มีการใช้วัสดุเฟรมชนิดใดบ้าง


22

ในการตอบคำถามเกี่ยวกับวัสดุเฟรมอื่นฉันคิดว่ามันอาจมีประโยชน์เมื่อเริ่มต้นด้วยคำถามที่ตอบได้มากกว่า โปรดตอบหนึ่งข้อต่อเนื้อหาด้วยตัวอย่างของโครงจักรยานที่ใช้วัสดุนั้น

โปรดใช้รูปแบบที่ฉันใช้ในคำตอบเพื่อให้ง่ายต่อการเปรียบเทียบวัสดุ

ฉันไม่เห็นอันตรายใด ๆ ในการมีอัลลอยด์เหล็กมากกว่า 400 รายการหากมีคนต้องการทำเช่นนั้น แต่ "เหล็ก" จะต้องเป็นเหล็กอ่อนเกรดต่ำโดยเฉพาะแทนที่จะเป็นโลหะผสมเฉพาะ เช่นเดียวกันกับอลูมิเนียมไทเทเนียมแมกนีเซียมและโลหะอื่น ๆ

สำหรับคอมโพสิตรวมถึงคอมโพสิตโลหะฉันต้องการตัวอย่างที่เฉพาะเจาะจงพร้อมรายละเอียดอีกครั้ง (มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างคอนกรีตเสริมเหล็กเหล็กและคอมโพสิตเคฟลาร์ / โพลีเอสเตอร์) ฉันยังชอบที่จะเห็นจักรยานที่แปลกและน่าอัศจรรย์รวมอยู่ด้วย

วัสดุ

(เช่นดัชนีคำตอบโปรดอัปเดตลิงก์เมื่อคุณเพิ่มคำตอบ):

โลหะ

อินทรีย์

คอมโพสิตและโพลีเมอร์

เฉพาะเค้าโครง


ฉันเดาว่ามีเด็กบางคนทำด้วยพลาสติก - สไตรีนหรือบางอย่าง
Daniel R Hicks

Definitetly ฉันแค่ไม่แน่ใจว่าคอมโพสิตหรือนักแสดงต้องทำการวิจัย
Móż

ทฤษฎีการอภิปรายของกรอบจักรยานที่ทำจากทองคำbicycles.stackexchange.com/questions/23632/...
Moz

1
@ebrohman - สิ่งนี้จะทำให้เกิดความยุ่งเหยิงอภิธานศัพท์และเราสามารถใส่ตัวชี้ไปยังสิ่งนี้ได้ในอภิธานศัพท์ คำถามนี้มีไว้สำหรับผู้ที่สนใจเกี่ยวกับความหลากหลายของวัสดุเฟรมโดยเฉพาะด้วยเหตุผลบางอย่างแทนที่จะเป็นแพ็คเกจทั้งหมดของจักรยาน
แบทแมน

2
ผู้คนอาจละเว้นจากการเพิ่มเนื้อหาแบบสุ่มลงในดัชนีโดยไม่ต้องตอบ ฉันไม่แน่ใจว่า "แก็สไพพ์สตีล" สำหรับการตรวจสอบอะไร แต่ฉันสงสัยว่ามันคือ "เหล็กอ่อน" และไม่มีคำอธิบายว่าเป็นเรื่องยากที่จะรู้
Nuі

คำตอบ:


7

อัฐิ

ความหนาแน่นเฉลี่ย 1.84 g / cm³สำหรับกระดูกแห้ง

นี่อาจเป็นวัสดุที่ไม่ดีนักสำหรับเฟรมจักรยานและมีโอกาสมากที่จักรยานกระดูกใด ๆ จะมีแกนโลหะอยู่ตรงกลาง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ความได้เปรียบ

  • ปัจจัยตกใจหรือเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องแต่งกาย ("ความตายขี่ม้าซีด")

ข้อเสียเปรียบ

  • กระดูกไม่ได้มีโครงสร้างโดยเฉพาะอย่างยิ่ง โครงกระดูกทำจากเอ็นและกระดูกอ่อนและเนื้อเยื่ออ่อนเช่นกัน

  • ความทนทาน - กระดูกที่แห้งจะเปราะและจะหักได้ง่าย

  • Intolerant - รอยแตกอาจเปลี่ยนจากเส้นผมเล็กน้อยไปเป็นเส้นเบรกเต็มเร็วมาก


6
ข้อได้เปรียบ: ถ้ากรอบของคุณไม่แตกโรงพยาบาลซึ่งแตกต่างจากร้านค้าจักรยานมักจะมีป้ายบอกทางชัดเจนและมีประสบการณ์ในการซ่อมกระดูก
David Richerby

6

เหล็กอ่อน

ความหนาแน่นอยู่ในช่วง 7.75 ถึง 8.05 g / cm3

บีเอสโอหลายแห่งทำจากเหล็กอ่อนหรือเหล็กรีไซเคิลด้วยความระมัดระวังเพียงเล็กน้อยสำหรับการแต่งหน้าว่าเป็นเหล็กอ่อนที่มีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นจักรยาน KMartนี้ คำถามเกี่ยวกับการระบุ BSOมีมากกว่านี้

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ข้อดี

  • ราคาถูกที่จะซื้อ
  • ใช้งานง่าย - เทคโนโลยีเป็นเรื่องธรรมดาและเครื่องจักรมีราคาไม่แพง
  • ง่ายต่อการซ่อมแซม - ถ้าจักรยานของคุณทำจากเหล็กคุณสามารถแก้ไขได้ด้วยการตีขึ้นรูปหากคุณต้องการดังนั้นจึงสามารถซ่อมได้มากกว่าวัสดุเฟรมอื่น ๆ

ข้อเสีย

  • อ่อนแอ / หนัก - สำหรับความแข็งแรงที่กำหนดคุณต้องการเหล็กอ่อนกว่าวัสดุเฟรมทั่วไปอื่น ๆ
  • การเกิดสนิม - เศษของสีหรือการแช่ในน้ำจะทำให้เฟรมสึกกร่อน

6

ไทเทเนียม

ความหนาแน่น 4.506 g / cm³

ข้อดี

  • ไทเทเนียมมีคุณสมบัติเชิงบวกมากมายทำให้เหมาะสำหรับการสร้างโครงจักรยาน ไทเทเนียมมีการยืดตัวที่ดีเยี่ยมความต้านทานแรงดึงและความล้าที่ดีเยี่ยม โดยทั่วไปเฟรมไทเทเนียมสามารถสร้างให้มีน้ำหนักเบาได้เหมือนเฟรมอลูมิเนียม แต่ด้วยอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าคล้ายกับเฟรมเหล็ก (หรือนานกว่า)
  • ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนเป็นพิเศษแม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นน้ำทะเลและไม่จำเป็นต้องทาสีหรือเคลือบ นอกจากนี้ยังช่วยให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้นเนื่องจากรอยขีดข่วนและรอยตำหนิเล็กน้อยจะไม่ทำให้เกิดปัญหาหากไม่มีการเคลือบใหม่
  • เป็นไปได้ที่จะสร้างแสง "ระดับไฮเอนด์" และโครงที่แข็งแกร่งด้วยไทเทเนียมซึ่งจะมีอายุยืนยาว ปัจจุบันไทเทเนียมเป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับเฟรมแบบกำหนดเองและแบบปิดครั้งเดียว มันคุ้มค่า (ค่อนข้างพูด) ในการออกแบบและสร้างเฟรมไทเทเนียมเดียวในขณะที่วัสดุ "ระดับไฮเอนด์" อื่น ๆ (เช่นคาร์บอน) มีราคาแพงในการออกแบบและสร้างเฟรมเดียว

