fiets – bromfietstechniek - Fietstoeren

A2. Fiets – bromfietstechniek
alleen met carbonfiber echte stijfheidverbetering mogelijk is. Sterktetechnisch kunnen we
een titanium frame bouwen dat de helft weegt van een stalen exemplaar, maar het is
onprettig als tijdens de spurt 't frame zo flexibel blijkt, dat de tubes langs de vork schuren.
Ook hier kiest de constructeur gewoonlijk voor grotere buisdiameters dan oplossing, wat
het gewichtsvoordeel weer vermindert. Alleen met aluminium is er op stijfheidgebied
vooruitgang geboekt. Er zijn aluminium - lithium -legeringen ontdekt die 10% stijver zijn (80
i.p.v.72 Gpa). Verder kan aluminium als matrix gebruikt worden in composieten. Gary
Klein versterkte zijn aluminium frames als eerste. Hij gebruikte hiervoor boronvezels; dit is
puur borium rond een wolfraam kern. Tegenwoordig gebruikt men als wapening deeltjes
van SiC of Al O
2 3. Onder andere Specialized bouwt met deze "MetalMatrix" M2 buizen van
de fabrikant Duralcan. Zo'n buis wordt gemaakt door een poedermix onder hoge druk te
verhitten tot het smeltpunt van de laagst smeltende component in een buisvormige mal.
De relatieve stijfheid is ongeveer 15% beter (zie tabel I).
Composieten van vezels en kunststoffen wijken in stijfheid sterk af van metalen: in de
lengterichting van de vezel is het weefsel het stijfst, dwars daarop veel minder. Bij een
"vierkant" weefsel zijn evenveel draden in de lengte als de breedte gebruikt en is de
stijfheid gelijkmatig. Wil men sterkte of stijfheid in een bepaalde richting optimaliseren, kan
men een Uni -Directoraal weefsel kiezen met vrijwel alle draden in de lengte, of b.v.
carbon als ketting en aramide als inslag.
Metaal is homogener van samenstelling en de productietechnieken zijn betrouwbaarder,
waardoor de veiligheidsfactor van het frame lager gekozen kan worden. Bij composieten
dient men een ruimere marge aan te houden.
7.METAALKUNDE
Pure metalen hebben gewoonlijk geen optimale eigenschappen. Door legeren (mengen),
kan men de eigenschappen verbeteren; andere methodes hiervoor zijn koudverstevigen
(mechanische bewerking o.a. het " trekken " van buis), of veredelen (warmtebehandeling).
Vaak zal men een combinatie van deze drie methodes kiezen om een kwaliteitsbuis te
vervaardigen.
De kristalstructuren van legeringen zijn erg belangrijk voor de eigenschappen ervan.
Als we een legering hebben bestaande uit A en B, zijn er 3 mogelijkheden.
1.Metaal A en B lossen geheel in elkaar op (afb.12).
2.Metaal A en B lossen niet in elkaar op (afb.13).
3.Metaal A en B lossen gedeeltelijk in elkaar op (afb.14).
Gewoonlijk hebben we in legeringen te maken met deze laatste structuur. We nemen als
voorbeeld een mengsel van twee metalen. Smeltpunt metaal A is 550° C, en smeltpunt B
is 600° C. Stel onze smeltkroes heeft een temperatuur van 700° C; we laten hem
langzaam afkoelen. In de smelt zijn de moleculen A en B gelijkmatig over de vloeistof
verdeeld. Eerst zullen er B kristallen ontstaan. Gedurende dit proces zal de concentratie
12