또 다른 프레임 머티리얼 질문에 대한 답으로, 좀 더 답하기 쉬운 질문으로 시작하는 것이 도움이 될 것이라고 생각했습니다. 재료 당 하나의 답변, 해당 재료를 사용하는 자전거 프레임의 예를 참조하십시오.

자료를 쉽게 비교할 수 있도록 답변에 사용한 형식을 사용하십시오.

다른 사람이 원한다면 400 개 이상의 강철 합금을 모두 나열해도 아무런 해가 없지만 "강철"은 특정 합금이 아닌 저급 연강이어야합니다. 알루미늄, 티타늄, 마그네슘 및 기타 금속도 마찬가지입니다.

금속 복합 재료를 포함한 복합 재료의 경우 세부 사항이있는 구체적인 예를 다시 선호합니다 (강철 철근 콘크리트와 케블라 / 폴리 에스테르 복합재 사이에는 큰 차이가 있습니다). 나는 또한 이상하고 멋진 자전거가 포함 된 것을보고 싶습니다.

기재

(예 : 답변에 대한 색인. 답변을 추가 할 때 링크를 업데이트하십시오) :

궤조

• 알루미늄 자전거
  • 알류미늄
  • 스칸듐 -알루미늄 합금
• 스틸 바이크
  • 콜럼버스 스틸 (아직 작성되지 않음)
  • ChromeMoly Steel (아직 작성되지 않음)
  • 가스 파이프 스틸
  • 이시와 타 스틸 (아직 작성되지 않음)
  • Kaisei Steel (아직 작성되지 않음)
  • 연강
  • 레이놀즈 스틸 (확장 필요)
  • Tange Steel (아직 작성되지 않음)
  • 비투스 / 슈퍼 비투스 스틸 (아직 작성되지 않음)
• 티탄
• 베릴륨
• 금 (순수) (이론적)
• 마그네슘 (아직 작성되지 않음)

본질적인

• 대나무
• 뼈
• 우드 바이크
  • 조각 된 나무
  • 합판 (합성)
  • 목재 (완전 프레임 및 자전거)
• 골판지 (아직 작성되지 않음) ( /bicycles//a/44582/20060 ) **

복합재 및 중합체

• 탄소 섬유
• 아마 섬유 (90 % 아마, 10 % 탄소)
• 플라스틱

특정 레이아웃

• 케이블 일명 Tensegrity 또는 Tensional Integrity
• 3D 인쇄 (아직 작성되지 않음)

뼈

건조한 뼈의 밀도는 평균 1.84 g / cm³입니다.

이것은 자전거 프레임에 아주 좋지 않은 재료이며, 모든 뼈 자전거에는 실제로 중간에 금속 코어가있을 가능성이 큽니다.

이점

• 충격 요인 또는 복장의 일부 ( "죽음은 창백한 말을 타다")

불리

• 뼈는 그 자체로는 특별히 구조적이지 않습니다. 골격은 힘줄과 연골 및 연조직으로 만들어집니다.

• 내구성-마르는 뼈가 부서지기 쉽고 쉽게 will 수 있습니다.

• 불내성-균열이 작은 헤어 라인에서 매우 빠르게 완전히 끊어 질 수 있습니다.

연강

밀도 범위는 7.75 ~ 8.05 g / cm3

많은 BSO 는 연강 또는 재활용에 거의 신경 쓰지 않고 재생 연강으로 만들어져 효과적으로 연강입니다. 예를 들어이 KMart 자전거가 있습니다. BSO 식별 에 대한이 질문 은 더 있습니다.

장점

• 싸게 사다
• 작업하기 쉬움-기술이 일반적이며 기계가 저렴합니다.
• 손쉬운 수리-자전거가 강철로 제작 된 경우 필요한 경우 단조로 고정 할 수 있으므로 다른 프레임 재질보다 수리가 더 쉽습니다.

단점

• 약한 / 무거운-주어진 강도를 위해서는 다른 일반 프레임 재료보다 더 연한 강철이 필요합니다.
• 녹-페인트의 칩 또는 물에 담그면 프레임이 부식됩니다.

티탄

밀도 4.506 g / cm³

장점

• 티타늄은 자전거 프레임 빌딩에 이상적인 많은 긍정적 인 특성을 가지고 있습니다. 티타늄은 신율, 인장 강도 및 피로 강도가 우수합니다. 티타늄 프레임은 일반적으로 알루미늄 프레임처럼 가벼우면서도 강철 프레임과 비슷하거나 수명이 훨씬 깁니다.
• 티타늄은 해수와 같은 혹독한 환경에서도 탁월한 내 부식성을 가지며 도장이나 코팅이 필요하지 않습니다. 또한 약간의 흠집이나 흠이 다시 코팅하지 않아도 아무런 문제가 발생하지 않으므로 유지 관리가 더 쉬워집니다.
• 수명이 긴 티타늄으로 "고급"가볍고 강한 프레임을 만들 수 있습니다. 티타늄은 현재 맞춤형 및 일회용 프레임에 적합한 소재입니다. 단일 티타늄 프레임을 설계하고 제작하는 것은 비용 대비 (상대적으로 말하면) 비용이 많이 드는 반면, 탄소와 같은 다른 "고급"재료는 단일 프레임을 설계하고 제작하는 데 엄청나게 비쌉니다.