ข้อเสีย

  • ไทเทเนียมเป็นวัสดุที่มีราคาแพง ราคาวัตถุดิบส่วนใหญ่มักจะสูงกว่าตัวเลือกโลหะอื่น ๆ (นอกเหนือจากทองคำบริสุทธิ์บางที)
  • ไทเทเนียมสามารถใช้งานได้ยาก ไทเทเนียมต้องใช้กระบวนการที่แตกต่างกับเครื่องจักรและการเชื่อม การไม่ปฏิบัติตามขั้นตอนเหล่านี้อาจทำให้เกิดรอยเชื่อมที่ปนเปื้อน
  • ไทเทเนียมเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดีดังนั้นเฟรมไม่สามารถใช้เป็นขาข้างหนึ่งของวงจรไฟ

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


คุณบอกว่าไทเทเนียมเป็น "หนาแน่น" แต่จริงๆแล้วค่อนข้างเบาเมื่อเทียบกับโลหะที่มีความแข็งแรงสูงอื่น ๆ
Eric Shain

มีความหนาแน่นมากกว่าอลูมิเนียมและมีความหนาแน่นน้อยกว่าเหล็ก
ผู้ใช้ที่ถูกลบ

ยกเว้นว่าคุณไม่ได้เปรียบเทียบกับอลูมิเนียมคุณเพียงแค่ระบุว่ามันมีความหนาแน่น ไม่หนาแน่นเมื่อเทียบกับเหล็ก คำสั่งตามที่เขียนไว้ในปัจจุบันทำให้เข้าใจผิดหากไม่ใช่เท็จ ทำไมไม่ลองแก้ไขมันดูล่ะ?
Eric Shain

ข้อเสีย: ไม่มีสายภายใน อย่างน้อยนั่นคือสิ่งที่ฉันสังเกตเห็นจากเฟรมที่กำหนดเอง ไม่รู้ว่าทำไม
Dmitri Nesteruk

ผู้ผลิตที่กำหนดเองบางรายเสนอเส้นทางภายในบนเฟรมไทเทเนียม ไม่มีเหตุผลที่ทำไม่ได้ แต่ไม่บ่อยนัก
ผู้ใช้ที่ถูกลบ

5

ไม้อัด

ความหนาแน่น

  • 0.46-0.52 g / cm ^ 3 สำหรับไม้อัดต้นสน
  • ไม้อัดผสม 0.62 g / cm ^ 3
  • 0.68 g / cm ^ 3 สำหรับไม้อัดไม้เรียว

เทคนิคการใช้วัสดุคอมโพสิตไม้อัดถูกนำมาใช้ในหลายวิธีที่จะทำให้เฟรมจักรยาน สองสิ่งที่ชัดเจนที่สุดคือวัสดุแผ่นและวัสดุเชิงเส้น

ข้อดี

  • ไม้เป็นงานง่าย (เครื่องมือราคาถูกและพร้อมใช้งาน)
  • ไม้อัดนั้นหาง่าย

ข้อเสีย

  • แม้จะอ่อนกว่าเหล็กอ่อนทำให้การออกแบบทำได้ยากและหนักหน่วง
  • คอมโพสิตอีพ็อกซี่ดังนั้น expoxies (กาวและเคลือบหลุมร่องฟัน) จะต้องเลือกอย่างระมัดระวังและอาจเป็นพิษ
  • ส่วนสำคัญของเฟรมจะยังคงเป็นโลหะหรือต้องใช้ความพยายามอย่างยิ่งในการสร้างจากไม้
  • ความทนทานไม่ดี (ปีมากกว่าทศวรรษ)

แผ่นไม้อัดจักรยาน

จักรยานเลื่อยของJurgen Kuipersผ่าน CityLab

จักรยานไม้อัดเชิงเส้น

BONOBO PLYWOOD BICYCLEผ่าน CycleExif

จักรยานไม้อัดมะฮอกกานี
(ที่มา: coocan.jp )

SANOMAGIC จักรยาน Mahoganyโดย Sueshiro Sano


2
แน่นอนในยุโรปเมื่อฉันเติบโตขึ้นที่นั่นเด็ก ๆ จำนวนมากจะได้เรียนรู้ที่จะขี่บนสกูตเตอร์ไม้อัดซึ่งเรียกว่า Learner Bikes ฉันรู้ว่าพวกเขาไม่ใช่มอเตอร์ไซค์จริงๆ แต่พวกเขาเป็นส่วนสำคัญในการดำเนินชีวิตของคนหลายคน อีกทั้งพวกเขายังมีความทนทานพี่น้อง 3 คนของฉันและฉันทุกคนเรียนรู้เกี่ยวกับจักรยานนักเรียนคนเดียวกันแล้วส่งต่อให้ครอบครัวอื่น germes-online.com/direct/dbimage/50248721/…
Paddy Livingstone

5

โพลีเมอร์เสริมคาร์บอนไฟเบอร์

ความหนาแน่นอยู่ในช่วง 1.75–2.0 g / cm3 และแตกต่างกันไปตามประเภทและ layup

เฟรมคาร์บอนไฟเบอร์ (CF) ทำจากแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ที่อยู่ในเรซินโพลีเมอร์

ในปี 1975 มีรถจักรยานยนต์ CF tubed คันแรกปรากฏขึ้น Exxon Graftek มีท่อเหล็กและมีแนวโน้มที่จะแตกหัก ตามมาในปี 1986 โดย Kestrel และ Trek ปล่อยจักรยาน CF แบบเต็มเฟรม

Exxon Graftek CF หลอดและเชื่อมเหล็ก

ตัวอย่างที่ทันสมัยและเป็นสุดยอดของจักรยานคาร์บอนไฟเบอร์คือ Pinarello Dogma F8 ซึ่งถูกกำจัดโดย Team Sky และดังนั้นโดย Team Bradley Wiggins ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ถึงแม้ว่าเชลดอนบราวน์และคนอื่น ๆ จะไม่ค่อยกระตือรือร้นกับ CF มากนัก แต่มีความเห็นว่า CF เป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการแข่งและขี่เร็ว

ข้อดี

  • อัตราส่วนความแข็งต่อน้ำหนักสูงมากสามารถนำไปสู่เฟรมที่แข็ง แต่เบามาก
  • CF มีความแข็งแรงของทิศทางซึ่งขึ้นอยู่กับการจัดตำแหน่งของเส้นใยสามารถใช้ในการสร้างเฟรมที่แข็งเมื่อถ่ายโอนพลังงาน แต่เป็นไปตามเมื่อดูดซับการสั่นสะเทือนของถนน
  • CF สามารถสร้างรูปทรงที่หลากหลายทำให้หลอด Aero Profile สามารถสร้างได้ง่ายกว่าโลหะ
  • CF ไม่ได้สวมใส่ในลักษณะเดียวกับที่โลหะทำซึ่งหมายความว่าในทางทฤษฎีแล้วจะมีอายุขัยไม่ จำกัด เนื่องจากมันไม่ได้สึกหรอภายใต้แรงปกติ CF ไม่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนแม้ว่าจะไม่มีการเคลือบ / สีก็ตาม
  • แม้ว่าขั้นตอนการจัดวางจะใช้เวลานาน แต่ก็ไม่จำเป็นต้องใช้ทักษะในระดับสูง ซึ่งหมายความว่าแรงงานที่มีทักษะน้อยสามารถผลิตเฟรม CF ได้
  • บางทีบางคนชอบรูปลักษณ์และสถานะของจักรยาน CF ฉันจำได้เมื่อฉันได้รับจักรยาน CF เป็นครั้งแรกว่าเพื่อน ๆ ที่ไม่ขี่จักรยานของฉันจะคิดว่ามันเป็นยานอวกาศประเภทใดและต้องการยกมันขึ้นมาเพื่อรู้สึกถึงน้ำหนักของมัน

