Welk materiaal is jouw ideale fietsframe: staal, aluminium, titanium of carbon?

Staal, aluminium, titanium en koolstofvezel zijn de meest gebruikte materialen voor fietsframes. Elk materiaal heeft zijn voor- en nadelen. Er kan alleen maar gezegd worden dat degene die bij je past het meest ideaal is.

 

Alle metalen die in fietsen worden gebruikt, zijn legeringen. Er is geen puur ijzer (staal is een mengsel van ijzer en koolstof), puur aluminium, puur titanium om het frame te maken, koolstofvezel is iets anders.

 

Autodealers verwijzen vaak naar het gebruik van metalen van ruimtevaartkwaliteit, maar de realiteit is dat deze zogenaamde kwaliteiten niets meer zijn dan bepaalde kwaliteiten waaraan een bepaalde legering moet voldoen, of het nu voor een vliegtuig of een fietsframe is. Er is misschien geen verschil tussen een fiets die beweert gemaakt te zijn van materiaal van "militaire kwaliteit" en een fiets die dat niet is.

 

Er zijn twee belangrijke factoren die een fietsframe bepalen: stijfheid en taaiheid. Hoe groter de stijfheid, hoe kleiner de kans op vervorming, maar het zal direct breken (stijfheid wordt meestal bepaald door de Young-modulus, hoe groter de Young-modulus, hoe kleiner de kans op vervorming). Taaiheid: Taaiheid is het tegenovergestelde van stijfheid in een materiaal, een taai materiaal is soepeler en vervormt daarom gemakkelijker dan breuken. Om veiligheidsredenen is het het beste als het frame vervormt voordat het breekt, omdat dit een waarschuwing is voor tegemoetkomende rijders.

 

staal

 

Staal is de moeder van alle technische materialen. Het is duurzaam en goedkoop om te maken, met een stalen frame dat schokken goed absorbeert en gemakkelijk te repareren is.

 

Staal is drie keer zo stijf als aluminium en twee keer zo stijf als titanium.

 

Tegelijkertijd is staal gemakkelijk te roesten, roestvrij staal lost dit probleem uiteraard voor een groot deel op.

 

Door de hogere dichtheid (vergeleken met andere materialen) is de stalen framewagen zwaarder. Met de introductie van ultrahogesterktestaal (UHS) kan de stalen buis dunner worden gemaakt. In theorie, als de buis dun genoeg is,

 

Het is mogelijk een frame te vervaardigen dat ongeveer hetzelfde weegt als het lichtste frame van dit moment. De duurzaamheid heeft echter sterk te lijden omdat deze dunwandige buis zeer gevoelig is voor deuken, beschadigingen en buigen. Het assembleren van dunwandige buizen is ook moeilijker te assembleren, en de warmte die wordt gegenereerd door het lassen kan de warmtebehandeling beïnvloeden en de sterkte van het gelaste gebied verminderen.

 

aluminium

 

De stijfheid van aluminium is slechts ongeveer 1/3 van die van staal.

 

Aluminium is lichter dan staal, duurzaam genoeg voor zijn structurele doeleinden, zeer functioneel en vooral betaalbaar.

 

Er zijn twee belangrijke aluminiumlegeringen die in de fietsindustrie worden gebruikt: - 6061 en 7005 (genoemd naar de samenstelling van de legering). Dit laatste is relatief goedkoper. Omdat 6061 beter kneedbaar is, kan het gemakkelijk worden gehydrovormd bij de productie van frames, en dit gemakkelijk verkrijgbare en kosteneffectieve metaal is geschikter voor fietsframes op instapniveau, maar wordt ook gebruikt in hoogwaardige frames.

 

titanium

 

DeCP-70 titanium staafis half zo stijf als staal.

 

De dichtheid van CP-70 Titanium Bar is veel lichter dan die van aluminium, ongeveer tweemaal die van aluminium en ongeveer de helft van die van staal. Het is dus meer een compromis tussen aluminium en staal.

 

Titanium vindt zijn oorsprong in de lucht- en ruimtevaartindustrie, waar het veel wordt gebruikt. CP-70 Titanium Bar is de meest gebruikte legering, maar er bestaat ook de beter presterende 6Al-4V.

 

Het is zeer goed bestand tegen slijtage en corrosie en daarom wordt het vaak ongeverfd gelaten.

 

De kosten van raffinage en verwerking zijn relatief hoog, dus de meeste fabrikanten gebruiken dit materiaal niet op grote schaal.

koolstofvezel

 

Koolstofvezel is een composietmateriaal, een materiaal dat bestaat uit ten minste twee verschillende materialen, meestal met verschillende fysische en chemische eigenschappen.

 

Omdat koolstofvezel licht genoeg is, is de stijfheid van dezelfde maat drie keer zo groot als die van staal

 

Koolstofvezel weegt ongeveer 1,55 g/cc, bijna de helft van dat van aluminium.

 

Koolstofvezel is een "breekbaar" materiaal. Als het materiaal eenmaal bezwijkt, kan het niet meer worden gebruikt, maar door zijn lichtheid en stijfheid is het het materiaal bij uitstek voor fietsframes, vooral bij wedstrijdwielrennen.

 

andere materialen

 

Hoewel koolstofvezel, titanium, staal en aluminium veruit de meest gebruikte materialen voor fietsframes zijn, zijn er ook enkele zeldzamere opties.

 

Scandium: Het scandiumframe is eigenlijk een aluminiumlegering die een kleine hoeveelheid scandium bevat, evenals andere metalen. Het scandiumgehalte kan de sterkte van de legeringsbuis vergroten.

 

Magnesium: Sommige fietsen en fietsonderdelen zijn gemaakt van magnesiumlegeringen, die lichter en sterker zijn dan aluminium, maar minder stijf. Het kende zijn hoogtijdagen begin jaren negentig, toen Kirk Precision magnesium fietsframes meededen aan de Tour de France.

 

Bamboe: Als natuurlijk materiaal worden pilaren ook gebruikt om fietsenrekken van te maken. Gebruikersrecensies lijken goed vanwege de goede schokabsorptie, maar bamboefietsen zullen zwaarder zijn.

 

Linnen: Linnen wordt ook gebruikt als integraal onderdeel van fietsframes, vaak in combinatie met koolstofvezel, omdat wordt beweerd dat het trillingen beter absorbeert dan alleen koolstofvezel. Deze vezel wordt gebruikt in de LOOK 765-endurancefietsserie.

 

Van alle materialen wordt staal het langst gebruikt bij de vervaardiging van fietsframes. Het weerstond de ‘uitdaging’ van aluminium aan het einde van de 20e en het begin van de 21e eeuw, maar wordt nu geconfronteerd met een zwaardere uitdaging van koolstofvezel.