Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του πλαισίου ποδηλάτου τιτανίου σε σύγκριση με άλλα κουφώματα;

Επί του παρόντος, ο χάλυβας είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο και μακροχρόνιο χρησιμοποιούμενο υλικό στη βιομηχανία κατασκευής ποδηλάτων. Η τεχνολογία των χαλύβδινων κουφωμάτων είναι αρκετά ώριμη. Μέσω της βελτιστοποίησης της σύνθεσης, της προηγμένης διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας και της τεχνολογίας επεξεργασίας, το τοίχωμα του σωλήνα του χαλύβδινου σωλήνα μπορεί να φτάσει στο ιδανικό πάχος υπό την προϋπόθεση της εξασφάλισης απόδοσης. Τα πλεονεκτήματα των χαλύβδινων κουφωμάτων είναι (1) η καλή απόδοση επεξεργασίας και η ώριμη τεχνολογία. Το ατσάλινο πλαίσιο είναι το πλαίσιο με τη μεγαλύτερη ιστορία έρευνας και η τεχνολογία του από όλες τις απόψεις είναι καλύτερη από άλλα υλικά. Επομένως, υπάρχουν σχετικά λίγες δυσκολίες στο σχεδιασμό και την κατασκευή. (2) Καλή απόδοση συγκόλλησης. Σε σύγκριση με το τιτάνιο, το αλουμίνιο και άλλα υλικά ελαφρού κράματος, η συγκόλληση χάλυβα έχει σχετικά χαμηλές απαιτήσεις για προστατευτική ατμόσφαιρα. Μετά τη συγκόλληση, δεν είναι γενικά απαραίτητο να εξαλειφθούν τα ελαττώματα στη διαδικασία συγκόλλησης μέσω θερμικής επεξεργασίας, η οποία μειώνει την επένδυση σε εξοπλισμό. (3) Καλή απόδοση απορρόφησης κραδασμών. (4) Πλεονέκτημα τιμής: σε σύγκριση με άλλα υλικά, τα υλικά χάλυβα έχουν ακλόνητο πλεονέκτημα κόστους όσον αφορά την ποσότητα του κατασκευαστή, την ποσότητα του προϊόντος, την τεχνολογία επεξεργασίας και το εύρος εφαρμογής. Μειονεκτήματα του χαλύβδινου σκελετού: (1) εύκολο να σκουριάσει. Ο χαλύβδινος σωλήνας με το λεπτό τοίχωμα χρησιμοποιείται στην τρέχουσα εφαρμογή. Εάν δεν εφαρμοστεί η αντιδιαβρωτική επεξεργασία επιφάνειας, η διάβρωση θα είναι μικρή χρονικά και η επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες του πλαισίου θα είναι επίσης πολύ μεγάλη. Επομένως, πρέπει να ληφθεί υπόψη η αντιδιαβρωτική επεξεργασία του χαλύβδινου πλαισίου πριν από την παράδοση. (2) Κόπωση μετάλλων που προκαλείται από συγκέντρωση στρες. Η επίδραση αυτού του παράγοντα έγκειται κυρίως στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα συγκόλλησης. Η παραμένουσα τάση και ο διαχωρισμός των εξαρτημάτων που παράγονται κατά τη διαδικασία συγκόλλησης θα επηρεάσουν τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού σε κάποιο βαθμό. Επιπλέον, εάν εισέλθουν ακαθαρσίες στη συγκόλληση κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης, θα εμφανιστεί συγκέντρωση τάσης γύρω από τις ακαθαρσίες. (3) Βάρος πλαισίου. Παρόλο που το βάρος του χαλύβδινου σκελετού μειώνεται και το πάχος του τοιχώματος του χαλύβδινου σωλήνα που χρησιμοποιείται ως πλαίσιο σχεδόν φτάνει στο όριο, υπάρχει ακόμα ένα κενό μεταξύ του χαλύβδινου πλαισίου και ορισμένων ελαφρών πλαισίων (ειδικά πλαισίων από ανθρακονήματα) στην εφαρμογή πεδίο.

