المادة المناسبة لإطارك

The right material for your frame - Bikeroom

تعتمد الأحاسيس الرئيسية أثناء الركوب بشكل مباشر على جودة وهندسة الإطار. يميل الإطار الكربوني منخفض الجودة إلى الانحناء أكثر بكثير من الإطار الكربوني عالي الجودة؛ وأؤكد لك أنه عندما تنحدر بأقصى سرعة حول منعطف، يمكنك بالتأكيد ملاحظة الفرق بين الاثنين. سننظر أدناه في ما يميز الإطار أكثر من أي شيء آخر: المادة التي تم بناؤه منها. الألياف الكربونية، الألومنيوم، الفولاذ، والتيتانيوم (أو مزيج منها) هي الأكثر شيوعًا. تقدم المادة المستخدمة مجموعة من الخصائص المختلفة التي يمكن أن تغير التكلفة والراحة والوزن والصلابة والقوة والمتانة لكل إطار. ومع ذلك، غالبًا ما لا يكون الأمر متعلقًا فقط بالمادة المختارة ولكن أيضًا بكيفية استخدامها. قبل الدخول في تفاصيل كل مادة، من الجيد تحديد العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند الاختيار.

الوزن

يجب أن تكون دراجتك قوية بما يكفي لتحملك وأي وزن إضافي تخطط لحمله (حقيبة جانبية، معدات متنوعة، إلخ). لكل مادة خصائص مختلفة، ولكن هناك دائمًا توازن بين الوزن والقوة. في الواقع، المواد الأقوى هي أيضًا الأثقل. مثل القول المأثور عن الحصول على الكعكة وأكلها أيضًا، عليك قبول التنازل. جانب آخر يجب مراعاته هو مدى أهمية الحصول على دراجة خفيفة الوزن. إذا كنت تبحث عن الأداء الأقصى، فسيتعين عليك أخذ ذلك في الاعتبار.

الغرض

إذا كنت تفكر في السباق، فإن الدراجة الخفيفة ولكن الصلبة هي المثالية. على العكس من ذلك، إذا كنت تخطط لجولات طويلة أو مغامرات خارج الطريق تتطلب القدرة على حمل المعدات، فإن المتانة هي واحدة من أولوياتك. يتم تصميم الدراجات بميزات مختلفة تتعلق بنوع الاستخدام الذي تم تصميمها من أجله؛ ولتحقيق خصائص معينة، يجب استخدام مادة محددة.

القوة

كل المواد تتآكل بمرور الوقت، ولكن بعضها أسرع من الأخرى. الفولاذ، على سبيل المثال، إذا لم يتم العناية به، يصدأ أسرع من الألومنيوم. من ناحية أخرى، تتمتع إطارات الألياف الكربونية والتيتانيوم بمتانة مثالية بمرور الوقت. ومع ذلك، فإن المواد مثل الكربون أقل مقاومة للصدمات من الفولاذ والألومنيوم.

الميزانية

بالتأكيد العامل الأكثر تأثيرًا في اختيار الدراجة، وبالتالي موادها. بشكل عام، من الأغلى إلى الأقل تكلفة نجد التيتانيوم، الكربون، الألومنيوم، والفولاذ. كما هو الحال دائمًا، يجب مراعاة التوازن بين التكلفة والاستخدام.

