Exploratorium: De wetenschap van het fietsen: Frames & Materialen/pagina 2 van 4

Frames & Materialen Pagina: 2 van 4

Materialen voor frames (vervolg)

Staal

Staal wordt al heel lang gebruikt. Het is waarschijnlijk het meest onderzochte, bekende en het meest gebruikte materiaal in de industrie. Zoals je een piano kunt stemmen, zo kun je ook een stalen frame naar wens vormen. En er is een grote keus aan stalen banden. Van alle materialen die we hier bespreken is staal het voordeligst.

Paolo vertelt over werken met staal.

Een gedeelte van dun-wandige stalen banden naast een dik-wandige aluminium band.
Zelfs met een dikke wand is de aluminium band lichter.

Aluminium

"Aluminium is een interessant materiaal. Het is niet erg buigzaam. Hoe meer je het buigt, hoe meer het slijt. Daarom hebben fietsen met een aluminium frame vaak grote wielen. Dat voorkomt het buigen tijdens het fietsen."

Paolo bekijkt de kwaliteit van aluminium.

Titanium

Het lijkt erop dat titanium het meest favoriete materiaal is.De verhouding van het gewicht tot de sterkte is groot. Je hoeft het niet te verven en het blijft lang mooi. Bij botsingen blijft de kwaliteit goed. Het materiaal gaat gemakkelijk terug in zijn oorspronkelijke vorm.
De prijs is echter wel een punt. Titanium kost 15 keer zoveel als staal.

Paolo vertelt over titanum.

Paolo beheerst het lassen van titanium dat technisch gezien heel moeilijk is. Goed laswerk en de kracht van het materiaal bepalen uiteindelijk of het frame veel kan hebben.

Paolo onderzoekt een las aan een voorband van een titanium frame. Paolo last staal, aluminium en titanium. Om een fiets te maken van koolstofweefsel worden lagen koolstofweefsel in een vorm gelegd.

Koolstofweefsel

"Dat is het materiaal dat botenbouwers gebruiken", zoals een vriend van me zei. Het bijzondere van koolstofweefsel is dat je er een band in zijn geheel uit kunt vormen. Dan ben je net een kleermaker. Dat heeft effect op hoe het gewicht verdeeld wordt. Bij andere materialen moet je de band opvullen en weer dichtmaken."

Paolo praat over het gebruik van koolstofweefsel voor frames.

Buigzame en uiterste kracht

Een manier om materialen te vergelijken is door te kijken naar hun buigzame en uiterste kracht. Paolo gebruikt het voorbeeld van de plastic kam. "Als je het buigt en je laat los gaat de kam terug in zijn oorspronkelijke vorm. Je kunt het ook zo ver buigen dat de kam op dat punt blijft. En je kunt de kam zover buigen dat het breekt.

In dit geval heeft het frame het gehouden maar het wiel liet het afweten. Ondanks [zoals beschreven in het onderdeel "het wiel"]dat het wiel een van de, door de mens gemaakte sterkste constructies is, kunnen extreme krachten het toch laten breken.
Klik op het plaatje en je kunt in een quicktime filmpje zien hoe dit gebeurde.

AFBEELDING EN VIDEO BESCHIKBAAR GESTELD DOOR LOGAN KELSEY

Deze drie manieren van materialen vergelijken zijn heel belangrijk omdat ze bepalen hoe een frame ontworpen wordt. De grote wielen bij aluminium frames laten dit het beste zien. Paolo legt uit dat de buigzame en uiterste kracht van aluminium dicht bij elkaar liggen. Dit betekent dat wanneer er grote druk op de fiets staat ,het
moment dat het materiaal buigt al bijna het moment is waarop het breekt. De grote wielen zijn sterker dan de kleinere en het weerhoudt de fiets van al te veel buigen waardoor het materiaal zou kunnen breken.

Frames & Materialen Pagina: 2 van 4
Klik hieronder op Verder voor de volgende pagina