Το ίδιο το αλουμίνιο έχει τα πλεονεκτήματα της χαμηλής πυκνότητας, της καλής πλαστικότητας, της αντοχής στη διάβρωση και ούτω καθεξής. Μετά την κράμα με άλλα μέταλλα, οι μηχανικές ιδιότητες θα βελτιωθούν σημαντικά. Τα περισσότερα κράματα αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στα ποδήλατα είναι της σειράς 6000 (Al-Mg-Si) και της σειράς 7000 (Al-Zn-Mg-Cu). Τα υλικά αλουμινίου συνήθως θερμαίνονται πριν από τη χρήση για να βελτιωθεί η απόδοσή τους για να καλύψουν τις ανάγκες πρακτικών εφαρμογών. Πλεονεκτήματα του πλαισίου από κράμα αλουμινίου: (1) Μπορεί να γίνει ελαφρύ πλαίσιο. (2) Καλή αντοχή στη διάβρωση σε ατμοσφαιρικά περιβάλλοντα. Το ίδιο το αλουμίνιο είναι ένα μέταλλο που διαβρώνεται εύκολα. Θα οξειδωθεί αμέσως όταν τοποθετηθεί στον αέρα και θα σχηματίσει ένα πολύ λεπτό φιλμ οξειδίου. Ωστόσο, όταν αυτό το στρώμα μεμβράνης οξειδίου συσσωρευτεί σε κάποιο βαθμό, θα προστατεύσει το σώμα από περαιτέρω διάβρωση. Μειονεκτήματα του πλαισίου από κράμα αλουμινίου: (1) Το μέτρο ελαστικότητας και η ακαμψία του αλουμινίου είναι χαμηλά. Γενικά, μέθοδοι όπως η μεγέθυνση της εξωτερικής διαμέτρου του σωλήνα, η χρήση επίπεδου σωλήνα ή η θερμική επεξεργασία στον σωλήνα αλουμινίου υιοθετούνται για την ελαχιστοποίηση της επίδρασης του χαμηλότερου μέτρου ελαστικότητας στην απόδοση του πλαισίου και την προσαρμογή στην αλλαγή της τάσης κατά τη χρήση. (2) Απαιτείται θερμική επεξεργασία. Τα περισσότερα κράματα αλουμινίου πρέπει να υποβληθούν σε θερμική επεξεργασία πριν από τη χρήση (εκτός από τον σωλήνα από κράμα αλουμινίου 7075), διαφορετικά, η αντοχή είναι δύσκολο να καλύψει τις απαιτήσεις και η αγορά εξοπλισμού θερμικής επεξεργασίας θα οδηγήσει σε αυξημένο κόστος παραγωγής σε κάποιο βαθμό.

Το υλικό CFRP σημαίνει ότι η ίνα άνθρακα προστίθεται στη μήτρα της ρητίνης ως ενισχυτική φάση για να σχηματιστεί ένα σύνθετο υλικό. Λόγω της ανισοτροπίας των ινών άνθρακα, η διάταξη και η επικαλυπτόμενη κατεύθυνση των ινών άνθρακα θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη σύνθετη διαδικασία. Σε σύγκριση με άλλα υλικά, τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: (1) υψηλή αντοχή και ελαφρύ. Η αντοχή σε εφελκυσμό των ινών άνθρακα είναι υψηλότερη από αυτή του χάλυβα, αλλά η πυκνότητα του σύνθετου υλικού είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του κράματος αλουμινίου. Τέτοιες ιδιότητες αναμένονται αναμφίβολα τόσο από τους κατασκευαστές όσο και από τους χρήστες. (2) Καλή απορρόφηση κραδασμών. Με την εξαιρετική του απόδοση στην απορρόφηση των κραδασμών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ποδηλάτων χωρίς αμορτισέρ. (3) Ολοκληρωμένη χύτευση. Η βασική μέθοδος διαμόρφωσης ενός πλαισίου CFRP είναι να χύνεται η ρητίνη στο καλούπι που έχει στρωθεί με ανθρακονήματα για ενσωματωμένη διαμόρφωση, επομένως δεν λαμβάνεται υπόψη η σύνδεση μεταξύ των πλαισίων. Μειονεκτήματα του πλαισίου από ανθρακονήματα: (1) Πολύπλοκος υπολογισμός τάσης. Η αντοχή στη διάτμηση των ινών άνθρακα δεν είναι πολύ καλή. Ως εκ τούτου, κατά την επεξεργασία θα πρέπει να πραγματοποιούνται πολύπλοκοι υπολογισμοί τάσεων και οι ίνες άνθρακα θα πρέπει να διατάσσονται σύμφωνα με τα αποτελέσματα, προκειμένου να επιτευχθεί ένας καλός συνδυασμός ιδιοτήτων. (2) Το μέγεθος δεν μπορεί να αλλάξει μετά την επεξεργασία και τη χύτευση και μπορεί να παραχθεί μόνο το αντίστοιχο μοντέλο του καλουπιού. Κάθε φορά που αναπτύσσεται ένα νέο μοντέλο, πρέπει να σχεδιάζεται και να κατασκευάζεται ένα άλλο καλούπι. (3) Γήρανση της μήτρας ρητίνης. (4) Η τιμή είναι υψηλή.