단점

• 티타늄은 고가의 재료입니다. 원자재 가격은 대부분 다른 금속 옵션보다 높습니다. ( 아마도 순수한 금을 제외하고 ).
• 티타늄은 다루기가 어려울 수 있습니다. 티타늄은 가공 및 용접을 위해 다른 절차가 필요합니다. 이러한 절차를 따르지 않으면 오염 된 용접이 실패 할 수 있습니다.
• 티타늄은 열악한 전기 전도체이므로 프레임을 조명 회로의 한쪽 다리로 사용할 수 없습니다.

합판

밀도

• 침엽수 합판의 경우 0.46-0.52g / cm ^ 3
• 0.62g / cm ^ 3 혼합 합판
• 자작 나무 합판의 경우 0.68g / cm ^ 3

기술적으로 복합 재료 인 합판은 자전거 프레임을 만드는 여러 가지 방법으로 사용되었습니다. 가장 명백한 두 가지는 시트 재료와 선형 재료입니다.

장점

• 나무는 작업하기 쉽습니다 (도구는 저렴하고 쉽게 구할 수 있습니다)
• 합판은 찾기 쉽다

단점

• 연강보다 약하므로 디자인이 어렵고 프레임이 무겁습니다.
• 에폭시 복합재이므로, 왁스 (접착제 및 접착제)는 신중하게 선택해야하며 독성이있을 수 있습니다.
• 프레임의 핵심 부분은 여전히 ​​금속이거나 나무로 만들기 위해 많은 노력을 기울여야합니다.
• 내구성이 크지 않다 (수십 년이 아닌 몇 년)

소여 자전거 에 의해 위르겐 카 퍼스 CityLab를 통해

CycleExif 를 통한 BONOBO PLYWOOD 자전거

_{(출처 : coocan.jp )}

Sueshiro Sano의 SANOMAGIC Mahogany 자전거

탄소 섬유 강화 폴리머

밀도는 1.75 – 2.0 g / cm3이며 유형 및 레이 업에 따라 다릅니다.

탄소 섬유 (CF) 프레임은 중합체 수지, 일반적으로 에폭시에 설정된 탄소 섬유 시트로 만들어진다.

1975 년에 최초의 CF 튜브 바이크 인 Exxon Graftek이 나타났습니다. 스틸 러그가있어 파손되기 쉬웠습니다. 이후 1986 년에는 Kestrel과 Trek이 풀 CF 프레임 자전거를 출시했습니다.

카본 파이버 자전거의 현대적인 최고급 예는 Team Sky와 Team Bradley Wiggins가 타는 Pinarello Dogma F8입니다.

쉘던 브라운 (Sheldon Brown)과 다른 사람들은 CF에 대해 열성적이지는 않지만 CF는 경주와 빠른 라이딩을위한 최고의 소재라는 많은 의견이 있습니다.

장점

• 중량 대 강성 비율이 너무 높으면 단단하지만 매우 가벼운 프레임으로 이어질 수 있습니다.
• CF는 방향 강도를 가지며 섬유의 정렬에 따라 전력을 전달할 때 딱딱하지만 도로 진동을 흡수 할 때 딱딱한 프레임을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
• CF는 다양한 형상을 형성 할 수있어 금속보다 에어로 프로파일 튜브를 더 쉽게 만들 수 있습니다.
• CF는 금속과 같은 방식으로 마모되지 않습니다. 이는 이론적으로 규칙적인 힘으로 마모되지 않기 때문에 이론적으로 무기한 수명을 가질 수 있음을 의미합니다. CF는 코팅 / 페인트 없이도 부식되지 않습니다.
• 레이 업 프로세스에는 많은 시간이 걸리지 만 높은 수준의 기술이 필요하지 않습니다. 이는 기술이 부족한 근로자가 CF 프레임을 생산할 수 있음을 의미합니다.
• 아마도 어떤 사람들은 CF 자전거의 모양과 상태를 좋아할 것입니다. CF 자전거를 처음 받았을 때 비 사이클 친구가 우주선이라고 생각하고 무게를 느끼기 위해 들어 올리려고했던 것을 기억합니다.

