① Cadre en fibre de carbone et ses caractéristiques
La fibre de carbone est utilisée dans les vélos comme matériau de haute technologie depuis une dizaine d'années. À proprement parler, la fibre de carbone n'est pas un élément de carbone pur, mais un mélange d'éléments de carbone liés et renforcés par de la résine époxy après tissage. Pour des raisons techniques, la résine époxy utilisée dans les premières fibres de carbone se décomposait même au soleil. Avec les progrès de la science et de la technologie, diverses lacunes de cet excellent matériau sont progressivement surmontées. Par exemple, le cadre allemand K utilise de la fibre de carbone 16K de haute qualité. La résistance de cette fibre de carbone dépasse même celle de l'acier, et elle a une promesse de qualité garantie à vie.
D'une manière générale, la fibre de carbone en tant que matériau de vélo présente les caractéristiques suivantes :
1. Extrêmement léger : on trouve partout des cadres de vélo de route en fibre de carbone d'environ 1 200 grammes. La qualité du carbone n'étant que de 1,6 gramme par centimètre cube, fabriquer un cadre d'environ 1 kilogramme n'est plus un rêve.
2. Bonnes performances d'absorption des chocs. La fibre de carbone peut absorber efficacement les chocs et maintenir une bonne rigidité. Cette caractéristique en fait un bon matériau de compétition.
3. Différentes formes de cadres peuvent être fabriquées. Contrairement au processus de fabrication général des cadres métalliques, le cadre en fibre de carbone est généralement fabriqué en fabriquant d'abord un moule, puis en fixant des feuilles de fibre de carbone au moule, et enfin en le cimentant avec de la résine époxy. Ce processus de fabrication peut utiliser l'aérodynamisme pour fabriquer un cadre avec une résistance au vent minimale.
À l’heure actuelle, les lacunes de ce matériel sont principalement les deux points suivants :
1. Calcul de contrainte compliqué. Le cadre en fibre de carbone est composé de fibre de carbone, qui se caractérise par une forte résistance à la traction, mais une faible résistance au cisaillement. Des calculs de contrainte complexes (rigidité longitudinale et rigidité transversale) sont nécessaires pendant le traitement, et les feuilles de fibre de carbone sont superposées et formées selon le calcul. D'une manière générale, la résistance aux chocs de la fibre de carbone est assez bonne, mais la résistance à la perforation est très faible. C'est-à-dire que peu importe que vous tombiez horizontalement ou verticalement, mais vous avez peur de rencontrer une ou deux petites pierres pointues dans le processus de chute horizontale et de tir vertical, ce qui ne peut pas être résolu en les soudant.
2. Le prix est élevé. Comparé à l'alliage de titane, le prix du cadre en fibre de carbone est encore pire. Le prix du cadre en fibre de carbone haut de gamme est de plusieurs dizaines de milliers, et le prix des C40 et C50 de Konago est même supérieur à 20 000 yuans. Cela est principalement dû au fait que le processus de production du cadre en fibre de carbone nécessite beaucoup de travail manuel et que le taux de rebut est élevé, ce qui entraîne une forte augmentation des coûts.
②Cadre et caractéristiques en titane
Le titane est un métal émergent, ce nouveau matériau a des performances très supérieures et est l'un des meilleurs matériaux pour fabriquer des cadres haut de gamme.
1. Les alliages de titane peuvent être utilisés pour fabriquer des cadres légers et très résistants. Comme le montre le tableau ci-dessus, la résistance du titane est similaire à celle de l'acier, mais son poids n'est qu'un peu plus de la moitié de celui de l'acier. Par conséquent, les cadres en alliage de titane ayant la même résistance seront beaucoup plus légers qu'un cadre en acier.
2.L'alliage de titane a une très bonne élasticité, ce qui lui permet de jouer un rôle important dans l'absorption des vibrations de conduite. Le cadre en alliage de titane offre un très bon confort, et le titane est un métal à mémoire de forme, il a une durée de vie presque illimitée dans sa propre plage de déformation, c'est-à-dire qu'acheter un cadre en alliage de titane est une sorte de méthode unique. (rires) D'une manière générale, dans des conditions d'utilisation professionnelles, la durée de vie d'un cadre en alliage d'aluminium est de 2 ans, celle d'un cadre en acier de 8 ans et celle d'un cadre en titane peut atteindre environ 20 ans.
3. Dans des conditions normales, le titane ne se corrode pratiquement pas.
Les alliages de titane ont certes des avantages mais aussi des inconvénients, mais ils ont aussi leurs inconvénients inévitables. À l'heure actuelle, le plus gênant est un mot : cher !
Selon la teneur en métal, le titane n'est pas un métal rare. Cependant, l'élément titane à l'état naturel existe généralement sous forme de dioxyde de titane, le processus de raffinage est compliqué, les exigences techniques sont élevées, il prend du temps et donc le coût est élevé. De plus, le traitement de soudage est extrêmement difficile, car l'affinité entre le titane et l'oxygène est extrêmement forte, et il deviendra immédiatement du dioxyde de titane après contact avec l'air, et le dioxyde de titane est dur et cassant, et la résistance de cette pièce continuera de diminuer. Doit être soudé avec précaution avec un gaz inerte. Le soudage dit Tig est : (Tig : abréviation de tungstène et gaz inerte) soudage à l'arc avec des électrodes en tungstène et du gaz argon. Le soudage du titane doit être effectué sous isolation de l'air. Les cadres en titane sont chers pour les raisons ci-dessus. En général, le prix d'un cruiser fabriqué dans le pays et d'un cadre en alliage de titane 3/2,5 de Baotai est d'environ 3 000 yuans, et le prix d'un cadre en titane comme AIRBONE ou LITESPEED est même de plusieurs dizaines de milliers de yuans. Mais si l'on considère la durée de vie du cadre en titane, le prix ne semblera pas si exorbitant.
