De belangrijkste rijervaringen zijn direct afhankelijk van de kwaliteit en geometrie van een frame. Een frame van lage kwaliteit zal veel meer buigen dan een frame van hoge kwaliteit; en ik verzeker je dat wanneer je met maximale snelheid een bocht afdaalt, je zeker het verschil tussen de twee kunt merken.Hieronder zullen we kijken naar wat het frame meer dan wat dan ook kenmerkt: het materiaal waarvan het is gemaakt. Koolstofvezel, aluminium, staal en titanium (of een combinatie daarvan) zijn de meest voorkomende. Het gebruikte materiaal biedt een reeks verschillende eigenschappen die de kosten, het comfort, het gewicht, de stijfheid, de sterkte en de duurzaamheid van elk frame kunnen beïnvloeden. Vaak is het echter niet alleen het gekozen materiaal, maar ook hoe het wordt gebruikt.Voordat we ingaan op de details van elk materiaal, is het goed om de belangrijkste factoren te identificeren waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen.
Gewicht
Je fiets moet sterk genoeg zijn om jou en eventueel extra gewicht dat je van plan bent mee te nemen (zijtas, diverse uitrusting, enz.) te dragen. Elk materiaal heeft verschillende eigenschappen, maar er is altijd een afweging tussen gewicht en sterkte. In feite zijn de sterkste materialen ook de zwaarste. Een beetje zoals het gezegde over het hebben van je taart en het ook opeten, moet je een compromis accepteren. Een ander aspect om te overwegen is hoe belangrijk het is om een lichte fiets te hebben. Als je op zoek bent naar maximale prestaties, moet je hier rekening mee houden.
Doel
Als je overweegt te racen, is een lichte maar stijve fiets ideaal. Omgekeerd, als je lange tochten of off-road avonturen plant die de mogelijkheid vereisen om uitrusting mee te nemen, dan is robuustheid een van je prioriteiten. Fietsen zijn ontworpen met verschillende kenmerken die verband houden met het type gebruik waarvoor ze zijn bedoeld; en om bepaalde eigenschappen te bereiken, moet een specifiek materiaal worden gebruikt.
Sterkte
Alle materialen slijten na verloop van tijd, maar sommige sneller dan andere. Staal, bijvoorbeeld, roest sneller dan aluminium als het niet wordt verzorgd. Koolstofvezel en titanium frames daarentegen hebben een optimale duurzaamheid in de tijd. Materialen zoals koolstof zijn echter minder bestand tegen schokken dan staal en aluminium.
Budget
Zeker de meest invloedrijke factor bij het kiezen van een fiets, en bijgevolg de materialen ervan. Over het algemeen vinden we van duurste naar goedkoopste titanium, koolstof, aluminium en staal. Zoals altijd moet men echter rekening houden met de afweging tussen kosten en gebruik.