단점

• CF 프레임은 CF의 모든 개별 스트립을 수동으로 배치하는 데 시간이 오래 걸리기 때문에 비쌉니다.
• CF 프레임 (또는 모든 부품)은보다 신중하고 자격을 갖춘 조립이 필요합니다. 부품이 서로 접착되지 않도록 특수 윤활제를 사용해야하며 CF는 금속뿐만 아니라 과도하게 조여지지 않습니다.
• CF 프레임은 쉽게 손상되는 경향이 있습니다. CF는 방향 강도를 갖기 때문에 노출되도록 설계되지 않은 힘, 즉 충돌에 대한 저항력이 떨어집니다. CF 섬유가 변형 자체를 취하지 않는 방식으로 힘이 가해지면 모든 힘을받는 중합체 매트릭스가되어 더 쉽게 부러집니다.
• 동시에 피해는 눈에 띄지 않습니다. 금속 프레임에 눈에 띄는 움푹 들어간 곳이나 구부러짐이있는 경우 CF 프레임이 손상되지 않은 것처럼 보일 수 있지만 실제로 내부적으로 박리되어 나중에 예기치 않은 오류가 발생할 수 있습니다.
• CF는 쉽게 수리 할 수 ​​없습니다. 사실 많은 사람들이 수리 할 수 ​​없다고 말합니다. 어쨌든 고가의 CF 프레임이 고장난 경우 수리 작업이 갑자기 실패 할 위험이있는 경우 다시 경주를 원하지 않을 것입니다.
• CF 자전거는 빠르게 가치를 잃습니다. CF 자전거를 구입하면 아마도 자전거를 타거나 적어도 빨리 타기를 원하기 때문에 아마도 가격대에서 기술의 최전선에있는 것을 구입합니다. 그러나 CF 자전거 기술은 지난 20 년 동안 매우 빠르게 개선되어 현재도 개선되고 있기 때문에 새로운 자전거로 인해 구매가 빨리 구식이 될 것입니다.
• CF 자전거를 구매하는 많은 사람들은 자신의 능력을 훨씬 능가하는 자전거를 갖게됩니다. 학습자 운전자는 닛산 미 크라보다 포르쉐 911에서 훨씬 빠르지 않습니다. 사람들은 좋은 자전거를 사기위한 유일한 옵션으로서 CF 자전거의 마케팅 주장에 빠지거나 더 많은 훈련을 받고 몇 킬로그램을 잃는 것보다 빨리 얻는 가장 좋은 방법이라고 생각합니다.

목재 전용 자전거

이것은 특히 실용적인 자료보다는 기술적으로 가능한 것의 예입니다.

Advantanges

• 희소성 / 충격 가치

단점

• 나무로 베어링을 만들기 어렵다
• 재료의 한계로 인해 성능에 대한 많은 타협

Slawomir Weremkowicz의 순수 나무 자전거 (BuzzHunt 경유)

순금

참고 :이 사진은 순금 자전거가 아닙니다.

이 답변은 실제 생활에서는 이루어지지 않았지만 24kt 금으로 자전거 프레임을 만들 수 있습니까?

이점

• 블링 팩터- "WOW"처럼 보인다

단점

• 재료 강도 및 경화-강철과 같이 가열 및 when 칭할 때 금이 경화되지 않습니다

• 변형-드롭 아웃은 압력이 가해지면 수명이 매우 제한됩니다. 드롭 아웃은 금보다 나은 것으로 만들어야합니다.

위의 두 가지 이유로 휠과 스포크, 액슬, 크랭크 체인 카세트, 베어링, 브레이크 부품, 케이블, 림, 니플 및 너트는 금으로 만들 수 없었습니다.

• 마모-순금은 내마모성이 우수하지 않습니다. 그렇기 때문에 일상 보석류는 종종 24 캐럿 순금이 아닌 9 또는 18 캐럿 금으로 만들어집니다. 당신의 골드 바이크는 칫솔질 한 물건을 문지르 기 시작합니다. 그리고 어떤 종류의 사고로 아스팔트에 금 가루가 떨어질 수 있습니다. 아래에 더 자세히 설명되어 있습니다.

• 무게-금은 입방 센티미터 당 19.32g입니다. 스틸은 7.75 ~ 8.05g / cm ^ 3이며 알루미늄은 2.7g / cm ^ 3입니다. 탄소 섬유는 고정하기가 더 어렵지만 섬유 자체는 1.6 ~ 2.2g / cm ^ 3입니다. 납은 13.55 g / cm ^ 3에 불과하기 때문에 순수한 납은 금보다 가볍습니다.