ข้อเสีย

  • เฟรม CF มีราคาแพงเนื่องจากต้องใช้เวลานานในการวางแถบของ CF ทั้งหมด
  • เฟรม CF (หรือส่วนใด ๆ ) ต้องการการประกอบที่มีความระมัดระวังและมีคุณภาพ น้ำมันหล่อลื่นพิเศษจะต้องใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนติดกันและ CF จะไม่ทนต่อการทำให้แน่นเกินไปเช่นเดียวกับโลหะ
  • เฟรม CF มีแนวโน้มที่จะเสียหายได้ง่าย เนื่องจาก CF มีความแข็งแรงในทิศทางนั้นหมายความว่ามีความต้านทานน้อยกว่าแรงที่ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เปิดรับเช่นเกิดปัญหา เมื่อกองกำลังถูกนำไปใช้ในทางที่เส้นใย CF ไม่ได้รับความเครียดตัวเองแล้วมันเป็นเมทริกซ์พอลิเมอร์ที่ใช้แรงทั้งหมดและดังนั้นจะแตกง่ายขึ้น
  • ในเวลาเดียวกันความเสียหายมักไม่สามารถสังเกตเห็นได้ ในกรณีที่กรอบโลหะจะมีรอยบุ๋มหรืองอที่มองเห็นได้เฟรม CF อาจดูไม่เสียหาย แต่ในความเป็นจริงอาจทำให้เกิดความเสียหายภายใน
  • CF ไม่สามารถซ่อมแซมได้ง่าย ในความเป็นจริงหลายคนพูดว่าไม่สามารถซ่อมแซมได้ ไม่ว่าในกรณีใดถ้าเฟรม CF ราคาแพงเสียคุณอาจไม่ต้องการแข่งกับมันอีกในกรณีที่มีความเสี่ยงที่จะเกิดความล้มเหลวของงานซ่อมแซม
  • CF ไบค์เสียคุณค่าอย่างรวดเร็ว หากคุณซื้อจักรยาน CF อาจเป็นเพราะคุณต้องการแข่งกับมันหรืออย่างน้อยก็ขี่เร็วดังนั้นคุณจึงซื้อบางอย่างที่อยู่ในระดับแนวหน้าของเทคโนโลยีในราคาที่คุณต้องการ อย่างไรก็ตามเนื่องจากเทคโนโลยี CF Bike ได้รับการปรับปรุงอย่างรวดเร็วในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาและยังคงปรับปรุงอยู่ในขณะนี้นั่นหมายความว่าการซื้อของคุณจะล้าสมัยโดยจักรยานรุ่นใหม่
  • คนจำนวนมากที่ซื้อจักรยาน CF จะจบด้วยจักรยานที่เกินความสามารถของพวกเขา นักขับผู้เรียนจะไม่เร็วไปกว่า Porsche 911 มากกว่านิสสัน Micra ผู้คนต่างตกหลุมรักกับคำกล่าวอ้างทางการตลาดของมอเตอร์ไซค์ไบค์ว่าเป็นทางเลือกเดียวสำหรับการซื้อมอเตอร์ไซค์ที่ดีหรือเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการได้เร็วขึ้นแทนที่จะต้องฝึกฝนมากกว่าและเสียน้ำหนักเพียงไม่กี่กิโลกรัม

2
วัสดุสำหรับคาร์บอนไฟเบอร์นั้นมีราคาค่อนข้างถูก นอกเหนือจากแรงงานสำหรับ layup ยังมีปัญหาในการสร้างแม่พิมพ์ แม่พิมพ์อาจมีราคาแพงในการผลิตและค่าใช้จ่ายจะต้องกระจายไปทั่วเฟรมที่ผลิตจากมัน นี่คือเหตุผลที่เฟรมคาร์บอนเต็มแบบกำหนดเองไม่ได้เป็นอะไร มีการลงทุนขั้นต้นสูงในการผลิตเฟรม CF เดียว
ผู้ใช้ที่ถูกลบ

ข้อดีอีกอย่างคือคุณภาพการขับขี่ แม้จะเป็นเฟรมคาร์บอนแข็งทื่อและมักจะมีการขี่ที่ดีกว่าอลูมิเนียม
Eric Shain

@ ผู้ใช้ที่ถูกลบพวกเขาไม่ได้ราคาถูก - ยังมีความครอบคลุมมากกว่าเหล็กหลายเท่า แต่ใช่แรงงานและแม่พิมพ์ก็เป็นส่วนใหญ่ของค่าใช้จ่าย
ไม่มีใคร

4

จักรยานไม้เท่านั้น

นี่เป็นตัวอย่างของสิ่งที่เป็นไปได้ทางเทคนิคมากกว่าวัสดุเชิงปฏิบัติโดยเฉพาะ

Advantanges

  • ค่าความหายาก / ช็อต

ข้อเสีย

  • ยากที่จะทำตลับลูกปืนจากไม้
  • การประนีประนอมหลายครั้งต่อประสิทธิภาพที่ต้องการเนื่องจากข้อ จำกัด ของวัสดุ

จักรยานไม้เท่านั้น

จักรยานไม้บริสุทธิ์โดย Slawomir Weremkowicz (ผ่าน BuzzHunt)


3
ฉันเพิ่งสังเกตเห็นว่าโซ่ที่ทำจากไม้
Criggie

3

ทองคำบริสุทธิ์

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

หมายเหตุ: ภาพนี้ไม่ใช่จักรยานทองคำบริสุทธิ์ - มันเพิ่งชุบ

คำตอบนี้ยังไม่ได้ทำในชีวิตจริง แต่มันได้บรรลุการอภิปรายจำนวนมากภายใต้คุณสามารถสร้างเฟรมจักรยานจากทอง 24kt?

ความได้เปรียบ

  • ปัจจัยเพชร - ดูเหมือนว่า "WOW" การแสดงความมั่งคั่งที่น่าเกรงขามมุ่งสร้างความประทับใจให้กับนักเดินเรือคนอื่น ๆ

ข้อเสีย

  • ความแข็งแรงของวัสดุและการชุบแข็ง - ทองคำไม่ได้ชุบแข็งเมื่อถูกความร้อนและดับเช่นเหล็ก

  • การเสียรูป - dropouts จะมีชีวิตที่ จำกัด มากเพราะพวกเขาจะสควอชภายใต้ความกดดัน คุณต้องทำสิ่งที่ดีกว่าทองคำ

ด้วยเหตุผลสองประการข้างต้นล้อและซี่เพลาเพลาข้อเหวี่ยงโซ่ตลับลูกปืนชิ้นส่วนเบรคสายเคเบิลโบว์ขอบล้อหัวนมและถั่วไม่สามารถทำด้วยทองคำได้

  • การขัดถู - ทองคำบริสุทธิ์ไม่ทนทานต่อการสึกหรอ นั่นคือเหตุผลที่เครื่องประดับทุกวันมักทำจากทองคำ 9 หรือ 18 กะรัตไม่ใช่ทองคำบริสุทธิ์ 24 กะรัต จักรยานทองคำของคุณจะเริ่มถูสิ่งที่แปรงขัดมัน และอุบัติเหตุประเภทใดก็ตามที่ทำให้ฝุ่นละอองทองตกลงมาจากยางมะตอย เพิ่มเติมที่ด้านล่าง

  • น้ำหนัก - ทองอยู่ที่ 19.32 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เหล็กแตกต่างกันจาก 7.75 ถึง 8.05 g / cm ^ 3 และอลูมิเนียมเป็น 2.7 g / cm ^ 3 คาร์บอนไฟเบอร์ยากที่จะปักหมุดลง แต่ตัวเส้นใยเองคือ 1.6 ถึง 2.2 g / cm ^ 3 จักรยานทำจากปริมาตรเดียวกัน ตะกั่วบริสุทธิ์นั้นจะเบากว่าทองคำหนึ่งเม็ดเนื่องจากตะกั่วมีน้ำหนักเพียง 13.55 g / cm ^ 3

  • ราคา ณ วันที่ 2016-11-15 ทองคำอยู่ที่ $ 39,600 USD ต่อกิโลกรัม เฟรมจักรยานคาร์บอนน้ำหนักเบาสุดที่ 780 กรัมจะทำให้คุณต้องเสียค่าใช้จ่ายมากกว่า $ 30,000 USD สำหรับวัสดุเพียงอย่างเดียวโดยสมมติว่าจุดแข็งของวัสดุสามารถรับมือได้ กรอบขนาด 5 กิโลกรัมมีแนวโน้มที่จะเสียค่าใช้จ่าย $ 200,000 USD แม้แต่การกระแทกจักรยานของคุณและการถูทองคำ 5 กรัมจะทำให้โลหะมีมูลค่า $ 200 บนถนน


