Vázanyagok 2. rész Acél, aluminium, tián és a karbon

Az előző rész elméleti összefüggései után ismerjük meg a leggyakoribb vázanyagok tulajdoságait

Az acél és a titán

Azonos méretezésű vázak esetében a két váz hasonló szakítószilárdsággal rendelkezne, de a titán fele annyit nyomna és kétszer olyan hajlékony lenne. Ha egy ilyen vázat kipróbálnánk, valószínűleg nem éreznénk elég merevnek. Könnyű lenne maga a kerékpár, de sok energiánkat rabolná el a váz állandó deformálása. A vázépítők ebben az esetben egy dolgot tehetnek: meg kell növelni a csövek átmérőjét. Így már elég merev lesz a kerékpár, a szakítószilárdsága is a legjobb acél vázakéval verseng, és a súlya még mindig csak kb. 70%-a lesz annak.

Az acél és az alumínium

Ebben az esetben még nagyobb az anyagok tulajdonságai közti eltérés. Az azonos alu váz csak 1/3 olyan nehéz, mint az acél, de nem csak a merevsége 1/3 annyi, hanem a szakítószilárdsága is. Ezt a vázat már kipróbálni is veszélyes lenne. Az alumínium csöveket jóval nagyobb átmérővel kell gyártani és a falvastagságuk is az acél többszöröse.

Szénszálas vázak

A szénszálas anyagok nem fémek. A kerékpár vázgyártásban manapság éppen ezért kapnak egyre nagyobb szerepet. A különbség abból adódik, hogy a szálak teljesen más tulajdonságú “szemcsékből” állnak, mint a fémek. A szálakat úgy lehet irányítani, mint ahogy az a fa szerkezetében is megtalálható, így a kívánt irányban merevvé tehető a váz, míg más irányban elasztikus tulajdonságokkal lehet felruházni. Csöveket nem érdemes belőle építeni, mivel így nem lehet kihasználni az előnyös tulajdonságait. A kerékpár vázát viszont eddig pontosan azért építették csövekből, mivel ez tud legjobban ellenállni a különböző helyekről érkező terheléseknek. Bizonyos terhelések olyan kiszámíthatatlanok és erősek lehetnek, hogy még számítógépes modellezéssel sem lehet teljes biztonsággal meghatározni őket.

A kettős háromszögben elrendezett csövek adják a legerősebb vázat. Már több milliárd ilyen kerékpárt gyártottak az elmúlt száz év során, és okos kerékpárosok több milliárd órát töltöttek a nyeregben, hogy tökéletesítsék a technikát. Ma, ez a technológia már lényegében tökéletes. Ha tényleg valami áttörést érnek el a vázkészítők, az biztosan valamilyen új technológiával történik. A formázott szénszálas technológia manapság a legfejlettebb alternatíva.

Megbízhatóság

Az említett anyagok közül mindegyik megfelelően megbízható. Az alumíniumnak elméletileg végleges a ciklikus kifáradása (minden egyes határérték alatti erőhatást megjegyez és összegez), de a gyártók annyira figyelnek a tartósságra, hogy még kis mértékű súlytöbblet árán is biztosítják, hogy évtizedekig használni lehessen a vázat. Az acélnál és a titánnál ez nem kérdés. Ezek az anyagok lényegében örökké tartanak, ha nem éri a szakítószilárdság határértékénél nagyobb terhelés. A szénszálas technológia még nem mondhatja el magáról, hogy évtizedekben méri a váz hasznos élettartamát. Az acélnak még megvan az a tulajdonsága, hogy az elgörbült csöveket vissza lehet hajlítani, anélkül, hogy befolyásolnák a további szakítószilárdság határértékeket. Forrasztani is könnyebb, így akár a világ végén (vagy házilag) meg lehet javítani.