiheys ja noin puolet teräksen tiheydestä. Joten se on enemmän kuin kompromissi alumiinin ja teräksen välillä.
Titaani on peräisin ilmailuteollisuudesta, jossa sitä käytetään laajasti. 3Al-2.5V on yleisimmin käytetty seos, mutta suorituskyky on parempi
Se kestää hyvin kulutusta ja korroosiota, minkä vuoksi se jätetään usein maalaamatta.
Jalostuksen ja käsittelyn kustannukset ovat suhteellisen korkeat, joten useimmat valmistajat eivät käytä tätä materiaalia laajasti.
hiilikuitua
Hiilikuitu on komposiittimateriaali, joka koostuu vähintään kahdesta eri materiaalista, joilla on yleensä erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.
Koska hiilikuitu on riittävän kevyttä, saman kokoisen jäykkyys on kolme kertaa teräksen jäykkyys
Hiilikuitu painaa noin 1,55 g/cc, lähes puolet alumiinin painosta.
Hiilikuitu on "herkkää" materiaalia. Kun materiaali pettää, sitä ei voi enää käyttää, mutta sen keveys ja jäykkyys tekevät siitä pyöränrunkojen materiaalin, erityisesti kilpailupyöräilyssä.
muita materiaaleja
Vaikka hiilikuitu, titaani, teräs ja alumiini ovat ylivoimaisesti yleisimmin käytettyjä materiaaleja polkupyörän rungoissa, on myös joitain harvinaisempia vaihtoehtoja.
Scandium: Scandium-runko on itse asiassa alumiiniseos, joka sisältää pienen määrän skandiumia sekä muita metalleja. Skandiumpitoisuus voi lisätä metalliseosputken lujuutta.
Magnesium: Jotkut polkupyörät ja polkupyörän osat on valmistettu magnesiumseoksista, jotka ovat kevyempiä ja vahvempia kuin alumiini, mutta vähemmän jäykkiä. Sen kukoistusaika oli 1990-luvun alussa, kun Kirk Precisionin magnesiumpyörärungot kilpailivat Tour de Francessa.
Bambu: Luonnonmateriaalina pylväitä käytetään myös polkupyörätelineiden valmistukseen. Käyttäjäarviot näyttävät olevan hyviä hyvän iskunvaimennuksen vuoksi, mutta bambupyörät ovat raskaampia.
Pellava: Pellavaa käytetään myös kiinteänä osana polkupyörän runkoja, usein yhdessä hiilikuidun kanssa, koska sen väitetään absorboivan tärinää paremmin kuin hiilikuitua yksinään. Tätä kuitua käytetään LOOK 765 -kestopyöräsarjassa.
Kaikista materiaaleista teräksellä on pisin perinne polkupyörän runkojen valmistuksessa. Se kesti alumiinin "haasteen" 1900-luvun lopulla ja 2000-luvun alussa, mutta nyt se kohtaa kovemman haasteen hiilikuidusta.