ในความเป็นจริงนี้มีแนวโน้มที่จะเป็นจักรยานเหล็กชุบทองหรือโครงอลูมิเนียมที่อยู่ภายใต้ชั้นบาง ๆ ของทองคำ 9 กะรัต


2
นี่ไม่ใช่คำตอบที่ดีเพราะยังไม่ได้ผลิตจักรยานดังกล่าว ดังนั้นในทางทฤษฎีเท่านั้น
Criggie

3

ไม้ไผ่และไม้ไผ่ผสมคาร์บอนไฟเบอร์

จักรยานไม้ไผ่นั้นมีความยาวกว่าที่คนส่วนใหญ่คิดเอาไว้ สิทธิบัตรครั้งแรกสำหรับจักรยานไม้ไผ่ถูกออกในประเทศอังกฤษและสหรัฐอเมริกาในปี 1894 และ 1896 ตามลำดับ

ด้วยการถือกำเนิดของจักรยานไม้ไผ่สีเขียวคิดแล้วค่อย ๆ ขยับกลับสู่แฟชั่นอย่างช้าๆ

กรอบคาร์บอนไฟเบอร์ผสมไม้ไผ่ ความอนุเคราะห์จากBiotic Bikes :

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

กรอบท่อไม้ไผ่ที่มีข้อต่อโลหะ / คอมโพสิตสามารถสร้างบ้านได้ง่ายกว่าวัสดุเฟรมอื่น ๆ อีกมากมาย

ข้อดี

  • อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงความต้านทานแรงดึงสูงกว่าเหล็ก!
  • การควบคุมการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติซึ่งทำให้การขับขี่สะดวกสบายยิ่งขึ้น
  • อย่างยั่งยืน
  • น้ำหนักเบา, ไม้ไผ่มีความหนาแน่น 0.35 g / qcm
  • ในหลายส่วนของการพัฒนาจักรยานไผ่จากทั่วโลกได้กระตุ้นให้เกิดอุตสาหกรรมในท้องถิ่น

ข้อเสีย

  • หากไม่มีกระบวนการควบคุมคุณภาพที่เหมาะสมวัตถุดิบอาจถูกทำลายโดยธรรมชาติ
  • เนื่องจากไม้ไผ่เป็นวัสดุจากธรรมชาติจึงไม่สามารถรับประกันได้ว่าจะมีลักษณะที่สอดคล้องกัน

3

เบริลเลียม (โลหะผสม)

โลหะประสิทธิภาพสูงที่หายากและน่าประทับใจอย่างน่าขัน มีความหนาแน่น 1.85 g / mL (เทียบได้กับคาร์บอนไฟเบอร์) ความต้านทานแรงดึง 270 MPa และโมดูลัสของ Young (ความแข็ง) 300 GPa (ดีกว่าเหล็ก) เบริลเลียมและโลหะผสมของมันถูกใช้อย่างกว้างขวางในด้านการบินและอวกาศและการป้องกัน

น่าเสียดายที่มีข้อเสียอยู่บ้าง ครั้งแรกเนื่องจากความฝืดของมันไม่สมส่วนต่อความแข็งแรงของมันจึงล้มเหลวเมื่อการยืดตัวต่ำ ซึ่งหมายความว่ามันเปราะ สิ่งนี้ยังทำให้ยากต่อการทำงานและต้องใช้กระบวนการผลิตที่ต้องใช้แรงงานมากเพื่อให้ได้รูปแบบที่เหมาะสม เนื่องจากมีความหายากมากสิ่งของมีราคาประมาณ 8,000 เหรียญสหรัฐต่อกิโลกรัมสำหรับโลหะจำนวนมาก นอกจากนี้โลหะมีพิษมากและฝุ่นหรือไอของมันสามารถฆ่าคุณได้

ฉันรู้เพียงตัวอย่างหนึ่งของจักรยานเบริลเลียมที่มีโครง Bush Wellman (บริษัท Be) สร้างเฟรมสำหรับจักรยานเสือภูเขา M-16 ของอเมริกาในการผลิตจักรยานในปี 1990 ในราคา $ 25,000 (ในปี 1990) ฉันเชื่อว่าเฟรมมีน้ำหนักประมาณ 900 กรัม

ABM เบริลเลียมล้อมกรอบจักรยาน


ปลอดภัยใช้อย่างไรมั่นใจ คุณเพิ่งทาสีทั้งเฟรมและหวังว่าจะไม่มีส่วนใดสัมผัสหรือเพียงให้แน่ใจว่าคุณไม่เกามันโดยไม่ตั้งใจ?
Dmitri Nesteruk

ฉันคิดว่านั่นเป็นความคิดพื้นฐาน พวกเขาทำสิ่งนี้เพื่อการแสดงเท่านั้นและไม่เคยมีการนำเสนอเชิงพาณิชย์อย่างจริงจัง ความปลอดภัยอาจไม่ดีอย่างนั้น
Bill

2

สายเหล็กอาคาTensegrityหรือTensional Integrity

นี่ไม่ใช่วัสดุสร้างเฟรมที่ไม่เหมือนใครเพราะสายไฟหรือสายเคเบิลทำงานภายใต้ความตึงเครียดเท่านั้น ดังนั้นจักรยานคันนี้ต้องการอย่างน้อยสองคานของวัสดุที่ไม่บีบอัดอื่น ๆ ในรูปแบบของคานหลักและโพสต์ที่นั่ง

ก่อนหน้านี้: ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

การก่อสร้างที่ทันสมัยกว่าด้วยสายเพียงเส้นเดียว: ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ข้อดี

  • พื้นที่ด้านหน้าน้อยกว่าความต้านทานลมลดลงและอากาศมากขึ้น

  • ในทางทฤษฎีเบากว่าหลอด

ข้อเสีย

  • ไม่เบากว่าหลอดจริง ๆ เพราะลำแสงหลักจะต้องมีเนื้อวัวมากกว่าและสายเหล็กจะไม่เบาในตอนแรก

  • Cheesecutter - ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ Topwire / toptube จะสร้างความเสียหายที่มุ่งเน้นอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นตามขนาดที่เล็กลง เช่นเดียวกับสายยั่วยุที่ใช้ในการตัดชีสแฟนซี ประจบประแจง

  • โค้งงอ - จักรยานเหล่านี้เข้ากันได้มากเกินไปในแนวนอน

อนาคต

การพัฒนาบางอย่างได้ทำกับเคฟลาร์เคเบิลและคานหลักคาร์บอนไฟเบอร์


3
อาจทำงานได้ดีสำหรับจักรยานพับ
เอียน

1
เป็นที่น่าสนใจว่าไม่มีจักรยานพับได้ในปัจจุบันจาก Brompton / Tern / Dahon / ฯลฯ ใช้ tenegrity มีเพียงบางรุ่นที่เก่ากว่าจากปี 1960 และ 1970
RoboKaren

2

เส้นใยลินิน / ไฟเบอร์

Schwinn Vestige เกิดจากเส้นใยผ้าลินิน (90% ลินิน, 10 เปอร์เซ็นต์คาร์บอน)

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

http://bicycletimesmag.com/review-schwinn-vestige-made-from-flax-fiber/

ข้อดี

  • เขียว - ดูเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

ข้อเสีย

  • Greenwashing - ไม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างที่เห็น

คุณสามารถแก้ไขสิ่งนี้เพื่ออธิบายข้อดีและข้อเสียของวัสดุได้อย่างน้อย?
Móż

@ MOZ ขออภัยผมไม่ทราบว่าพวกเขา :)
tymtam

ได้เปรียบ - ตลาดของมัน! ดูไฟสวย ๆ ภายในหลอดเฟรม! ข้อเสียมันแพงและทันสมัยและไม่มีใครรู้เกี่ยวกับความน่าเชื่อถือในระยะยาว
Criggie