Koolstof
Koolstofvezel is ongetwijfeld een uitzonderlijk materiaal voor het bouwen van fietsframes. Stijfheid, lichtheid, vervormbaarheid, hoge spanningsweerstand maken dat we momenteel in het zogenaamde koolstoftijdperk leven. Terwijl sommige materialen moeilijk te bewerken zijn, is koolstof gemakkelijk vormbaar en past het zich het beste aan de behoeften van de ontwerper aan. De mogelijkheid om vormen aan te passen en de manier waarop het materiaal wordt gebruikt, maken frames aerodynamisch, licht, stijf maar ook comfortabel.Koolstof werd in de vroege jaren '90 door fabrikanten geïntroduceerd nadat het eind jaren '80 op fietsen van professionele wielrenners was getest. Het materiaal werd gekozen vanwege zijn lichtheid in vergelijking met stalen frames en werd zo de eerste keuze. Aanvankelijk verhinderden de hoge kosten, de redelijke kwaliteit van de gebruikte koolstof en de productiemethoden de snelle massadistributie ervan. Tegenwoordig kan koolstofvezel in bijna alle componenten van een fiets worden verwerkt.Bij het praten over koolstoffietsen is het belangrijk te begrijpen dat het eindproduct bestaat uit twee elementen: de koolstofvezels en de hars die als lijm fungeert en de vezels bij elkaar houdt. De dikte van een enkele vezel kan sterk variëren, maar is altijd veel dunner dan een haar. Deze individuele koolstoffilamenten worden gebundeld in een "spoel", die wordt geweven tot vellen die op een stof lijken. De hars is vaak het zwakkere en stijvere deel, dus het doel is ervoor te zorgen dat de filamenten zo dicht mogelijk bij elkaar liggen. De koolstof die in fietsen wordt gebruikt, is vaak unidirectioneel, en daarom is de hoek waarop het wordt gelegd uiterst belangrijk. Het leggen onder een specifieke hoek creëert namelijk weerstand en stijfheid in de noodzakelijke richting. Als de kracht die op het frame wordt uitgeoefend bijvoorbeeld tegengesteld is aan de richting van de vezels, zijn ze sterk en resistent; terwijl als de vezels in een hoek zijn gerangschikt waarvoor ze de uitgeoefende kracht niet kunnen weerstaan, het frame zal buigen. Andere delen van het frame of simpelweg goedkopere koolstof frames kunnen geweven koolstofvezels gebruiken die min of meer dezelfde eigenschappen hebben in alle richtingen waarin ze zijn gelegd.Naast al deze technische details is het belangrijk te weten dat het type vezel het eindproduct verandert. De vezels kunnen sterk of stijf zijn of beide. Dus wanneer ingenieurs een frame moeten ontwerpen, moeten ze sterkere vezels gebruiken in gebieden waar de fiets meer kracht nodig heeft, zoals in de balhoofdbuis. In die positie moeten de vezels krachten absorberen om breuk te voorkomen. Andere delen van het frame moeten stijver zijn, zoals de trapasbehuizing. Op dat punt zullen high-end frames zeker stijvere vezels gebruiken in vergelijking met frames van een lager niveau.Fabrikanten beweren dat hun high-end frames ongeveer 400 vellen koolstof hebben. Het wijzigen van de prestaties van de fiets zal de complexe processen omvatten van het kiezen van de juiste koolstofvezel, versterkt met de beste hars, gerangschikt met de beste techniek en gericht op de beste manier. Het is echter nooit slechts een van deze factoren die de kwaliteit van een frame bepalen, maar ze moeten samen worden geanalyseerd.Als je van plan bent om meerdere kilometers in het zadel van je fiets af te leggen en je bent competitieve mensen die willen deelnemen aan wedstrijden, dan kun je niet zonder een koolstoffiets. Zoals al eerder vermeld, zijn de frames lichter en aerodynamischer dan frames in andere materialen. Dit stelt je in staat om zelfs lange beklimmingen aan te pakken zonder onnodig overgewicht mee te dragen. Alleen het essentiële!Koolstof frames, ondanks hun lichtheid, zijn ook zeer sterk en stijf. Stijfheid zal je dus in staat stellen om de kracht die op de pedalen wordt uitgeoefend optimaal om te zetten. Ten slotte zorgt koolstof ook voor een goed rijcomfort omdat het trillingen goed kan absorberen.Duidelijk varieert de kwaliteit van het frame afhankelijk van de kwaliteit van de koolstof en het type verwerking. Een koolstof frame van hoge kwaliteit garandeert alle voordelen waar we het net over hadden, terwijl een frame van lage kwaliteit mogelijk niet in elk aspect even goed presteert.Het nadeel van koolstof is dat sommige gebieden, als ze aan sterke stress worden onderworpen, bijvoorbeeld door een val, kunnen breken. Zodra de integriteit van de koolstof is aangetast, kan het frame extreem fragiel en gevaarlijk worden om te gebruiken. Op dat punt moet het worden vervangen of gerepareerd.Om kort samen te vatten:Voordelen: hoge stijfheid-gewichtsverhouding, uitstekende weerstand tegen temperaturen en corrosie, duurzaamheid.Nadelen: prijs, eenmaal beschadigd (gebroken) is het meestal onherstelbaar, meer uitgebreide en complexe productie.