• 비용 2016-11-15 기준 금은 $ 39,600 USD / 킬로입니다. 780g의 초경량 카본 자전거 프레임은 재료 강도에 대처할 수 있다고 가정 할 때 재료 단독으로 30,000 달러 이상이 소요됩니다. 5 킬로 프레임의 경우 $ 200,000의 비용이 듭니다. 자전거를 부수고 5g의 금을 문지르면 길가에 200 달러 상당의 금속이 남을 것입니다.

실제로, 이것은 금 전기 도금 된 강철 자전거 또는 9 캐럿 금의 매우 얇은 층 아래에 ​​양극 처리 된 알루미늄 프레임 일 가능성이 높습니다.

대나무 및 대나무 탄소 섬유 복합재

대나무 자전거는 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 훨씬 길었습니다. 대나무 자전거에 대한 최초의 특허는 각각 1894 년과 1896 년에 영국과 미국에서 발행되었습니다.

Green Thinking 대나무 자전거가 등장하면서 서서히 패션으로 돌아 왔습니다.

대나무 탄소 섬유 복합 프레임. 의 의례 바이오 틱 자전거 :

금속 / 복합 조인트가있는 대나무 튜브 프레임은 다른 많은 프레임 재료보다 집에서 쉽게 구축 할 수 있습니다.

장점

• 강철에 비해 높은 강도 대 중량 비율, 높은 인장 강도!
• 보다 편안한 승차감을위한 자연스러운 진동 제어
• 지속 가능
• 가볍고 대나무의 밀도는 0.35g / qcm입니다.
• 세계의 많은 개발 부분에서 대나무 자전거는 지역 산업을 자극

단점

• 적절한 QC 절차가 없으면 원자재가 자연스럽게 손상 될 수 있습니다.
• 대나무는 천연 소재이므로 일관된 외관을 보장 할 수 없습니다 (일부 사람에게는 이점으로 간주 될 수 있음)

베릴륨 (합금)

엄청나게 희귀하고 인상적인 고성능 금속. 밀도는 1.85 g / mL (탄소 섬유와 비교), 인장 강도는 270 MPa, 영률 (강성)은 300 GPa (강보다 우수)입니다. 베릴륨 및 그 합금은 항공 우주 및 방위 응용 분야에서 광범위하게 사용됩니다.

불행히도 몇 가지 단점이 있습니다. 첫째, 강성이 강도에 비례하지 않기 때문에 연신율이 낮을 때 실패합니다. 이것은 부서지기 쉽다는 것을 의미합니다. 이것은 또한 작업하기 어렵게 만들고, 그것을 제대로 형성하기 위해서는 노동 집약적 인 제조 공정이 필요합니다. 극도로 희귀하기 때문에 벌크 금속의 경우 약 $ 8,000 / kg입니다. 또한 금속은 매우 독성이 있으며 먼지 나 증기로 인해 사망 할 수 있습니다.

베릴륨 프레임 자전거의 한 가지 예만 알고 있습니다. Bush Wellman (Be 회사)은 1990 년 미국 자전거 제조 M-16 산악 자전거 용 프레임을 $ 25,000 (1990 달러)로 만들었습니다. 나는 프레임의 무게가 약 900g이라고 생각합니다.

강철 케이블 일명 Tensegrity 또는 Tensional Integrity

와이어 또는 케이블은 장력 하에서 만 작동하기 때문에 이것은 독특한 프레임 제작 재료가 아닙니다. 따라서이 자전거에는 메인 빔과 시트 포스트 형태의 다른 비압축성 재료로 된 빔이 두 개 이상 필요합니다.

일찍이:

단 하나의 와이어로 더 현대적인 구성 :

장점

• 정면 면적이 적고 바람 저항이 적어 에어로가 더 많습니다.

• 튜브보다 이론적으로 가볍습니다.

단점

• 메인 빔은 더 강해야하고 강철 케이블은 처음에는 빛이 아니기 때문에 실제로 튜브보다 가볍지 않습니다.

• 치즈 커터-사고 발생시, 탑 와이어 / 탑 튜브는 작은 크기로 인해 훨씬 ​​더 집중된 손상을 입을 것입니다. 멋진 치즈를 자르는 데 사용되는 도발 와이어처럼. 울다

• Flex-이 자전거는 수평 방향으로 과도하게 호환되었습니다.

미래

케블라 케이블과 탄소 섬유 메인 빔으로 일부 개발이 이루어졌습니다.

아마 섬유 / 섬유

Schwinn Vestige는 아마 섬유 (90 % 아마, 10 % 탄소)로 만들어졌다.

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

장점

• 녹색-친환경적으로 보입니다.

단점

• Greenwashing-그것은 생태 학적으로 눈에 띄지 않습니다.