③Cadre et caractéristiques en aluminium
1. La fatigue du métal en aluminium est très mauvaise.
Le talon d'Achille du cadre de vélo en aluminium est que lorsque vous roulez avec un vélo fabriqué dans ce matériau, plus vous roulez, plus le nombre de fois où la tension se produit est élevé et la résistance change considérablement. Récemment, afin d'obtenir un poids léger, de nombreux cadres sont fabriqués à partir de matériaux fins (le degré de finesse a atteint la limite). Ils sont tous fabriqués à partir d'alliages d'aluminium sans limite de fatigue, c'est pourquoi un cadre en aluminium ne peut durer que 2 à 3 ans dans le cadre d'une utilisation professionnelle.
2. L'aluminium n'a aucune élasticité et ne peut pas absorber les vibrations de la conduite.
Un cadre rigide en aluminium transmet la plupart des vibrations directement au corps du cycliste. Le cadre en aluminium est donc assez cahoteux et le confort de conduite est médiocre.
En raison de ces deux défauts de l'aluminium, il ne convient pas aux cadres hardtail généraux. Cependant, la plupart des cadres tout-terrain XC destinés à la compétition utilisent un alliage d'aluminium, car le poids de l'aluminium peut être très léger et une grande résistance peut également être obtenue grâce au traitement thermique et à la technologie de pompage, ce qui rend les performances de course du cadre en aluminium très bonnes. Bien sûr, les performances de compétition ne tiendront pas compte du niveau de confort du joueur et de la durée de vie du produit.
La voiture à amortisseurs complets n'a pas ces scrupules. Grâce à sa structure d'amortissement totalement indépendante pour absorber les chocs, ainsi qu'à un guidon et à des coussins de siège plus épais et plus souples, les défauts dus au manque d'élasticité de l'aluminium ont été complètement neutralisés. De plus, la qualité plus légère de l'aluminium permet de le fabriquer dans une plus grande section transversale et de fournir un renfort local là où la résistance est nécessaire.L'aluminium est donc un matériau relativement mature et fiable, et il présente davantage d'avantages lors de la fabrication d'un cadre d'amortisseur complet.
④Cadre en acier et caractéristiques
L'acier est un matériau qui a une longue histoire. Des vélos civils les plus courants aux véhicules de course haut de gamme, l'acier est plus ou moins utilisé. Outre la perfection de la technologie de fusion, l'acier présente également des avantages que les autres matériaux ne peuvent remplacer :
1. Bonnes performances de traitement. L'acier au chrome-molybdène est le matériau de vélo le plus ancien et son temps de recherche est également le plus long, de sorte que sa technologie de traitement s'est développée à un niveau assez stable.
2. Haute résistance. Comme on peut le voir ci-dessus, la résistance de l'acier sous le même volume est bien supérieure à celle de l'alliage d'aluminium et de l'alliage de titane, de sorte que la résistance d'un cadre en acier qualifié peut être rassurante.
3. La sensation de conduite est confortable. L'acier est un type de métal avec une bonne élasticité. Le cadre en acier peut absorber les vibrations provoquées par le processus de conduite. Par conséquent, le cadre en acier ne sera pas inconfortable comme le cadre en aluminium, ce qui est particulièrement adapté aux cadres de randonnée.
4. La fatigue du métal de l'acier est beaucoup plus forte que celle de l'aluminium, donc dans les mêmes conditions d'utilisation, la durée de vie du cadre en acier sera beaucoup plus longue que celle du cadre en aluminium.
Bien sûr, le cadre en acier présente également des inconvénients insurmontables :
1. Poids : dans la quête extrême d'aujourd'hui d'équipements légers, la qualité de l'acier 7,8/centimètre cube fait peur à tout le monde. Bien que l'acier léger puisse être utilisé et que la paroi du tube soit extrêmement fine grâce à la technologie du tube pompé, il est toujours difficile de réduire le poids du cadre en acier à moins de 1600 grammes. Et de nombreux cadres en aluminium ne pèsent qu'environ 1400 grammes. C'est pourquoi les cadres en acier sont rarement vus dans les cadres de niveau compétition.
2. Rouille : Comparé à d'autres matériaux, l'acier rouille relativement facilement. La rouille réduira considérablement la résistance de l'acier et réduira sa durée de vie. Par conséquent, diverses mesures doivent être prises pour empêcher l'acier de rouiller.
Par conséquent, si vous ne recherchez pas un poids de niveau compétition et que vous considérez la durabilité du cadre, le cadre en acier est sans aucun doute un bon choix.
*Mais il faut souligner que la plupart des bons cadres en acier sont plus difficiles à trouver que les bons cadres en aluminium de nos jours. Tout d'abord, un bon cadre n'est pas bon marché. Le cadre en acier de haute qualité de la série Renault 853 coûte plusieurs milliers de dollars, tandis que le cadre en acier du Konago italien coûte des dizaines de milliers de dollars. Donc, ce qui vous convient le mieux est le meilleur.