강철, 알루미늄, 티타늄 또는 탄소 중 이상적인 자전거 프레임 소재는 무엇입니까?
강철, 알루미늄, 티타늄, 탄소섬유는 자전거 프레임에 가장 일반적으로 사용되는 재료입니다. 각 재료에는 장점과 단점이 있습니다. 당신에게 맞는 것이 가장 이상적이라고 말할 수 있습니다.
자전거에 사용되는 모든 금속은 합금입니다. Ti-6AL-4V ELI 티타늄 바 등
자동차 딜러들은 종종 항공우주 등급 금속의 사용을 언급합니다. 그러나 현실은 이러한 소위 등급이 항공기용이든 자전거 프레임용이든 특정 합금이 충족해야 하는 특정 품질에 지나지 않는다는 것입니다. "군용 등급" 소재로 제작되었다고 주장하는 자전거와 그렇지 않은 자전거 사이에는 차이가 없을 수 있습니다.
자전거 프레임을 결정하는 두 가지 주요 요소는 강성과 견고성입니다. 강성이 클수록 변형될 가능성은 적지만 직접 파손됩니다(강성은 일반적으로 영률에 의해 결정되며 영률이 클수록 변형될 가능성은 적습니다.). 인성(toughness): 인성은 재료의 강성과 반대입니다. 단단한 재료는 가단성이 더 높기 때문에 파손보다 더 쉽게 변형됩니다. 안전상의 이유로 프레임이 파손되기 전에 변형되는 것이 가장 좋습니다. 이는 다가오는 라이더에게 경고 역할을 하기 때문입니다.
강철
강철은 모든 엔지니어링 재료의 어머니입니다. 충격 흡수가 잘되고 수리가 쉬운 철제 프레임을 사용하여 내구성이 뛰어나고 제작 비용이 저렴합니다.
강철은 알루미늄보다 3배, 티타늄보다 2배 더 단단합니다.
동시에 강철은 녹슬기 쉽습니다. 물론 스테인리스강은 이 문제를 상당 부분 해결합니다.
다른 재료에 비해 밀도가 높기 때문에 강철 프레임 자동차는 더 무겁습니다. 초고장력강(UHS)을 도입해 강관을 더 얇게 만들 수 있다. 이론적으로 파이프가 충분히 얇다면,
현재 가장 가벼운 프레임과 비슷한 무게의 프레임 제작이 가능합니다. 그러나 이 얇은 벽의 튜브는 찌그러짐, 손상 및 구부러짐이 매우 쉽기 때문에 내구성이 크게 저하됩니다. 벽이 얇은 튜브를 조립하는 것도 조립하기가 더 어렵고, 용접으로 인해 발생하는 열은 열처리에 영향을 미치고 용접 영역의 강도를 감소시킬 수 있습니다.
알류미늄
알루미늄의 강성은 강철의 약 1/3에 불과합니다.
알루미늄은 강철보다 가볍고, 구조적 목적에 비해 내구성이 뛰어나며, 매우 기능적이며, 가장 중요하게는 가격이 저렴합니다.
자전거 산업에서 사용되는 두 가지 주요 알루미늄 합금은 - 6061와 7005(합금 구성에 따라 명명됨)입니다. 후자는 상대적으로 저렴합니다. 6061은 가단성이 더 높기 때문에 프레임을 제조할 때 쉽게 하이드로포밍할 수 있으며, 쉽게 구할 수 있고 비용 효율적인 이 금속은 보급형 자전거 프레임에 더 적합하지만 고성능 프레임에도 사용됩니다.
티탄
티타늄의 강성은 강철의 절반입니다.
티타늄의 밀도는 알루미늄보다 훨씬 가볍고, 알루미늄의 약 2배, 강철의 약 절반입니다. 따라서 알루미늄과 강철의 절충안과 비슷합니다.
티타늄은 항공우주 산업에서 유래되었으며 널리 사용됩니다. 3Al-2.5V는 가장 널리 사용되는 합금이지만 성능은 더 높습니다.
마모와 부식에 매우 강하기 때문에 종종 도색되지 않은 상태로 방치됩니다.
정제 및 가공 비용이 상대적으로 높기 때문에 대부분의 제조업체에서는 이 재료를 광범위하게 사용하지 않습니다.
탄소섬유
탄소섬유는 복합재료로, 일반적으로 물리적, 화학적 특성이 서로 다른 두 가지 이상의 서로 다른 재료로 구성된 재료입니다.
탄소섬유는 충분히 가볍기 때문에 같은 크기라도 강성은 강철의 3배입니다.
탄소섬유의 무게는 약 1.55g/cc로 알루미늄의 절반에 가깝습니다.
탄소 섬유는 "깨지기 쉬운" 소재입니다. 재료가 손상되면 더 이상 사용할 수 없지만 가벼움과 견고성으로 인해 자전거 프레임, 특히 경쟁적인 사이클링에서 선택되는 재료입니다.
기타 재료
탄소 섬유, 티타늄, 강철 및 알루미늄은 자전거 프레임에 가장 일반적으로 사용되는 재료이지만 좀 더 희귀한 옵션도 있습니다.
스칸듐: 스칸듐 프레임은 실제로 소량의 스칸듐과 기타 금속을 포함하는 알루미늄 합금입니다. 스칸듐 함량은 합금 튜브의 강도를 증가시킬 수 있습니다.
마그네슘: 일부 자전거와 자전거 부품은 마그네슘 합금으로 만들어지는데, 이는 알루미늄보다 가볍고 강하지만 덜 단단합니다. Kirk Precision 마그네슘 자전거 프레임이 투르 드 프랑스에서 경쟁했던 1990년대 초에 전성기를 맞이했습니다.
대나무: 천연 소재인 기둥은 자전거 거치대를 만드는 데에도 사용됩니다. 충격 흡수가 좋아서 사용 후기가 좋은 것 같은데, 대나무 자전거는 무거울 것 같아요.
리넨: 리넨은 탄소 섬유 단독보다 진동을 더 잘 흡수한다고 주장되기 때문에 종종 탄소 섬유와 결합하여 자전거 프레임의 필수 부분으로도 사용됩니다. 이 섬유는 LOOK 765 지구력 자전거 시리즈에 사용됩니다.
모든 재료 중에서 강철은 자전거 프레임 제조에 사용되는 가장 오랜 전통을 가지고 있습니다. 20세기 말과 21세기 초에는 알루미늄의 '도전'을 견뎌냈지만, 이제는 탄소섬유의 더 어려운 도전에 직면해 있습니다.