Aluminium
Aluminium frames zijn misschien wel de meest voorkomende in de moderne fietsindustrie, ook omdat het een materiaal is dat veel wordt gebruikt voor componenten. Het is geen erg "dicht" materiaal, dus het kan worden gebruikt voor lichte structuren, waardoor het perfect is voor fietsen. Deze frames zijn relatief goedkoop te produceren, vooral in vergelijking met koolstof frames, waarvoor het ongeveer 14 keer langer duurt om te produceren.Zoals we al zeiden voor koolstofvezel, is aluminium beschikbaar in vele vormen en is het altijd gebonden met een kleine hoeveelheid andere metalen en mineralen toegevoegd. Ongeacht de keuze van materialen hebben enkele recente ontdekkingen in de sector een grotere aanpassing van het frameontwerp mogelijk gemaakt, met een daadwerkelijke verbetering van de rijervaring. Niet alleen kunnen de vormen van de buizen worden aangepast, maar ook de dikte kan worden gebalanceerd om structuren in sommige gebieden meer resistent en in andere lichter te maken, afhankelijk van de behoeften. In wezen wordt het midden van de buis uitgedund om gewicht te verminderen, terwijl meer weerstand wordt behouden nabij de lassen."Straight gauge" buizen variëren niet, inderdaad, in dikte, wat zorgt voor een uniforme weerstand door de hele buis (ten koste van het gewicht). De "single," "double," en "triple butted" hebben verschillende diktes die het frame in staat stellen om, op de punten waar de buis dikker is, meer weerstand te weerstaan; zonder te veel gewicht in het midden te hebben. De "single butted" zal één uiteinde dikker hebben dan de rest van de buis, terwijl de "double," intuïtief, beide uiteinden dikker zal hebben dan het midden. De "triple butted," daarentegen, zal twee dikteniveaus aan beide uiteinden hebben. De "single" wordt bijvoorbeeld gebruikt voor de zadelpenkraag, de "double" voor het trapasgebied en voor de balhoofdbuis. Aangezien diktemodulatie meer tijd in verwerking vereist, zullen goedkopere frames deze technologie niet gebruiken en zullen daarom "straight gauge" zijn.Aluminium buizen kunnen ook worden gevormd in een proces dat "hydrovormen" wordt genoemd; een manier om metalen te vormen met behulp van een mal en vloeistof. De aluminium buis wordt in een nauwkeurig gevormde mal geplaatst, en een hogedrukstraal zorgt ervoor dat de aluminium buis de gewenste vorm aanneemt. Deze techniek wordt vaak gebruikt om de vorm van de buizen te optimaliseren, zodat ze meer stijfheid krijgen zonder extra materiaal voor versterking te vereisen.Het wijzigen van het ontwerp van een frame kan helpen om een lichte fiets te bereiken die sterk en comfortabel is. Aluminium biedt een lage dichtheid en, voor dezelfde dikte, is niet zo sterk als staal, maar is lichter en veel meer bestand tegen corrosie.Aan de andere kant heeft aluminium een lagere weerstand in de tijd in vergelijking met koolstof. Als het goed gestructureerd en onderhouden is, kan aluminium ook een leven lang meegaan.Als je op zoek bent naar een fiets die voor altijd meegaat, dan is aluminium zeker iets voor jou. Zoals gezegd, is het licht maar zeer sterk als materiaal. Kinderfietsen zijn voornamelijk gebouwd in aluminium, om kostenredenen, maar ook om redenen van weerstand. Als je een beginner bent en je wilt verdiepen in de wereld van het fietsen, is aluminium zeker het beste materiaal om mee te beginnen. De juiste balans tussen lage prijs en goede prestaties.Om kort samen te vatten:Voordelen: kosten, gemakkelijker te produceren, hoge sterkte-gewichtsverhouding, corrosiebestendigheid.Nadelen: moeilijk te repareren, lagere weerstand in de tijd.
