① Carbonvezelframe en zijn kenmerken
Koolstofvezel wordt al tien jaar gebruikt in fietsen als hightechmateriaal. Strikt genomen is koolstofvezel geen puur koolstofelement, maar een mengsel van koolstofelementen die na het weven zijn gebonden en versterkt met epoxyhars. Vanwege technische redenen in de vroege koolstofvezels, zou de gebruikte epoxyhars zelfs ontbinden in zonlicht. Met de vooruitgang van wetenschap en technologie worden verschillende tekortkomingen van dit uitstekende materiaal geleidelijk overwonnen. Het Duitse K-frame gebruikt bijvoorbeeld hoogwaardige 16K-koolstofvezel. De sterkte van deze koolstofvezel overtreft zelfs die van staal en het heeft een kwaliteitsbelofte van levenslange garantie.
Over het algemeen heeft koolstofvezel als fietsmateriaal de volgende eigenschappen:
1. Extreem lichtgewicht: carbonfiber raceframes van ongeveer 1200 gram zijn overal te zien. Aangezien de kwaliteit van carbon slechts 1,6 gram per kubieke centimeter is, is het niet langer een droom om een frame van ongeveer 1 kilogram te maken.
2. Goede impactabsorptieprestaties. Koolstofvezel kan schokken effectief absorberen en een goede stijfheid behouden. Deze eigenschap maakt het een goed competitiemateriaal.
3. Er kunnen verschillende vormen van frames worden gemaakt. In tegenstelling tot het algemene metalen frameproductieproces, wordt het koolstofvezelframe over het algemeen gemaakt door eerst een mal te maken, vervolgens koolstofvezelplaten aan de mal te bevestigen en het ten slotte te cementeren met epoxyhars. Dit productieproces kan aerodynamica gebruiken om een frame te maken met minimale luchtweerstand.
De tekortkomingen van dit materiaal zijn momenteel vooral de volgende twee punten:
1. Gecompliceerde spanningsberekening. Het koolstofvezelframe is samengesteld uit koolstofvezel, dat wordt gekenmerkt door een sterke treksterkte, maar een zwakke schuifsterkte. Complexe spanningsberekeningen (longitudinale stijfheid en transversale stijfheid) zijn vereist tijdens de verwerking, en koolstofvezelplaten worden overlapt en gevormd volgens de berekening. Over het algemeen is de slagvastheid van koolstofvezel vrij goed, maar de lekbestendigheid is erg slecht. Dat wil zeggen, het maakt niet uit of je horizontaal of verticaal valt, maar je bent bang dat je een of twee scherpe kleine stenen tegenkomt tijdens het horizontaal vallen en verticaal schieten, wat niet kan worden opgelost door ze te lassen.
2. De prijs is duur. Vergeleken met titaniumlegering is de prijs van een koolstofvezelframe nog slechter. De prijs van het beste koolstofvezelframe is tienduizenden, en de prijs van Konago's C40 en C50 is zelfs meer dan 20.000. Yuan. Dit komt vooral doordat het productieproces van een koolstofvezelframe veel handmatig werk vereist en de schrootratio hoog is, wat resulteert in een grote stijging van de kosten.
②Titanium frame en kenmerken
Titanium is een opkomend metaal. Dit nieuwe materiaal levert superieure prestaties en is een van de beste materialen voor het maken van hoogwaardige frames.
1. Titaniumlegeringen kunnen worden gebruikt om frames te maken met een licht gewicht en hoge sterkte. Zoals te zien is in de bovenstaande tabel, is de sterkte van titanium vergelijkbaar met die van staal, maar het gewicht is slechts iets meer dan de helft van dat van staal. Daarom zullen titaniumlegeringframes met dezelfde sterkte veel lichter zijn dan een stalen frame.
2.Titaniumlegering heeft een zeer goede elasticiteit, waardoor het een belangrijke rol speelt bij het absorberen van trillingen tijdens het rijden. Het frame van titaniumlegering heeft een zeer goed comfort en titanium is een metaal met geheugen, het heeft een bijna onbeperkte levensduur binnen zijn eigen vervormingsbereik, dat wil zeggen, het kopen van een titaniumlegeringframe is een soort One-and-done-methode. (lacht) Over het algemeen is de levensduur van een aluminiumlegeringframe onder professionele gebruiksomstandigheden 2 jaar, die van een stalen frame 8 jaar en die van een titaniumframe kan ongeveer 20 jaar bedragen.
3. Onder normale omstandigheden zal titanium nauwelijks corroderen.
Er zijn voor- en nadelen, en titaniumlegeringen hebben ook hun onvermijdelijke nadelen. Het meest lastige is op dit moment één woord: duur!!
Volgens de inhoud van het metaal is titanium geen zeldzaam metaal. Het titaniumelement in de natuurlijke staat bestaat echter over het algemeen in de vorm van titaniumdioxide, het raffinageproces is ingewikkeld, de technische vereisten zijn hoog en het kost tijd en daarom zijn de kosten hoog. Bovendien is het lassen buitengewoon moeilijk, omdat de affiniteit tussen titanium en zuurstof extreem sterk is en het onmiddellijk titaniumdioxide wordt na contact met lucht, en titaniumdioxide is hard en bros en de sterkte van dit onderdeel zal blijven afnemen. Moet zorgvuldig worden gesoldeerd met inert gas. Het zogenaamde Tig-lassen is: (Tig: afkorting voor wolfraam en inert gas) booglassen met wolfraamelektroden en argongas. Het lassen van titanium moet worden uitgevoerd onder isolatie van lucht. Titaniumframes zijn om bovenstaande redenen duur. Over het algemeen is de prijs van een in eigen land gemaakte cruiser en een 3/2.5 titaniumlegering frame van Baotai ongeveer 3.000 yuan, en de prijs van een titanium frame zoals AIRBONE of LITESPEED is zelfs tienduizenden. Maar als je de levensduur van het titanium frame in ogenschouw neemt, zal de prijs niet zo schandalig aanvoelen.
