Aluminium.

Aluminium legeringen hebben een revolutionaire impact gehad op de fietsindustrie, vooral met de opkomst van mountainbikes uit Amerika. Deze legeringen hebben echter niet alleen te maken met hun lichte gewicht, maar ook met hun unieke eigenschappen die fietsframes sterk en stijf maken. Laten we eens dieper ingaan op de rol van aluminiumlegeringen in de fietsproductie.

Voordelen van Aluminiumlegeringen

Aluminiumlegeringen blinken uit in de mogelijkheid om oversized fietsbuizen te creëren. In vergelijking met staal kunnen aluminiumbuizen met dezelfde diameter drie keer zo dik zijn en toch dezelfde sterkte en stijfheid bieden. Dit heeft geleid tot de constructie van mountainbikeframes met oversized buizen van aluminiumlegeringen, waardoor de voordelen van deze materialen optimaal worden benut.

Toevoegingen voor Verbeterde Prestaties

De sterkte van aluminiumlegeringen kan verder worden verbeterd door toevoeging van legeringselementen zoals koper, magnesium en zink. Deze elementen verhogen de weerstand tegen buigen en breken. Binnen de aluminiumlegeringen zijn er diverse series, elk met specifieke sterkte- en gewichtskenmerken. Legeringen in de AA7000-serie en AA2000-serie bieden de hoogste sterkte.

Precipitatieharding

Een essentieel proces om de sterkte van aluminium te vergroten, is precipitatieharding. Tijdens dit proces wordt de legering verwarmd en vervolgens snel afgekoeld, waardoor de legeringselementen op een specifieke manier met de aluminiumatomen binden. Dit versterkt het materiaal aanzienlijk en is cruciaal voor de fietsframebouw.

Lasbaarheid

De lasbaarheid van aluminiumlegeringen varieert sterk. Gelaste frames zijn meestal gemaakt van AA7020 of AA7005 legeringen, met een rekgrens van ongeveer 250 N/mm². Gelijmde frames, die de voorkeur hebben voor bepaalde legeringen, zoals AA7075, hebben een nog hogere rekgrens van ongeveer 5010 N/mm². Echter, lasnaden kunnen kleurverschillen veroorzaken, wat een strak polijsten noodzakelijk maakt voor een fraai uiterlijk.

Corrosiebestendigheid

Aluminium is over het algemeen goed bestand tegen corrosie dankzij de vorming van een beschermende aluminiumoxidelaag. Deze laag kan echter worden verdikt en versterkt door het aluminium te anodiseren. Bij lasnaden is anodiseren echter niet mogelijk vanwege kleurverschillen. Gelakte frames worden gebruikt om de corrosiebestendigheid verder te verbeteren.

Belang van Inspectie en Onderhoud

Het brosse karakter van aluminium betekent dat aandachtig onderhoud essentieel is. Krassen in het materiaal kunnen spanningsconcentraties creëren, wat kan leiden tot vermoeiingsbreuk. Frames en onderdelen moeten zorgvuldig geïnspecteerd worden op krassen en beschadigingen. Bovendien mag aluminium niet bijgebogen worden, omdat dit de structuur kan verzwakken en tot breuk kan leiden. Voorzichtigheid bij het bevestigen van aluminiumonderdelen is ook belangrijk om spanningsconcentraties te voorkomen.

In de fietsindustrie hebben aluminiumlegeringen een onmisbare rol gespeeld, waardoor frames en onderdelen sterker en lichter worden. Dit heeft de prestaties van fietsen naar nieuwe hoogten getild en blijft een favoriete keuze onder fietsliefhebbers en professionals.

Een nadeel van aluminium is dat het bros kan breken. Deze brosse breuk wordt veroorzaakt door een combinatie van twee oorzaken:

• Aluminium heeft geen vermoeiingsgrens. Dit betekent dat een aluminium constructie na een zeker aantal belastingen altijd zal breken. Onder normale omstandigheden is dit geen probleem. Aluminium onderdelen zijn zo geconstrueerd dat ze pas bezwijken na een aantal belastingswisselingen dat ver boven dat van de levensduur van de fiets ligt.
• Aluminium is niet hard waardoor er gemakkelijk krassen in het materiaal ontstaan.Bij de krassen kunnen door corrosie grote spanningsconcentraties optreden waardoor het onderdeel daar kan breken bij veel minder belastingswisselingen. Menige aluminium stuurbuis is bij de inklemming hierdoor al gebroken. Aluminium onderdelen moeten daarom kritischer gecontroleerd worden op krassen. Ook mag een aluminium frame nooit bijgebogen worden. Door het buigen kan het aluminium daar verzwakken of zwaarder belast worden waardoor op die plek vermoeiingsbreuk optreedt. Bij de bevestiging van aluminiumonderdelen moet ook voorzichtiger te werk gegaan worden. Als een aluminiumonderdeel te strak wordt bevestigd, staat dat onderdeel constant onder grote voorspanning. Als gevolg van de wisselende belasting kan daar dan vermoeiingsbreuk ontstaan. Aluminium cranks mogen dan ook niet te strak bevestigd worden op de trapas omdat anders de spanning in de crank te hoog wordt.