Staal
Tot ongeveer 1980 was staal de universele keuze voor fietsframes. Vervolgens namen eerst aluminium en daarna koolstof het over. Tegenwoordig wordt staal alleen gebruikt voor de productie van enkele niche "custom classic" fietsen.Er zijn twee verschillende soorten staal die in de fietsindustrie worden gebruikt: de eerste wordt "hi-ten" genoemd, omdat het veel elastischer is ("high tensile" = zeer elastisch) wordt het vaak gebruikt voor goedkopere fietsen. Het heeft een zeer lage sterkte-gewichtsverhouding, en om deze reden kiezen fabrikanten dit materiaal wanneer ze extreem economische stukken willen produceren. High-end stalen fietsen daarentegen worden gebouwd met het zogenaamde "chromoly" (ook bekend als "CroMo" van chroom en molybdeen), een staallegering die meer weerstand biedt in vergelijking met "hi-ten" en die kan worden gevormd om buizen te hebben die dunner of dikker worden, net als bij aluminium.Staal is economisch, duurzaam en resistent, gemakkelijk te repareren en vormbaar. In tegenstelling tot koolstof en aluminium zijn schade aan een stalen frame gemakkelijk te repareren en zelden in gevaar voor de veiligheid van het frame. In tegenstelling tot wat men zou verwachten, gezien zijn weerstand, stelt staal ook in staat om schokken te absorberen dankzij zijn elastische eigenschappen. Het nadeel is dat het gevoelig is voor oxidatie (roest), en in vergelijking met andere materialen is het zeker zwaarder."Touring" en mountainbikes zijn vaak gemaakt van staal dankzij de bekende duurzaamheid in de tijd. Dit materiaal is ook ideaal voor het dragen, naast het gewicht van de fietser, ook het gewicht van zijtassen en accessoires die door wandelaars worden gebruikt, zonder de prestaties van de fiets in gevaar te brengen. Staal wordt in de meeste gevallen gevonden in instapmodellen, kinderfietsen of vrijetijdsfietsen, waar gewicht, kortom, niet zo'n belangrijke factor is.Om kort samen te vatten:Voordelen: kosten en onderhoudsgemak, duurzaamheid, weerstandNadelen: gewicht, gevoelig voor oxidatie.
Titanium
Titanium deelt veel van de eigenschappen van staal, maar is lichter, meer bestand tegen oxidatie en is ongetwijfeld duurzamer in de tijd. Het nadeel is dat het veel duurder is om te produceren en veel meer uren werk vereist. Het produceren van een titanium fietsframe vereist specifieke vaardigheden. Zoals ook gebeurt voor staal en aluminium, is het titanium dat in frames wordt gebruikt in de vorm van een "legering", vaak samengesteld uit een percentage aluminium en vanadium.Titanium is nooit zo beroemd geworden als de concurrerende materialen, hoewel het tegelijkertijd op het toneel verscheen als aluminium en koolstofvezel, beide goedkoper en gemakkelijker te bewerken. Desalniettemin heeft titanium een betere verhouding in termen van stijfheid en gewicht, wat ertoe leidt dat het een schokbestendigheid heeft die vergelijkbaar is met koolstof en praktisch onverwoestbaar is. Bijna alle fabrikanten van titanium frames bieden een levenslange garantie op fabricagefouten.Om kort samen te vatten:Voordelen: weerstand, duurzaamheid, oxidatiebestendigheid, rijcomfort, gewicht.Nadelen: hoge kosten, moeilijkheid in productie.