③Aluminium frame en kenmerken
1. De metaalmoeheid van aluminium is zeer laag.
De achilleshiel van het fietsframe van aluminium is dat wanneer u op een fiets van dit materiaal rijdt, hoe vaker u fietst, hoe vaker de spanning zal optreden en de sterkte aanzienlijk zal veranderen. Om een licht gewicht te bereiken, worden veel frames de laatste tijd van dunne materialen gemaakt (de mate van dunheid heeft de limiet bereikt). Deze zijn allemaal gemaakt van aluminiumlegeringen zonder vermoeidheidsgrens, waardoor een aluminium frame bij professioneel gebruik slechts 2-3 jaar meegaat.
2. Aluminium is niet elastisch en kan de trillingen van het rijden niet absorberen.
Een hardtailframe van aluminium geeft de meeste trillingen direct door aan het lichaam van de rijder. Hierdoor rijdt het aluminium frame vrij hobbelig en is het rijcomfort slecht.
Vanwege deze twee defecten van aluminium is het niet geschikt voor algemene hardtailframes. De meeste XC off-road frames voor competitie gebruiken echter aluminiumlegering, omdat het gewicht van aluminium zeer licht kan worden gemaakt en er ook grote sterkte kan worden verkregen door warmtebehandeling en pomptechnologie, waardoor de raceprestaties van het aluminium frame zeer goed zijn. Goed (natuurlijk houden de competitieprestaties geen rekening met het comfortniveau van de speler en de levensduur van het product).
De auto met volledige schokabsorptie heeft deze scrupules niet. Omdat het een volledig onafhankelijke schokabsorberende structuur heeft voor het absorberen van schokken, plus dikkere en zachtere sturen en zitkussens, zijn de tekortkomingen van het gebrek aan elasticiteit van aluminium volledig geneutraliseerd. Bovendien kan de lichtere kwaliteit van aluminium worden gemaakt in een groter dwarsdoorsnedegebied en kan het lokale versteviging bieden waar sterkte vereist is.Aluminium is daarom een relatief volwassen en betrouwbaar materiaal, dat bovendien voordelen biedt bij het maken van een volledig schokdemperframe.
④Stalen frame en kenmerken
Staal is een materiaal met een lange geschiedenis. Van de meest voorkomende burgerfietsen tot high-end raceauto's, staal wordt min of meer gebruikt. Naast de perfectie van de smelttechnologie heeft staal ook voordelen die andere materialen niet kunnen vervangen:
1. Goede verwerkingsprestaties. Chroom-molybdeenstaal is het oudste fietsmateriaal en de onderzoekstijd is ook het langst, dus de verwerkingstechnologie heeft zich ontwikkeld tot een redelijk stabiel niveau.
2. Hoge sterkte. Uit het bovenstaande kunnen we opmaken dat de sterkte van staal onder hetzelfde volume veel groter is dan die van aluminiumlegering en titaniumlegering, dus de sterkte van een gekwalificeerd stalen frame kan geruststellend zijn.
3. Het rijgevoel is comfortabel. Staal is een soort metaal met een goede elasticiteit. Het frame van staal kan de trillingen absorberen die door het rijproces worden veroorzaakt. Daarom zal het stalen frame niet oncomfortabel aanvoelen zoals het aluminium frame, dat vooral geschikt is voor touringframes.
4. De metaalmoeheid van staal is veel sterker dan die van aluminium. Onder dezelfde gebruiksomstandigheden zal de levensduur van het stalen frame daarom veel langer zijn dan die van het aluminium frame.
Natuurlijk heeft het stalen frame ook zijn onoverkomelijke tekortkomingen:
1. Gewicht: In de huidige extreme zoektocht naar lichtgewicht apparatuur, maakt de kwaliteit van staal 7,8/kubieke centimeter iedereen bang. Hoewel lichtgewicht staal kan worden gebruikt en de pijpwand extreem wordt uitgedund door pompbuistechnologie, is het nog steeds moeilijk om het gewicht van het stalen frame te verminderen tot minder dan 1600 gram. En veel aluminium frames wegen slechts ongeveer 1400 gram. Daarom worden stalen frames zelden gezien in frames op competitieniveau.
2. Roest: Vergeleken met andere materialen roest staal relatief gemakkelijk. Roest vermindert de sterkte van staal aanzienlijk en verkort de levensduur ervan. Daarom moeten er verschillende maatregelen worden genomen om te voorkomen dat staal gaat roesten.
Als u dus niet op zoek bent naar een gewicht dat op wedstrijdniveau kan worden gemeten en u de duurzaamheid van het frame belangrijk vindt, is een stalen frame ongetwijfeld een goede keuze.
*Maar het moet gezegd worden dat de meeste goede stalen frames tegenwoordig moeilijker te vinden zijn dan goede aluminium frames. Ten eerste is een goed frame niet goedkoop. Het hoogwaardige stalen frame van de Renault 853-serie kost enkele duizenden, terwijl het stalen frame van de Italiaanse Konago tienduizenden kost. Dus wat het beste bij u past, is het beste.