2

พลาสติก

ความหนาแน่น

~ 0.91 g / cm³สำหรับโพรพิลีน (สามเหลี่ยม # 5)
~ 0.92 g / cm³สำหรับโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (สามเหลี่ยม # 4)
~ 0.95 g / cm³สำหรับโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (สามเหลี่ยม # 2)
1.03-1.06 g / cm³สำหรับโพลีสไตรีน # 6)
1.35-1.38 g / cm³สำหรับ PETE เช่นขวดน้ำ (สามเหลี่ยม # 1)
1.32-1.42 g / cm³สำหรับพีวีซีโพลีไวนิลคลอไรด์ (สามเหลี่ยม # 3)

มีการพยายามสร้างจักรยานพลาสติกตั้งแต่สองสามปีมาแล้ว วัสดุก่อสร้างรวมถึง Lexan และ HDPE (โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง) แต่ฉันไม่พบหลักฐานของความสำเร็จเชิงพาณิชย์ในรถจักรยานของผู้ใหญ่ จักรยานเด็กพลาสติกเป็นที่นิยม แต่โดยทั่วไปมักจะอยู่ในรูปแบบของจักรยานสมดุลโดยไม่มีคันเหยียบ

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่ https://www.designboom.com/cms/images/user_submit/2011/07/frii5.jpg

ข้อดี (สำหรับจักรยานเด็ก)

  • น้ำหนักเบา
  • ถูก
  • ไม่มีขอบคม

ข้อเสีย

  • หนัก
  • มีความยืดหยุ่นมากเกินไป
  • เสื่อมสภาพเมื่ออยู่ภายใต้แสง UV
  • น่าอาย

ฉันเคยเห็นจักรยานผู้ใหญ่ที่ทำจากพลาสติกในพิพิธภัณฑ์มาหลายปีแล้ว มันถูกสร้างขึ้นในปี 1980 ดังนั้นจึงมีความพยายามอย่างแน่นอน จุดสุดท้าย "น่าอาย" เป็นความจริง แต่มันสะท้อนถึงธรรมชาติของมนุษย์มากกว่าคุณสมบัติของวัสดุ จักรยานที่ทันสมัยจำนวนมากที่ทำจากคาร์บอนดูไม่น่าอายน้อยกว่ามักจะมีราคาแพงที่พบในการพิจารณาคดีครั้งและไตรกีฬา บริษัท ที่ทำโดย บริษัท รถยนต์อัตโนมัติเป็นโครงการด้านข้างเป็นเรื่องน่าอายที่พวกเขาพยายามที่จะนำความสวยงามของรถยนต์มาไว้ในรูปแบบของจักรยานและล้มเหลวครั้งที่ 10/10
Grigory Rechistov

2

แคน

ความหนาแน่น 2.985 g / cm³

"Scandium frames" จริงอ้างถึงเฟรมอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีสแกนแคนปริมาณเล็กน้อย (มักจะน้อยกว่า 1%)

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ข้อดี

  • ข้อดีคล้ายกับอลูมิเนียมน้ำหนักเบาและแข็ง
  • แข็งแรงและทนทานกว่าโลหะผสมอลูมิเนียมอื่น ๆ รัสเซียสร้างชิ้นส่วนขีปนาวุธจากสแกนเดียมสำหรับขีปนาวุธที่ออกแบบมาให้ยิงผ่านน้ำแข็งขั้วโลก ส่วนของ MiG line of fighters ก็ถูกสร้างขึ้นจากอัลลอยด์สแกนเดียม
  • Scandium ยังเพิ่มความทนทานสำหรับการเชื่อมอลูมิเนียมซึ่งหมายความว่ารอยเชื่อมจะเกิดความล้มเหลวน้อยลงและความหนาของท่อจะลดลงที่ข้อต่อ (เบากว่า)

ข้อเสีย

  • ค่อนข้างแพงและค่อนข้างยุติธรรม อาจจะมีราคาถูกกว่าคาร์บอนในช่วงต้น แต่เมื่อถึงปลายปีก็ถูกทิ้งไว้เนื่องจากคาร์บอนมีราคาถูกลงและเทคนิคการผลิตเพิ่มขึ้นเพื่อทำให้คาร์บอนดีขึ้น

  • แพงกว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์ชนิดอื่น ๆ ปรับได้น้อยกว่าคาร์บอน สามารถปรับแต่งได้น้อยและทนทานน้อยกว่าไทเทเนียม

สรุป

Scandium กลายเป็นวัสดุเฉพาะที่ให้ความได้เปรียบเหนือวัสดุอื่นทั้งหมด แต่มักจะมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น มันอยู่ในสถานที่แปลก ๆ เหมือนอลูมิเนียมระดับสูงมาก ๆ ที่สามารถข้ามไปซื้อได้โดยจ่ายเพียงเล็กน้อยเพื่อย้ายไปยังไทเทเนียมหรือเฟรมคาร์บอนที่มีราคาปานกลาง โคน่ารู้สึกแบบนี้เกี่ยวกับสแกนเดียมในปี 2008 แปดปีต่อมาพวกเขาก็แนะนำเฟรมคาร์บอน MTB สำหรับฉันแล้วบอกว่าคาร์บอนเป็นสถานที่ที่ scandium กลายเป็นของใช้ที่ จำกัด มากขึ้นอยู่กับราคาของมัน


Scandium (ในทางเทคนิคเป็นโลหะผสมสแกนเดียม - อลูมิเนียม) ได้รับความนิยมในระยะสั้น - Salsa, วูดู, Kona ทั้งหมดทำเฟรมสแกนเดียมในจุดเดียว Kona บันทึก:

Scandium เป็นธาตุที่หายากที่สุดที่แปดในโลก โลหะสีขาวเงินที่สกัดจากเปลือกโลก Scandium เป็นโรงกลั่นน้ำมันที่มีศักยภาพซึ่งเมื่อเพิ่มลงในอัลลอยด์อลูมิเนียมจะช่วยยกระดับความแข็งแรงและความทนทานของวัสดุได้ถึง 50% มันทำเช่นนี้โดย "ยืด" ออกจากธัญพืชของโลหะผสมทำให้โลหะมีความไวต่อความล้มเหลวน้อยลง ใช้ครั้งแรกโดยชาวรัสเซียผู้มีฝีมือในช่วงสงครามเย็นการนำครีบที่สร้างขึ้นจากโลหะผสม Scandium บนขีปนาวุธสามารถทนต่อแรงเหลือเชื่อได้ไม่สร้างความเสียหายแม้เมื่อถูกยิงผ่านขั้วไอซีแคป โลหะผสมของ Scandium ได้กลายเป็นส่วนเสริมที่มีประโยชน์อย่างมากต่อเครื่องบินของโซเวียตที่ให้น้ำหนักความคล่องแคล่วและความได้เปรียบ

มันมีความแข็งแกร่งและความทนทานที่ทำให้โลหะผสมของ Scandium นั้นมีความน่าสนใจเมื่อนำมาผลิตเป็นจักรยาน ความแข็งแรงนั้นสูงขึ้นมาก (โลหะผสม Scandium นั้นแข็งแกร่งเป็นสองเท่าของอลูมิเนียม 6061 หรือ 7005) ซึ่งเราสามารถใช้วัสดุน้อยกว่ามากเพื่อให้ได้ลักษณะการขับขี่ที่คล้ายกับเหล็ก และเราชอบความรู้สึกที่เซ็กซี่ที่เป็นไปตามเหล็ก ด้วย Scandium เราสามารถลดน้ำหนักจากเฟรมอลูมิเนียมของเราได้ 10 ถึง 15%