플라스틱

밀도

폴리 프로필렌 (삼각형 # 5)의 경우 ~ 0.91 g / cm³
~ 저밀도 폴리에틸렌 (삼각형 # 4 )의 경우 ~ 0.92 g / cm³ ~ 고밀도 폴리에틸렌 (삼각형 # 2)의 경우
~ 0.95 g / cm³ 폴리스티렌 (삼각형)의 경우
1.03-1.06 g / cm³ # 6)
물병과 같은 PETE의 경우 1.35-1.38g / cm³ (삼각형 # 1)
PVC 폴리 염화 비닐의 경우 1.32-1.42g / cm³ (삼각형 # 3)

70 년대부터 플라스틱 자전거를 만들려는 시도가 몇 차례있었습니다. 건축 자재에는 Lexan과 HDPE (고밀도 폴리 에스텔 린)가 포함되지만 성인 자전거에서 상업적 성공을 거둔 증거는 찾을 수 없습니다. 플라스틱 어린 이용 자전거는 인기가 있지만 일반적으로 페달이없는 밸런스 자전거 형태입니다 (아직 기술적으로 자전거?).

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

장점 (어린이 자전거 용)

• 경량
• 싼
• 날카로운 모서리 없음

단점

• 무거운
• 매우 유연한
• 자외선에 노출되면 열화
• 부끄러운

스칸듐

밀도 2.985 g / cm³

"스칸듐 프레임"은 실제로 소량의 스칸듐 (종종 1 % 미만)을 가진 특정 알루미늄 합금 프레임을 말합니다.

장점

• 알루미늄, 가볍고 뻣뻣한 것과 유사한 장점.
• 다른 알루미늄 합금보다 강력하고 내구성이 뛰어납니다. 러시아는 극지 얼음을 통해 발사되도록 설계된 미사일을 위해 스칸듐으로 미사일 부품을 제작했습니다 . MiG 전투기 라인의 일부는 스칸듐 합금으로 제작되었습니다.
• 스칸듐은 또한 알루미늄 용접의 내구성을 높여 주므로 용접부의 파손이 적고 조인트에서 튜브 두께를 줄일 수 있습니다.

단점

• 상당히 비싸고 틈새 시장. 초기에 탄소보다 비용이 적게 들었으나, 최근에는 탄소가 저렴 해지고 제조 기술이 향상되어 탄소를 개선하기 때문에 뒤쳐졌습니다.

• 다른 알루미늄 합금보다 비쌉니다. 카본보다 튜닝이 불가능합니다. 티타늄보다 튜닝 및 내구성이 떨어집니다.

개요

스칸듐은 (현재) 매우 틈새 소재로 다른 모든 소재에 비해 장점이 있지만 종종 약간만 있습니다. 티타늄 또는 적당한 가격의 카본 프레임으로 옮기기 위해 조금 더 지불하는 구매를 쉽게 건너 뛸 수있는 매우 고급 알루미늄으로 이상한 장소에 있습니다. 코나는 느낌 이 나중에 그들이 탄소 MTB 프레임을 도입하고 2008 년 8 년 약 스칸듐. 저에게 탄소는 마침내 가격에 따라 스칸듐이 매우 제한적으로 사용되는 곳입니다.

스칸듐 (기술적으로 스칸듐-알루미늄 합금)은 짧은 비트로 유명했습니다. 살사, 부두, 코나 모두 한 지점에서 스칸듐 프레임을 만들었습니다. 코나 노트 :

스칸듐은 지구상에서 8 번째로 가장 풍부한 희귀 원소입니다. 지각에서 추출 된 은백색의 금속 인 Scandium은 알루미늄 합금에 첨가 될 때 재료의 강도와 내구성을 50 % 향상시키는 강력한 곡물 정제 제입니다. 이는 합금의 입자를 "직선화"하여 금속의 파손에 덜 민감합니다. 냉전 기간 동안 교묘 한 러시아인이 처음으로 사용하는 미사일에 스칸듐 합금으로 만들어진 지느러미 핀은 놀라운 힘을 견딜 수 있었으며 극지 아이스 캡을 통해 발사되었을 때도 손상을 입지 않았습니다. 스칸듐 합금은 계속해서 소련 내장 항공기에 유리하게 추가되어 놀라운 무게, 기동성 및 범위 이점을 제공합니다.

이 강도와 내구성으로 인해 자전거 제조시 스칸듐 합금이 매우 매력적입니다. 강도가 훨씬 높아서 (스칸듐 합금은 6061 또는 7005 알루미늄보다 두 배 강합니다) 강철과 유사한 라이딩 특성을 달성하기 위해 훨씬 적은 재료를 사용할 수 있습니다. 그리고 우리는 섹시하고 유연한 스틸 느낌을 좋아합니다. Scandium을 사용하면 알루미늄 프레임의 무게를 10 ~ 15 % 줄일 수 있습니다.

