Qual material é o quadro de bicicleta ideal: aço, alumínio, titânio ou carbono?
Aço, alumínio, titânio e fibra de carbono são os materiais mais comumente usados para quadros de bicicletas. Cada material tem suas vantagens e desvantagens. Só se pode dizer que aquele que mais lhe convém é o mais ideal.
Todos os metais utilizados nas bicicletas são ligas. Não existe ferro puro (o aço é uma mistura de ferro e carbono), alumínio puro, titânio puro para fazer a estrutura, a fibra de carbono é um pouco diferente.
Os revendedores de automóveis costumam referir-se ao uso de metais de qualidade aeroespacial - mas a realidade é que essas chamadas qualidades nada mais são do que certas qualidades que uma determinada liga deve atender, seja para uma aeronave ou para um quadro de bicicleta. Pode não haver diferença entre uma bicicleta que afirma ser feita de material de “nível militar” e outra que não o é.
Existem dois fatores principais que determinam o quadro de uma bicicleta: rigidez e resistência. Quanto maior a rigidez, menor a probabilidade de deformação, mas irá quebrar diretamente (a rigidez é geralmente determinada pelo módulo de Young, quanto maior o módulo de Young, menor a probabilidade de deformação). Tenacidade: A tenacidade é o oposto da rigidez em um material, um material tenaz é mais maleável e, portanto, deforma-se mais facilmente do que fratura. Por razões de segurança, é melhor que o quadro se deforme antes de quebrar, pois isso funciona como um aviso para os ciclistas que se aproximam.
aço
O aço é a mãe de todos os materiais de engenharia. É durável e barato de fazer, com estrutura de aço que absorve bem os choques e é fácil de consertar.
O aço é três vezes mais rígido que o alumínio e duas vezes mais rígido que o titânio.
Ao mesmo tempo, o aço enferruja facilmente, é claro, o aço inoxidável resolve em grande parte esse problema.
Devido à maior densidade (em comparação com outros materiais), o carro com estrutura de aço é mais pesado. Com a introdução do aço de ultra-alta resistência (UHS), o tubo de aço pode ficar mais fino. Em teoria, se o tubo for suficientemente fino,
É possível fabricar uma moldura que pesa aproximadamente o mesmo que a moldura mais leve da atualidade. No entanto, a durabilidade é muito prejudicada, pois este tubo de paredes finas é muito sujeito a amassados, danos e dobras. A montagem de tubos de paredes finas também é mais difícil de montar, e o calor gerado pela soldagem pode afetar o tratamento térmico e reduzir a resistência da área soldada.
alumínio
A rigidez do alumínio é apenas cerca de 1/3 da do aço.
O alumínio é mais leve que o aço, durável o suficiente para suas finalidades estruturais, muito funcional e, o mais importante, acessível.
Existem duas principais ligas de alumínio utilizadas na indústria de bicicletas - 6061 e 7005 (nomeadas de acordo com a composição da liga). Este último é relativamente mais barato. Como o 6061 é mais maleável, ele pode ser facilmente hidroformado na fabricação de quadros, e esse metal prontamente disponível e econômico é mais adequado para quadros de bicicletas básicos, mas também é usado em quadros de alto desempenho.
titânio
OBarra de titânio CP-70é metade da rigidez do aço.
A densidade da barra de titânio CP-70 é muito mais leve que a do alumínio, cerca de duas vezes a do alumínio e cerca de metade da do aço. Portanto, é mais como um compromisso entre alumínio e aço.
O titânio teve origem na indústria aeroespacial, onde é amplamente utilizado. A barra de titânio CP-70 é a liga mais amplamente usada, mas também existe o 6Al-4V de alto desempenho.
É muito resistente à abrasão e à corrosão, razão pela qual muitas vezes fica sem pintura.
O custo de refino e processamento é relativamente alto, por isso a maioria dos fabricantes não utiliza esse material extensivamente.
fibra de carbono
A fibra de carbono é um material compósito, que é um material composto por pelo menos dois materiais diferentes, geralmente com propriedades físicas e químicas diferentes.
Como a fibra de carbono é leve o suficiente, a rigidez do mesmo tamanho é três vezes maior que a do aço
A fibra de carbono pesa cerca de 1,55 g/cc, quase metade do peso do alumínio.
A fibra de carbono é um material “frágil”. Uma vez que o material falha, ele não pode mais ser utilizado, mas sua leveza e rigidez fazem dele o material de escolha para quadros de bicicletas, principalmente no ciclismo competitivo.
outros materiais
Embora fibra de carbono, titânio, aço e alumínio sejam de longe os materiais mais comumente usados para quadros de bicicletas, também existem algumas opções mais raras.
Escândio: A estrutura do escândio é na verdade uma liga de alumínio que contém uma pequena quantidade de escândio, além de outros metais. O teor de escândio pode aumentar a resistência do tubo de liga.
Magnésio: Algumas bicicletas e peças de bicicletas são feitas de ligas de magnésio, que são mais leves e mais fortes que o alumínio, mas menos rígidas. Teve seu apogeu no início da década de 1990, quando os quadros de bicicleta em magnésio Kirk Precision competiram no Tour de France.
Bambu: Por ser um material natural, os pilares também são utilizados para fazer bicicletários. As avaliações dos usuários parecem boas devido à boa absorção de choque, mas as bicicletas de bambu serão mais pesadas.
Linho: O linho também é usado como parte integrante dos quadros de bicicletas, muitas vezes em combinação com fibra de carbono, pois afirma-se que absorve melhor as vibrações do que apenas a fibra de carbono. Esta fibra é usada na série de bicicletas de resistência LOOK 765.
De todos os materiais, o aço é o que tem a mais longa tradição de utilização na fabricação de quadros de bicicletas. Resistiu ao “desafio” do alumínio no final do século 20 e início do século 21, mas agora enfrenta um desafio mais difícil da fibra de carbono.