ที่มา: http://konabikeworld.com/08_tech_scandium.htm

http://salsacycles.com/bikes/archive/campeon


1

พิมพ์ 3 มิติ

คำตอบต้องการความสมบูรณ์

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


รวมทั้งrenishaw.com/en/…
Chris H

เนื่องจากมีวัสดุจำนวนมากที่สามารถพิมพ์ 3 มิติได้เราไม่จำเป็นต้องมีคำตอบ 3 มิติสำหรับแต่ละวัสดุ
เอียน

@Ian True แต่การพิมพ์ 3 มิติวางพลาสติกหรือโลหะในลักษณะที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับการใช้วัสดุเหล่านั้นในแบบดั้งเดิม ดังนั้น "เหล็กพิมพ์ 3 มิติ" จะไม่ดูเหมือนท่อเหล็กที่มีการประสานหรือเชื่อมและแน่นอนว่ามันจะไม่ทำแบบเดียวกัน ฉันเห็นประเด็นของคุณว่าเหล็กน่าจะเป็นเหล็กคำถามนี้เกี่ยวกับวัสดุไม่ใช่กระบวนการผลิต ใช้ downvote ตามความเหมาะสม
Criggie

2
@ Craiggie ฉันกำลังคิดคำตอบแยกต่างหากสำหรับเหล็กพิมพ์ 3 มิติไม่ได้รวมเข้ากับคำตอบของท่อเหล็กหรือคำตอบของแผ่นเหล็ก
เอียน

1

ไม้แกะสลัก

ในขณะที่มีราคาแพงกว่าไม้อัดไม้ไผ่หรือไม้แปรรูปมิติมีกรอบที่ทำจากท่อไม้แกะสลัก (หรือแม้แต่ monocoques)

ข้อดี

  • ความแข็งแรงของทิศทาง (คล้ายกับ CF) ช่วยให้เฟรมแข็ง แต่ดูดซับแรงสั่นสะเทือน
  • อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดี
  • อาจเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
  • ทนต่อการขุดเนื่องจากผนังหนาขึ้น
  • รูปลักษณ์และความรู้สึกที่ยอดเยี่ยม (ส่วนตัว)

ข้อเสีย

  • ต้องการท่อที่หนาขึ้น
  • ยากมากที่จะใช้งานได้ดี
  • ความเสียหายได้ง่ายจากความชื้นเว้นแต่ได้รับการปฏิบัติเป็นพิเศษ
  • แพงมากเนื่องจากแรงงาน (และบางครั้งไม้แปลกใหม่)

1
เป็นที่น่าสังเกตว่า Wright Brothers สร้างจักรยานไม้
Daniel R Hicks

1

แกสไพพ์เหล็ก

คำที่หยาบคายสำหรับ "แรงดึงสูง" หรือท่อเหล็กอ่อนที่ใช้ในการสร้างจักรยานราคาถูก เนื่องจากจักรยานคุณภาพต่ำทำจากเหล็กคุณภาพต่ำผู้สร้างจึงชดเชยด้วยการใช้ท่อที่หนาและหนัก

หลอดเหล่านี้มักจะเป็นเกจเดียวหรือเกจธรรมดาดังนั้นจึงมีความหนาของผนังที่สอดคล้องกันตลอดทางในขณะที่เฟรมที่มีคุณภาพสูงทำจากท่อ butted ที่อาจมีความหนาต่างกันสองหรือสามขึ้นอยู่กับโหลดและระยะห่างจากแนวเชื่อม .

ความแตกต่างของเหล็กชนิดอื่น

เหล็กทั้งหมดมี "Youngs Modulus" เหมือนกัน (การวัดความแข็ง) การเปลี่ยนแปลงระหว่าง gaspipe และท่อที่สูงกว่าคือความแข็งแรงดังนั้น gaspipe steel ที่ดึงมาที่ความหนา 0.4 มม. (ชิ้นส่วนที่บางที่สุดของท่อ Reynolds) จะโค้งงอภายใต้ความกดดันน้อยกว่ามาก

ข้อดี

  • ราคา ท่อเกจวัดธรรมดานี้ราคาถูกกว่า
  • อย่างมีประสิทธิภาพ ต้องทำหลอดก้นแก้วตามความยาวที่กำหนด ท่อธรรมดาสามารถสั่งซื้อได้ในความยาวที่ยาวกว่าและจากนั้นตัดให้เหมาะกับความต้องการซึ่งจะช่วยลดการสูญเสีย
  • ปรับปรุง. เหล็กสามารถแก้ไขได้ง่ายกว่าวัสดุเฟรมส่วนใหญ่

ข้อเสีย

  • น้ำหนัก. น้ำหนักโดยประมาณสำหรับโครงเหล็กเปลือยและทางแยก

ท่อน้ำหนัก
Reynolds 531 Superlight / 531pro / 753 5.5lbs เพื่อ 5.75lbs หรือ 2.5-2.6 กิโลกรัม
Reynolds 531DB / £ 6 531C หรือ 2.7 กิโลกรัม
Reynolds 531ST (Standard Tube) 7lbs หรือ 3.2 กิโลกรัม
ที่มีคุณภาพดีวัดธรรมดาท่อ 7lbs เพื่อ 9lbs หรือ 3.2-4.1 กิโลกรัม
วัดท่อธรรมดาราคาไม่แพง 9lbs ถึง 13lbs หรือ 4.1-6 กิโลกรัม

หมายเหตุ: "531" ที่มีคุณภาพที่แตกต่างกันแสดงว่าท่อประเภท ดูรายการ Reynolds ใน CW นี้สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

นั่นคือท่อนั่งร้าน, นิ้วและถังก๊าซแปด, นิ้วและแปด 531 ท่อ (⌀≈29มม.), ถังก๊าซนิ้วและท่อ 531 นิ้ว โดยที่ 'ถังก๊าซ' หมายถึงวัสดุที่ใช้จริงเป็นท่อร้อยสายสำหรับก๊าซ

นี่คือจักรยานแก็สไพพ์ - "olmo" คุณไม่สามารถบอกได้ด้วยการมองว่าหนัก http://farm9.staticflickr.com/8235/8437368001_3f68541870_b.jpg


หมายเหตุทางเทคนิคท่อทำจากโลหะแบนซึ่งได้รับการรีดและเชื่อมกับรอยเชื่อมตะเข็บ หลอดถูกสร้างขึ้นเป็นรูปร่างปิดและไม่มีตะเข็บ

ดูรายการเหล็กของ Reynolds และ Ishtawa ที่อื่นใน CW นี้


เขียนได้ดีและน่าสนใจ ฉันพบความแตกต่างของเหล็กอ่อนและ BSO คุณจะช่วยทำให้ชัดเจนขึ้นหรือไม่? นี่คือประเภทของเหล็กที่ใช้ในจักรยานเก่าราคาถูก แต่เชื่อถือได้ (เทียบกับ BSO) หรือเป็นเหล็กอ่อนของ BSO ​​เป็นหมวดหมู่ย่อยเนื่องจากกำแพงที่มีค่าคงที่กำหนดได้หรือไม่
gschenk

อีกสองจุดฉันกลัว: (i) 'ถังก๊าซ' ในภาพแรกเป็นหลอดจริงสำหรับโค้กหรือก๊าซธรรมชาติหรือเป็นวัสดุเฟรม (9/8 นิ้ว = 28.6 มม. ถูกต้องเหรอ? ) (ii) ฉันคิดว่า 531x เป็นเหล็กคุณภาพสูงที่ใช้ในท่อแบบแมนเดร รหัสตัวอักษร (แสดงโดย xx โดยฉัน) ชี้ไปที่เหล็กหรือกระบวนการผลิตหรือไม่ คำอธิบายจะเป็นประโยชน์เนื่องจากการค้นหาสั้น ๆ สำหรับ 531xx ดูเหมือนจะไม่ทำให้ชัดเจนทันทีว่ามันเกี่ยวกับอะไร ไชโย!
gschenk