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

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

3D 인쇄

답변 완료 필요

조각 된 나무

합판, 대나무 또는 치수 재목보다 비싸지 만 조각 된 나무 튜브 (또는 모노 코크)로 만든 프레임이 존재합니다.

장점

• 지향성 강도 (CF와 유사)는 단단하면서도 진동을 흡수하는 프레임을 허용합니다
• 좋은 강도 대 무게 비율
• 잠재적으로 친환경적인
• 두꺼운 벽으로 인한 찌그러짐에 대한 내성
• 외모와 멋진 느낌 (주관적)

단점

• 두꺼운 튜브가 필요
• 잘 사용하기 매우 어렵다
• 특별히 처리하지 않으면 수분에 의해 쉽게 손상됨
• 노동으로 인해 매우 비쌉니다 (때로는 이국적인 숲)

가스 파이프 스틸

싸구려 자전거를 만드는 데 사용되는 "고장력"또는 연강 튜빙에 대한 파생 용어. 저가형 자전거는 저품질 강철로 만들어 졌기 때문에 건축업자는 무겁고 두꺼운 튜브를 사용하여 보상합니다.

이 튜브는 종종 단일 게이지 또는 플레인 게이지이므로 튜브를 따라 일정한 벽 두께를 유지하는 반면, 고품질 프레임은 용접 부하와 거리에 따라 2 ~ 3 개의 다른 두께를 가질 수있는 맞대기 튜브로 만들어집니다. .

다른 강철과의 차이

모든 강철은 동일한 "Youngs Modulus"(강성 측정)를가집니다. 가스 파이프와 더 높은 튜브 사이의 변화는 강도이므로 0.4mm (가장 얇은 Reynolds 튜빙 튜브) 두께로 인발 된 가스 파이프 스틸은 훨씬 적은 압력으로 구부러집니다.

장점

• 비용. 이 일반 게이지 튜브는 더 저렴합니다.
• 능률. 버 티드 튜브는 필요한 길이로 제작해야합니다. 일반 튜브는 더 긴 길이로 주문한 다음 폐기물을 줄이는 요구 사항에 맞게 절단 할 수 있습니다.
• 수리 가능. 강철은 대부분의 다른 프레임 재료보다 훨씬 쉽게 고정 할 수 있습니다.

단점

• 무게. 베어 스틸 프레임과 포크의 대략적인 무게.

튜브 무게
레이놀즈 (531) 초경량 / 531pro 5.75lbs 또는 2.5-2.6 킬로그램 / 753 5.5lbs
레이놀즈 531DB / 531C의 6 파운드 또는 2.7 킬로그램
레이놀즈 531ST (표준 튜브) 7 파운드 또는 3.2 킬로그램
9lbs에 7 파운드를 튜브 좋은 품질 일반 게이지, 또는 3.2-4.1 킬로그램
저렴한 일반 게이지 튜브 9lbs ~ 13lbs 또는 4.1-6 킬로그램

참고 : "531"은 서로 다른 품질의 튜브 유형을 나타냅니다 . 자세한 내용은이 CW의 레이놀즈 항목을 참조하십시오.

그것은 비계 튜브, 인치 및 여덟 번째 가스 배럴, 인치 및 여덟 번째 531 튜브 (ing ⌀ 29 mm), 인치 가스 배럴 및 인치 531 튜브입니다. 여기서 '가스 배럴'은 실제로 가스의 도관으로 사용 된 재료를 의미합니다.

여기 가스 파이프 자전거가 있습니다. "올모"그 무거운 것을 보아서 말할 수 없었습니다.

기술적으로 파이프는 압연 된 평평한 금속으로 만들어지며 심 용접과 결합됩니다. 튜브는 닫힌 모양으로 형성되며 이음새가 없습니다.

이 CW의 다른 곳에서 레이놀즈 및 Ishtawa 철강 항목을 참조하십시오.

알루미늄 합금

역사

최초의 알루미늄 자전거는 세기 초에 만들어졌습니다. 19 세기입니다. 자전거 프레임 재료로 사용되는 최초의 알루미늄 문서는 1893 년 Clement Cycles가 파리 무역 박람회를 위해 만든 세 가지 예입니다.이 자전거는 튜브로 만들어지지 않았지만 견고한 단일 조각 알루미늄 주조였습니다!

알루미늄은 1856 년에 처음으로 산업적으로 생산 되었기 때문에 당연히 인상적이었습니다. 그러나 상상할 수 있듯이,이 견고한 프레임은 매우 무겁고 좋지 않았습니다.

프레임 소재로서의 알루미늄은 향후 80 년간 호기심을 유지하는 반면, 스틸 프레임은 성능과 실용주의 시장을 지배합니다. 이것은 TIG 용접이 개발되어 70 년대에 일반화 될 때까지 변하지 않습니다. 이러한 발전으로 압출 중공 튜브로 시공 할 수 있으며 성능이 훨씬 향상 될 수 있습니다.