الكربون

الألياف الكربونية هي بلا شك مادة استثنائية لبناء إطارات الدراجات. الصلابة، الخفة، القابلية للتشكيل، المقاومة العالية للإجهاد تجعلنا نعيش حاليًا في ما يسمى بعصر الكربون. بينما بعض المواد يصعب العمل بها، فإن الكربون سهل التشكيل ويتكيف بشكل أفضل مع احتياجات المصمم. القدرة على تخصيص الأشكال والطريقة التي يتم بها استخدام المادة تجعل الإطارات ديناميكية هوائية، خفيفة، صلبة ولكنها أيضًا مريحة. تم تقديم الكربون من قبل الشركات المصنعة في أوائل التسعينيات بعد أن تم اختباره على دراجات الدراجين المحترفين في أواخر الثمانينيات. تم اختيار المادة لخفتها مقارنة بإطارات الفولاذ وبالتالي أصبحت الخيار الأول. في البداية، منعت تكلفتها العالية، وجودة الكربون المستخدمة، وطرق التصنيع توزيعها السريع على نطاق واسع. اليوم، يمكن دمج الألياف الكربونية في جميع مكونات الدراجة تقريبًا. عند الحديث عن دراجات الكربون، من المهم أن نفهم أن المنتج النهائي يتكون من عنصرين: الألياف الكربونية والراتنج الذي يعمل مثل الغراء ويمسك الألياف معًا. يمكن أن يختلف سمك الألياف الفردية بشكل كبير ولكنه دائمًا أرق بكثير من خصلة الشعر. يتم تجميع هذه الخيوط الكربونية الفردية في "بكرة"، والتي يتم نسجها في صفائح تشبه القماش. غالبًا ما يكون الراتنج هو الجزء الأضعف والأكثر صلابة، لذا فإن الهدف هو التأكد من أن الخيوط قريبة من بعضها قدر الإمكان. غالبًا ما يكون الكربون المستخدم في الدراجات أحادي الاتجاه، وبالتالي فإن الزاوية التي يتم وضعه بها مهمة للغاية. في الواقع، يؤدي الوضع بزاوية معينة إلى خلق مقاومة وصلابة في الاتجاه الضروري. على سبيل المثال، إذا كانت القوة المطبقة على الإطار معاكسة لاتجاه وضع الألياف، فإنها تكون قوية ومقاومة؛ بينما إذا تم ترتيب الألياف بزاوية لا يمكنها معارضة القوة المطبقة، فإن الإطار سينحني. قد تستخدم أجزاء أخرى من الإطار أو ببساطة إطارات الكربون الأرخص ألياف كربونية منسوجة لها خصائص متشابهة في جميع الاتجاهات التي يتم وضعها بها. بعيدًا عن كل هذه التفاصيل الفنية، من المهم معرفة أن نوع الألياف يغير المنتج النهائي. يمكن أن تكون الألياف قوية أو صلبة أو كلاهما. لذلك عندما يتعين على المهندسين تصميم إطار، يجب عليهم استخدام ألياف أقوى في المناطق التي تتطلب فيها الدراجة مزيدًا من القوة، مثل أنبوب الرأس. في هذا الموضع، تحتاج الألياف إلى امتصاص القوى لمنع الكسر. تحتاج مناطق أخرى من الإطار إلى أن تكون أكثر صلابة، مثل قشرة الدعامة السفلية. في تلك النقطة، ستستخدم الإطارات عالية الجودة بالتأكيد أليافًا أكثر صلابة مقارنة بالإطارات ذات المستوى الأدنى. يدعي المصنعون أن إطاراتهم عالية الجودة تحتوي على حوالي 400 ورقة من الكربون. سيتضمن تعديل أداء الدراجة العمليات المعقدة لاختيار الألياف الكربونية المناسبة، المدعومة بأفضل راتنج، مرتبة بأفضل تقنية، وموجهة بأفضل طريقة. ومع ذلك، لا يكون أبدًا مجرد واحد من هذه العوامل هو الذي يحدد جودة الإطار، بل يجب تحليلها معًا. إذا كنت تنوي قطع عدة كيلومترات على سرج دراجتك وأنت شخص تنافسي يريد الاقتراب من المنافسات، فلا يمكنك الاستغناء عن دراجة كربونية. كما ذكرنا سابقًا، الإطارات أخف وزنًا وأكثر ديناميكية هوائية من الإطارات المصنوعة من مواد أخرى. سيسمح لك ذلك بمواجهة حتى الصعود الطويل دون حمل وزن زائد غير ضروري. فقط الأساسيات! إطارات الكربون، على الرغم من خفتها، قوية جدًا وصلبة أيضًا. ستسمح لك الصلابة بتحويل القوة المعبّر عنها على الدواسات بأفضل طريقة. أخيرًا، يضمن الكربون أيضًا راحة جيدة أثناء الركوب لأنه يتمكن من امتصاص الاهتزازات بشكل جيد. من الواضح أن جودة الإطار تختلف اعتمادًا على جودة الكربون ونوع المعالجة. سيضمن الإطار الكربوني عالي الجودة جميع الفوائد التي تحدثنا عنها للتو، بينما قد لا يكون الإطار منخفض الجودة بنفس الأداء في كل جانب. الجانب السلبي للكربون هو أن بعض المناطق، إذا تعرضت لإجهاد قوي، ناتج على سبيل المثال عن سقوط، قد تنكسر. بمجرد أن تتعرض سلامة الكربون للخطر، يمكن أن يصبح الإطار هشًا للغاية وخطيرًا للاستخدام. في تلك النقطة، يحتاج إلى استبدال أو إصلاح. لتلخيص بإيجاز: الإيجابيات: نسبة عالية من الصلابة إلى الوزن، مقاومة ممتازة للحرارة والتآكل، المتانة. السلبيات: السعر، بمجرد تلفه (تشقق)، في معظم الأحيان لا يمكن إصلاحه، إنتاج أكثر تعقيدًا وتعقيدًا.