@gschenk 531 เป็นรูปแบบของ Reynolds Steel คำตอบนั้นยังคงถูกเขียน
Criggie

@gschenk ท่อ "ถังก๊าซ" เป็นท่อจริงที่ใช้สำหรับบรรทุกแก๊สแรงดันสูง ท่อก๊าซที่แท้จริงไม่น่าจะถูกนำมาใช้กับจักรยานดังนั้นจึงเป็นชื่อที่เสื่อมเสียหรือดูถูกสำหรับท่อเดี่ยว "Barrel" เป็นอีกชื่อสำหรับท่อในโลกก๊าซ
Criggie

@gschenk BSO เป็นจักรยานทั้งหมดและ gaspipe เป็นท่อเท่านั้น ดังนั้นพวกมันจึงแตกต่างกันออกไป จักรยานที่ทันสมัยใช้หลอดรูปวงรีพร้อมเส้นผ่านศูนย์กลางผันแปรดังนั้นท่อแก๊ซจึงไม่มีอีกต่อไป
Criggie

1

อลูมิเนียมอัลลอยด์

ประวัติศาสตร์

จักรยานอลูมิเนียมคันแรกถูกสร้างขึ้นในช่วงเปลี่ยนศตวรรษ นั่นคือ: ศตวรรษที่ 19 เอกสารแรกของอลูมิเนียมที่ใช้เป็นวัสดุเฟรมจักรยานเป็นสามตัวอย่างที่สร้างขึ้นเพื่องานแสดงสินค้าปารีสโดย Clement Cycles ในปี 1893 จักรยานนี้ไม่ได้ทำจากหลอด แต่เป็นการหล่ออลูมิเนียมชิ้นเดียว!

จักรยานอลูมิเนียมเมตตากรุณา 2436

แน่นอนว่านี่เป็นช่วงเวลาที่น่าประทับใจเนื่องจากอลูมิเนียมเป็นอุตสาหกรรมที่ผลิตขึ้นครั้งแรกในปี 1856 เท่านั้น แต่อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ว่าเฟรมแข็งเหล่านี้หนักมากและไม่ค่อยดีเท่าไหร่

อลูมิเนียมเป็นวัสดุเฟรมยังคงอยากรู้อยากเห็นสำหรับ 80 ปีข้างหน้าในขณะที่เฟรมเหล็กครองตลาดประสิทธิภาพและประโยชน์ใช้สอย สิ่งนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าจะมีการพัฒนาการเชื่อมทิกและกลายเป็นเรื่องธรรมดาในยุค 70 ความก้าวหน้านี้ช่วยให้การก่อสร้างจากหลอดกลวงอัดขึ้นรูปและเป็นไปได้ของประสิทธิภาพที่ดีขึ้นมาก

ในปี 1974 Marc Rosenbaum นักศึกษาวิศวกรรมเครื่องกลของ MIT ตัดสินใจที่จะลองสร้างจักรยานอลูมิเนียมสำหรับวิทยานิพนธ์ระดับสูงของเขา เขาใช้ประโยชน์จากความหนาแน่นต่ำของอลูมิเนียมและสร้างจักรยานของเขาด้วยท่อขนาดใหญ่และผนังที่บางมาก ผลที่ตามมาของความพยายามของเขาคือจักรยานไบค์ที่เบากว่าที่อื่น ๆ ในโลกที่ 12.3 ปอนด์!

นี่เป็นบทความที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับเรื่องนี้ https://www.sheldonbrown.com/AluminumBikeProject.html MIT อลูมิเนียมไบค์ของ Marc Rosenbaum, 1974

อุตสาหกรรมติดตามหลังจากนั้นไม่นาน Gary Klein ได้จดสิทธิบัตรเฟรมจักรยานอลูมิเนียมขนาดใหญ่ในปี 1977 และเริ่มก่อตั้ง บริษัท จักรยาน Klein Cannondale เปิดตัวรุ่นแรกของ CAAD ในปี 1983 และอัลได้เข้าร่วมกลุ่มโปรหลังจากนั้นไม่นาน Miguel Indurain ได้รับรางวัล TdF ครั้งแรกใน Aluminium Pinarello Keral Lite ในปี 1995 และเป็นวัสดุที่ถูกเลือกจนกระทั่งถูกแทนที่ด้วยคาร์บอนในปี 1999

Pinarello Keral Lite ของ Miguel Indurain, 1995

วันนี้เฟรมจักรยานอลูมิเนียมเป็นส่วนใหญ่ของการผลิตใหม่ที่มีเหล็กแทนที่เป็นตัวเลือกต้นทุนที่ต่ำที่สุด คุณสามารถซื้อจักรยานกรอบอลูมิเนียมได้จากทุกห้างสรรพสินค้า อลูมิเนียมยังมีชีวิตอยู่ในระดับสูงสุดใน peloton มืออาชีพด้วย Allez เฉพาะของจอนนี่บราวน์ที่ชนะการแข่งขันชิงแชมป์รายการ US Road Championships ในปี 2018

Allez Compos เฉพาะของ Jonny Brown, 2018

คุณสมบัติของวัสดุ

โลหะโครงสร้างส่วนใหญ่มีความแข็งแรงสูงสุดต่ออัตราส่วนน้ำหนักใกล้เคียงกัน นี่เป็นเพราะฟิสิกส์ของพันธะโลหะ อลูมิเนียมอัลลอยด์มีลักษณะโค้งเหมือนเหล็กและอัลลอยไทเทเนียม แต่มีความหนาแน่นและความแข็งแรงต่ำกว่าต่อหน่วยปริมาตร สิ่งนี้มีความหมายบางอย่าง:

อลูมิเนียมไม่ดีสำหรับการใช้งานที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งมีขนาด จำกัด อลูมิเนียมจะไม่ดีสำหรับสกรูสลักเกลียวหรือหมุดเพราะจะทำให้เหล็กมีความแข็งแรง

อย่างไรก็ตามสำหรับหลอดจักรยานเคสนั้นอยู่ตรงกันข้าม หลอดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่และผนังที่บางจะเบากว่าสำหรับความแข็งเดียวกัน นี่เป็นเพราะความฝืด (โมเมนต์ความเฉื่อย) ของหลอดภายใต้ตาชั่งตาชั่งกับลูกบาศก์ของรัศมีรักษาวัสดุทั้งหมดเดียวกัน อย่างไรก็ตามหลอดที่มีความบางเพียงพอนั้นมีความเสี่ยงที่จะเกิดการโก่งเปลือกภายในเครื่อง ผลกระทบนี้จะ จำกัด ความบางที่ท่อเหล็กสามารถทำได้ เนื่องจากอลูมิเนียมมีความหนาแน่นน้อยกว่ามากมวลเดียวกันจึงสามารถทำเป็นหลอดที่มีขนาดใหญ่กว่าในเส้นผ่าศูนย์กลางและความหนาของผนังดังนั้นจึงแข็ง อีกวิธีหนึ่งเฟรมแข็งทื่อเท่ากันสามารถทำเบากว่าเหล็ก เฟรมอลูมิเนียมส่วนใหญ่ในปัจจุบันมีท่อที่กว้างกว่าจักรยานเหล็ก แต่จริง ๆ แล้วท่อเหล่านี้มีความกว้างน้อยกว่าความเหมาะสมทางทฤษฎี การประนีประนอมบางอย่างทำขึ้นเพื่อต่อต้านการขนย้ายสัมภาระและเพื่อปรับปรุงอากาศพลศาสตร์

ความแรงของความหนาแน่น

อลูมิเนียมมีคุณสมบัติในการถ่ายเทอากาศในตัวเองหมายถึงโลหะที่ถูกออกซิไดซ์จะช่วยปกป้องโลหะที่อยู่ภายในจากการกัดกร่อน ซึ่งหมายความว่าอลูมิเนียมไม่ขึ้นสนิมในน้ำจืดหรืออากาศ อย่างไรก็ตามอลูมิเนียมมีความเสี่ยงที่จะเกิดการกัดกร่อนแบบรูเข็มโดยสารละลายที่โจมตีฟิล์มพาสซีฟรวมถึงน้ำเกลือ นี่เป็นปัญหาสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลและในช่วงฤดูหนาวที่ถนนถูกเค็มและคุณควรจะครอบคลุมอลูมิเนียมที่สัมผัสอยู่