Το κράμα τιτανίου είναι ένα υλικό υψηλής απόδοσης που χρησιμοποιείται σε αεροδιαστημικά προϊόντα και έχει εξαιρετικές ιδιότητες μεταλλικού υλικού. Σήμερα αναγνωρίζεται διεθνώς ως το πιο προηγμένο και ιδανικό υλικό για την παραγωγή ποδηλάτων υψηλής ποιότητας για διάφορους αθλητικούς και ψυχαγωγικούς σκοπούς. Τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά του κράματος τιτανίου είναι το ελαφρύ, η υψηλή αντοχή, η καλή ελαστικότητα, η αντοχή στην κρούση, η καλή απόδοση κόπωσης, η αντοχή στη διάβρωση και ποτέ η σκουριά. Τα ποδήλατα, ειδικά τα αγωνιστικά αυτοκίνητα, απαιτούν μικρό βάρος, καλή ακαμψία και καλή απόδοση κρούσης. Το μικρό βάρος μπορεί να βελτιώσει την ταχύτητα και να μειώσει τη φυσική κατανάλωση κατά τη διάρκεια αθλημάτων μεγάλων αποστάσεων. Το πλαίσιο ποδηλάτου με καλή ακαμψία συμβάλλει στη μετατροπή της κινητήριας δύναμης και βελτιώνει την απόδοση χειρισμού. Το πλαίσιο ποδηλάτου με καλή απορρόφηση κρούσεων μπορεί να μειώσει καλύτερα την πρόσκρουση από το δρόμο, μειώνοντας έτσι την κούραση του οδηγού. Πλεονεκτήματα του πλαισίου τιτανίου: (1) χαμηλή πυκνότητα και υψηλή ειδική αντοχή. Το βάρος του κράματος τιτανίου είναι μόνο το 50 τοις εκατό αυτού του χάλυβα και η αναλογία αντοχής προς βάρος είναι 28,4 τοις εκατό υψηλότερη από εκείνη του χάλυβα χρωμίου-μολυβδαινίου. Το όριο κόπωσης του κράματος τιτανίου είναι διπλάσιο από αυτό του χάλυβα, και τα ποδήλατα από κράμα αλουμινίου δεν μπορούν να συγκριθούν με τα πλαίσια ποδηλάτων από κράμα τιτανίου από αυτή την άποψη μετά από μεγάλο χρονικό διάστημα χρήσης. Ως υλικό από κράμα τιτανίου υψηλής αντοχής και χαμηλής πυκνότητας που εφαρμόζεται σε κουφώματα ποδηλάτων, όχι μόνο θα κάνει τους σκελετούς ποδηλάτων ελαφρύ και ισχυρό, αλλά και θα κάνει τους σκελετούς ποδηλάτων πιο ανθεκτικούς. (2) Χωρίς σκουριά. Το τιτάνιο δεν θα διαβρωθεί στο γενικό περιβάλλον, επομένως όταν χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό, δεν απαιτείται πρόσθετη αντιδιαβρωτική επεξεργασία.