الألومنيوم

إطارات الألومنيوم ربما تكون الأكثر شيوعًا في صناعة الدراجات الحديثة، أيضًا لأنه مادة مستخدمة على نطاق واسع للمكونات. إنه ليس مادة "كثيفة" جدًا، لذا يمكن استخدامها للهياكل الخفيفة، مما يجعلها مثالية للدراجات. هذه الإطارات رخيصة نسبيًا في الإنتاج، خاصة عند مقارنتها بإطارات الكربون، التي تستغرق حوالي 14 مرة أطول في الإنتاج. كما قلنا بالفعل عن الألياف الكربونية، يتوفر الألومنيوم في العديد من الأشكال ودائمًا ما يكون مرتبطًا بكمية صغيرة من المعادن والمعادن الأخرى المضافة. بغض النظر عن اختيار المواد، سمحت بعض الاكتشافات الحديثة في القطاع بتخصيص أكبر لتصميم الإطار، مع تحسين فعلي في جودة الركوب. لا يمكن فقط تعديل أشكال الأنابيب، ولكن يمكن أيضًا موازنة السمك للحصول على هياكل في بعض المناطق أكثر مقاومة وفي مناطق أخرى أخف، وفقًا للاحتياجات. بشكل أساسي، يتم ترقيق مركز الأنبوب لتقليل الوزن، بينما يتم الحفاظ على المزيد من المقاومة بالقرب من اللحامات. الأنابيب "ذات السمك المستقيم" لا تختلف، في الواقع، في السمك مما يضمن مقاومة موحدة في جميع أنحاء الأنبوب (على حساب الوزن). الأنابيب "ذات السمك الفردي"، "المزدوج"، و"الثلاثي" لها سماكات مختلفة تسمح للإطار بتحمل، في النقاط التي يكون فيها الأنبوب أكثر سمكًا، مقاومة أكبر؛ دون وجود، بالتالي، وزن زائد في المركز. سيكون للأنبوب "ذو السمك الفردي" نهاية واحدة أكثر سمكًا من بقية الأنبوب، بينما سيكون للأنبوب "المزدوج"، بشكل بديهي، نهايتان أكثر سمكًا من المركز. أما الأنبوب "الثلاثي"، فسيكون له مستويان من السماكة في كلا النهايتين. يتم استخدام "الفردي" على سبيل المثال لطوق المقعد، و"المزدوج" لمنطقة الدعامة السفلية ولأنبوب الرأس. نظرًا لأن تعديل السماكة يتطلب وقتًا أطول في المعالجة، فإن الإطارات الأرخص لن تستخدم هذه التقنية وبالتالي ستكون "ذات السمك المستقيم". يمكن أيضًا تشكيل أنابيب الألومنيوم في عملية تسمى "التشكيل الهيدروليكي"؛ وهي طريقة لتشكيل المعادن باستخدام قالب وسائل. يتم وضع أنبوب الألومنيوم في قالب ذو شكل دقيق، ويجعل نفاثة عالية الضغط أنبوب الألومنيوم يتخذ الشكل المطلوب. تُستخدم هذه التقنية بشكل شائع لتحسين شكل الأنابيب بحيث تكتسب المزيد من الصلابة، دون الحاجة إلى مواد إضافية للتعزيز. يمكن أن يساعد تعديل تصميم الإطار في تحقيق دراجة خفيفة وقوية ومريحة. يسمح الألومنيوم بكثافة منخفضة، وللسمك نفسه، ليس قويًا مثل الفولاذ ولكنه أخف بكثير وأكثر مقاومة للتآكل. على الجانب السلبي، الألومنيوم لديه مقاومة أقل بمرور الوقت مقارنة بالكربون. إذا تم هيكلته وصيانته بشكل صحيح، يمكن أن يدوم الألومنيوم أيضًا مدى الحياة. إذا كنت تبحث عن دراجة تدوم إلى الأبد، فإن الألومنيوم بالتأكيد يناسبك. كما قيل، إنه خفيف ولكنه قوي جدًا كمادة. تُبنى دراجات الأطفال بشكل رئيسي من الألومنيوم، لأسباب تتعلق بالتكلفة، ولكن أيضًا لأسباب تتعلق بالمقاومة. إذا كنت مبتدئًا وترغب في التعمق في عالم ركوب الدراجات، فإن الألومنيوم هو بالتأكيد أفضل مادة للبدء بها. التوازن الصحيح بين السعر المنخفض والأداء الجيد. لتلخيص بإيجاز: الإيجابيات: التكلفة، أسهل في الإنتاج، نسبة عالية من القوة إلى الوزن، مقاومة التآكل. السلبيات: صعوبة في الإصلاح، مقاومة أقل بمرور الوقت.