โลหะผสมอลูมิเนียมละลายที่ประมาณ 600C และพวกมันค่อนข้างง่ายต่อการหล่อ อย่างไรก็ตามการใช้งานที่มีความแข็งแรงสูงชอบอลูมิเนียมปลอมแปลงเพราะสามารถจัดแนวของธัญพืชในทิศทางที่ดี อลูมิเนียมนั้นง่ายต่อการกลึงมากกว่าเหล็กกล้าหรือไททาเนียมและไม่ทำให้แข็งด้วยความร้อน เฟรมอลูมิเนียมที่ทันสมัยคุณภาพสูงจำนวนมากผลิตโดย hydroforming ซึ่งแรงดันน้ำที่สูงมากทำให้ท่ออลูมิเนียมกลายเป็นแบบแม่พิมพ์ กระบวนการนี้ช่วยให้มีอิสระในการออกแบบอย่างมากและท่ออลูมิเนียมสามารถทำให้มีอิสระได้มากกว่าเหล็กกล้าแม้ว่าจะมีปริมาณน้อยกว่าคาร์บอน

อลูมิเนียมอัลลอยด์มักจะบอกว่าไม่มีขีดจำกัดความล้า ซึ่งหมายความว่าถ้านับรอบสูงพอโหลดในที่สุดจะทำให้เกิดความล้มเหลว ดังนั้นเฟรมอลูมิเนียมสามารถมองเห็นได้ว่ามีอายุการใช้งานที่ จำกัด นี่เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับวัสดุเช่นเหล็กที่มีขีด จำกัด รอบ (ที่ จำกัด ) ที่โหลดต่ำกว่าขีดจำกัดความล้า เรื่องนี้ไม่เป็นความจริงเลยและอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้ระบุถึงความล้าที่ระดับสูงสุดของรอบการนับ อย่างไรก็ตามความแข็งแรงของการล้าของอลูมิเนียมนั้นถูกกำหนดน้อยกว่าเหล็กเนื่องจากแผนภาพความล้านั้นไม่ได้เบี่ยงเบนไปอย่างรุนแรงในทุกจุด จากประสบการณ์ของฉันเฟรมอลูมิเนียมที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีจะมีอายุการใช้งานนานกว่าที่คนส่วนใหญ่ยังคงทำงาน คนขับรายวันของฉันอายุยี่สิบปี คนส่วนใหญ่ (แม้ว่าจะไม่ใช่ผู้อ่าน) ก็ไม่ได้เป็นเจ้าของจักรยานนานขนาดนั้น

6061T6 เป็นเกรดทั่วไปของอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ใช้ในการปั่น แข็งแรงทนทานปานกลางและเชื่อมโดย TIG ได้ง่าย 7075 มีความแข็งแรงเป็นสองเท่า แต่ไม่สามารถเชื่อมได้และไวต่อการแตกไมโคร ผู้ผลิตจักรยานหลายรายมีชื่อทางการค้าของตนเองสำหรับโลหะผสมที่ใช้และอาจแตกต่างกันไป โลหะผสมที่แปลกใหม่จำนวนมากอยู่กับองค์ประกอบเช่นแมกนีเซียมและ Scandium

อัล 6061T6

  • ความหนาแน่น: 2700 kg / m ^ 3
  • ความแข็งแรง: 276 MPa
  • พลังที่แข็งแกร่ง: 310 MPa
  • Young's Modulus: 69 GPa
  • การยืดตัวที่ Yield: 0.4%
  • การยืดเมื่อขาด: 12%
  • ขีดจำกัดความเหนื่อยล้า: 97 MPa
  • ความแข็ง Brinell: 95

อัล 7075T6

  • ความหนาแน่น: 2810 กก. / m ^ 3
  • ความแข็งแรง: 503 MPa
  • พลังที่แข็งแกร่ง: 572 MPa
  • Young's Modulus: 72 GPa
  • การยืดตัวที่ Yield: 0.7%
  • การยืดเมื่อขาด: 11%
  • ขีดจำกัดความเหนื่อยล้า: 159 MPa
  • ความแข็งของ Brinell: 150

เพื่อการเปรียบเทียบเท่านั้น:

4130 Chromoly

  • ความหนาแน่น: 7850 kg / m ^ 3
  • ความแข็งแรง: 435 MPa
  • พลังที่แข็งแกร่ง: 670 MPa
  • Young's Modulus: 205 GPa
  • การยืดตัวที่ Yield: 0.2%
  • การยืดเมื่อขาด: 25.5%
  • ขีดจำกัดความเหนื่อยล้า: 320 MPa
  • ความแข็ง Brinell: 195

Ti6Al4V

  • ความหนาแน่น: 4430 kg / m ^ 3
  • ความแข็งแรง: 880 MPa
  • ความแข็งแกร่งที่สุด: 950 MPa
  • Young's Modulus: 114 GPa
  • การยืดตัวที่ Yield: 0.8%
  • การยืดเมื่อขาด: 14%
  • ขีดจำกัดความเหนื่อยล้า: 510 MPa
  • ความแข็ง Brinell: 334

คาร์บอนไฟเบอร์ Toray T700S (UD)

  • ความหนาแน่น: 1800 กก. / m ^ 3
  • Ultimate Strength: 2550 MPa
  • Young's Modulus: 230 GPa
  • การยืดเมื่อขาด: 1.7%

0

Reynolds Steel

คำตอบนี้ต้องการการบันทึกที่สมบูรณ์ในจุดนี้

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ท่อ butted Reynolds ถูกจดสิทธิบัตรครั้งแรกในปี 1897

เหล็กของ Reynolds นั้นมีหลายเกรดด้วยกัน รู้จักกันมากที่สุดคือ 531 (เด่นชัด "ห้าสามหนึ่ง") ซึ่งผลิตครั้งแรกในปี 1935 แต่ไม่สามารถใช้ได้นอกสต็อกเก่าใหม่หรือโดยคำสั่งพิเศษ เหล็กนี้ยังใช้กับตัวถังรถ Jaguar XKE และช่วยในชัยชนะ 27 ตูร์เดอฟรองซ์ ชิ้นส่วนทดแทนคือ 520 และ 525 ซึ่งคล้ายกับ 531 แต่สามารถเชื่อมได้

แสดงรหัสอื่น ๆ รวมถึงความหมายและการใช้งาน 753 (จำเป็นต้องได้รับการรับรองโดย Reynolds), 953, 725, 631, 853, 525

อธิบายตัวเลขที่ 531 ได้รับชื่อจากการเรียบเรียง แมงกานีสห้าส่วน, คาร์บอนสามส่วนและโมลิบดีนัมส่วนหนึ่ง


ข้อดี

  • ท่อเหล็กที่ดีงาม
  • ถือว่าเป็นวัสดุที่ "ให้อภัย" สำหรับการสร้างและใช้งานทุกวัน

ข้อเสีย

  • มีหลายเกรดให้เลือก
  • ข้อกำหนดการรักษาความร้อนแตกต่างกันไปตามเกรดที่แตกต่างกัน
  • เกรดบางเกรดไม่อนุญาตให้ใช้การตั้งค่าแบบเย็น
  • เหล็กสามารถประสบปัญหาการกัดกร่อน

อ้างอิง

http://bikeretrogrouch.blogspot.co.nz/2013/12/reynolds-tubing.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_Cycle_Technology#Tubing_typesรายการรหัสท่อใหญ่ที่นี่


Reynolds ไม่ใช่เหล็กชนิดหนึ่งเป็นผู้ผลิตโลหะผสมเหล็ก ไม่ควรแยกประเภทของวัสดุจากเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงอื่น ๆ ยกตัวอย่างเช่นเหล็กจากโคลัมบัสเป็นต้น
Eric Shain
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.