1974 년 MIT 기계 공학 학생 Marc Rosenbaum은 수석 논문을 위해 알루미늄 자전거를 만들기로 결정했습니다. 그는 저밀도 알루미늄을 이용하여 직경이 큰 튜브와 매우 얇은 벽으로 자전거를 만들었습니다. 그의 노력의 결과는 12.3 lb로 세계에서 가장 가벼운 트랙 자전거였습니다!

여기에 좋은 기사가 있습니다. https://www.sheldonbrown.com/AluminumBikeProject.html

업계는 곧 뒤를 따랐다. 게리 클라인 (Gary Klein)은 1977 년 와이드 튜브 알루미늄 자전거 프레임 특허를 획득하고 클라인 자전거 회사를 시작했습니다. 캐논 데일 (Cannondale)은 1983 년에 CAAD의 첫 번째 모델을 발표했으며 Al은 곧 프로 펠톤에 합류했습니다. Miguel Indurain은 1995 년에 알루미늄 피나 렐로 케랄 라이트 (Aluminium Pinarello Keral Lite)에서 최초의 TdF를 획득했으며 1999 년에 탄소로 대체 ​​될 때까지 가장 좋은 재료였습니다.

오늘날 알루미늄 자전거 프레임은 새로운 생산의 대부분이며 강철을 가장 저렴한 옵션으로 대체했습니다. 모든 백화점에서 알루미늄 프레임 자전거를 구입할 수 있습니다. 알루미늄은 또한 프로 펠로 톤에서 최고 수준으로 유지되며 Jonny Brown의 Specialized Allez는 2018 US Road Championships에서 우승했습니다.

재료 속성

대부분의 구조용 금속은 최대 강도 대 중량 비율이 비슷합니다. 이것은 금속 결합의 물리학 때문입니다. 알루미늄 합금은 강철 및 티타늄 합금과 동일한 곡선을 따르지만 단위 부피당 밀도와 강도는 더 낮습니다. 이것은 몇 가지 의미가 있습니다.

알루미늄은 크기가 제한적인 고강도 어플리케이션에는 그리 좋지 않습니다. 알루미늄은 나사의 강도, 볼트 또는 리벳에 매우 적합하지 않습니다.

그러나 자전거 튜브의 경우에는 반대입니다. 직경이 크고 벽이 얇은 튜브는 동일한 강성을 위해 더 가볍습니다. 이는 비틀림 하에서 튜브의 강성 (관성 모멘트)이 동일한 입방체를 유지하면서 반경의 입방체와 비례하기 때문입니다. 그러나 충분히 얇은 튜브는 로컬 쉘 좌굴에 취약합니다. 이 효과는 강철 튜브를 만들 수있는 두께를 제한합니다. 알루미늄은 밀도가 훨씬 낮기 때문에 동일한 질량을 지름과 벽 두께가 더 큰 튜브로 만들 수 있습니다. 대안 적으로, 강성 프레임이 강철보다 가벼워 질 수있다. 오늘날 대부분의 알루미늄 프레임은 강철 자전거보다 훨씬 더 넓은 튜브를 가지고 있지만,이 튜브는 실제로 이론적 인 최적보다 덜 넓습니다. 취급 부하에 저항하고 공기 역학을 향상시키기 위해 일부 타협이 이루어집니다.

알루미늄은 공기 중에서 자기 부동 태화되므로 산화 된 금속이 하부 금속을 부식으로부터 보호합니다. 즉, 알루미늄은 담수 나 공기에서 녹슬지 않습니다. 그러나, 알루미늄은 해수를 포함한 부동 태화 필름을 공격하는 용액에 의해 핏팅 부식에 취약하다. 이것은 해상 환경과 도로가 소금에 절인 겨울철에 문제가되므로 노출 된 알루미늄을 모두 덮어야합니다.

알루미늄 합금은 약 600C에서 녹으며 주조가 비교적 쉽습니다. 그러나, 고강도 용도는 단조 알루미늄을 선호하는데, 이는 바람직한 방향으로 입자를 정렬시킬 수 있기 때문이다. 알루미늄은 강철이나 티타늄보다 기계 가공이 훨씬 쉽고 열에 의해 크게 경화되지 않습니다. 많은 고품질의 현대식 알루미늄 프레임은 하이드로 포밍으로 만들어지며, 고압의 물은 알루미늄 튜브를 암 금형으로 만듭니다. 이 공정은 상당한 설계 자유를 허용하며, 알루미늄 튜브는 탄소보다 적은 범위에서 강철보다 더 자유로이 만들 수 있습니다.