الفولاذ

حتى حوالي عام 1980، كان الفولاذ هو الخيار العالمي لإطارات الدراجات. بعد ذلك، سيطر الألومنيوم أولاً، ثم الكربون. اليوم، يُستخدم الفولاذ فقط لإنتاج عدد قليل من الدراجات "الكلاسيكية المخصصة" المتخصصة. هناك نوعان مختلفان من الفولاذ المستخدم في صناعة الدراجات: الأول يسمى "هاي تين"، كونه أكثر مرونة ("عالي الشد" = مرونة عالية) يُستخدم غالبًا للدراجات الأرخص. لديه نسبة منخفضة جدًا من القوة إلى الوزن، ولهذا السبب تختار شركات التصنيع هذه المادة عندما تريد إنتاج قطع اقتصادية للغاية. من ناحية أخرى، تُبنى الدراجات الفولاذية عالية الجودة بما يسمى "كرومولي" (المعروف أيضًا باسم "كرو مو" من الكروم والموليبدينوم)، وهو سبيكة فولاذية تقدم مقاومة أكبر مقارنة بـ "هاي تين" ويمكن تشكيلها للحصول على أنابيب رقيقة أو سميكة، تمامًا كما هو الحال مع الألومنيوم. الفولاذ اقتصادي، متين ومقاوم، سهل الإصلاح والتشكيل. على عكس الكربون والألومنيوم، يمكن إصلاح الأضرار على إطار الفولاذ بسهولة ونادرًا ما تعرض سلامة الإطار للخطر. على عكس ما قد يتوقعه المرء، نظرًا لمقاومته، يسمح الفولاذ أيضًا بامتصاص الصدمات بفضل خصائصه المرنة. الجانب السلبي هو أنه عرضة للأكسدة (الصدأ)، وبالمقارنة مع المواد الأخرى، فهو بالتأكيد أثقل. غالبًا ما تُصنع دراجات "التجوال" والدراجات الجبلية من الفولاذ بفضل متانتها المعروفة بمرور الوقت. هذه المادة مثالية أيضًا لحمل، بالإضافة إلى وزن الدراج، وزن الحقائب الجانبية والإكسسوارات المستخدمة من قبل المتنزهين، دون التأثير على أداء الدراجة. يُوجد الفولاذ في معظم الحالات في الدراجات ذات المستوى المبتدئ، دراجات الأطفال، أو دراجات الترفيه، حيث الوزن، باختصار، ليس عاملًا مهمًا جدًا. لتلخيص بإيجاز: الإيجابيات: التكلفة وسهولة الصيانة، المتانة، المقاومة السلبيات: الوزن، عرضة للأكسدة.

التيتانيوم

يشارك التيتانيوم العديد من خصائص الفولاذ ولكنه أخف، وأكثر مقاومة للأكسدة، وبلا شك أكثر متانة بمرور الوقت. الجانب السلبي هو أنه أكثر تكلفة بكثير في الإنتاج ويتطلب ساعات عمل أكثر بكثير. يتطلب إنتاج إطار دراجة من التيتانيوم مهارات محددة. كما يحدث أيضًا للفولاذ والألومنيوم، يُستخدم التيتانيوم في الإطارات في شكل "سبيكة"، غالبًا ما تتكون من نسبة من الألومنيوم والفاناديوم. لم يصبح التيتانيوم مشهورًا أبدًا مثل المواد المنافسة، على الرغم من أنه ظهر في نفس الوقت مع الألومنيوم والألياف الكربونية، وكلاهما أرخص وأسهل في العمل به. ومع ذلك، يتمتع التيتانيوم بنسبة أفضل من حيث الصلابة والوزن، مما يجعله يتمتع بمقاومة للصدمات مشابهة للكربون وهو غير قابل للتدمير تقريبًا. تقدم جميع الشركات المصنعة تقريبًا لإطارات التيتانيوم ضمانًا مدى الحياة على عيوب التصنيع. لتلخيص بإيجاز: الإيجابيات: المقاومة، المتانة، مقاومة الأكسدة، جودة الركوب، الوزن. السلبيات: التكاليف العالية، صعوبة الإنتاج.