알루미늄 합금은 종종 피로 한계가 없다고합니다. 이것은 충분히 높은 사이클 카운트에서 모든 부하가 결국 고장을 유발한다는 것을 의미합니다. 따라서, 알루미늄 프레임은 유한 한 유효 수명을 갖는 것으로 보여 질 수있다. 이는 피로 한계 미만의 하중에서 (실제로) 제한되지 않은 사이클 한계를 갖는 강철과 같은 재료와 대조적입니다. 이것은 전적으로 사실이 아니며, 알루미늄 합금은 최고 사이클 수 범위에서 피로 강도를 지정했습니다. 그러나 알루미늄의 피로 강도는 강철에 비해 잘 정의되어 있지 않습니다. 피로도는 어느 시점에서도 급격히 변하지 않기 때문입니다. 내 경험에 따르면 잘 설계된 알루미늄 프레임은 대부분의 사람들이 계속 사용하는 것보다 오래 지속됩니다. 내 일일 운전자는 20 살입니다. 대부분의 사람들은 (아직 독자는 아니지만) 자전거를 오래 소유하지 않습니다.

6061T6은 사이클링에 사용되는 가장 일반적인 알루미늄 합금 등급입니다. 널리 사용 가능하고 적당히 강하며 TIG로 용접하기 쉽습니다. 7075는 약 두 배나 강하지 만 용접 할 수 없으며 미세 균열에 취약합니다. 많은 자전거 제조업체는 사용하는 합금에 대해 자체 상표명을 가지고 있으며, 위와 동일하거나 다를 수 있습니다. 마그네슘 및 스칸듐과 같은 원소와 함께 많은 이종 합금이 존재합니다.

알루미늄 6061T6

• 밀도 : 2700 kg / m ^ 3
• 항복 강도 : 276 MPa
• 궁극의 힘 : 310 MPa
• 영률 : 69 GPa
• 수율에서 신장 : 0.4 %
• 신율 : 12 %
• 피로 한계 : 97 MPa
• 브리넬 경도 : 95

알루미늄 7075T6

• 밀도 : 2810 kg / m ^ 3
• 항복 강도 : 503 MPa
• 궁극의 힘 : 572 MPa
• 영률 : 72 GPa
• 수율에서 신장 : 0.7 %
• 신율 : 11 %
• 피로 한계 : 159 MPa
• 브리넬 경도 : 150

비교를 위해 :

4130 크로 몰리

• 밀도 : 7850 kg / m ^ 3
• 항복 강도 : 435 MPa
• 궁극의 힘 : 670 MPa
• 영률 : 205 GPa
• 수율에서 신장 : 0.2 %
• 신율 : 25.5 %
• 피로 한계 : 320 MPa
• 브리넬 경도 : 195

Ti6Al4V

• 밀도 : 4430 kg / m ^ 3
• 항복 강도 : 880 MPa
• 궁극의 힘 : 950 MPa
• 영률 : 114 GPa
• 수율에서 신율 : 0.8 %
• 신율 : 14 %
• 피로 한계 : 510 MPa
• 브리넬 경도 : 334

Toray T700S 탄소 섬유 (UD)

• 밀도 : 1800 kg / m ^ 3
• 궁극의 힘 : 2550 MPa
• 영률 : 230 GPa
• 파단 신율 : 1.7 %

레이놀즈 스틸

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레이놀즈 버 티드 튜빙은 1897 년에 처음으로 특허를 받았습니다.

레이놀즈 강에는 여러 가지 등급이 있습니다. 가장 일반적으로 알려진 것은 531 ( "5, 3, 1"로 발음 됨)로 1935 년에 처음 생산되었지만 더 이상 New Old Stock 외부 또는 특별 주문으로 구입할 수 없습니다. 이 강철은 Jaguar XKE 자동차 섀시에도 사용되었으며 27 개의 투르 드 프랑스 승리를 지원했습니다. 대체품은 520과 525이며 531과 비슷하지만 용접 할 수도 있습니다.

다른 코드와 그 의미와 사용법 753 (Reynolds의 인증 필요), 953, 725, 631, 853, 525를 나열하십시오 .

숫자 531은 작곡에서 이름을 얻습니다. 5 부 망간, 3 부 탄소 및 1 부 몰리브덴

장점

• 고급 스틸 튜브
• 건축과 매일 사용을위한 "용서하는"재료로 간주

단점

• 다양한 등급 이용 가능
• 열처리 요구 사항은 등급에 따라 다릅니다.
• 일부 재종은 프레임의 냉간 경화를 허용하지 않습니다
• 강철은 부식 문제를 겪을 수 있습니다

참고 문헌

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

https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_Cycle_Technology#Tubing_types 여기에서 큰 튜브 코드 목록.