Was sind die Vor- und Nachteile zwischen einem Aluminium- und einem Carbon-Rahmen?

Kohlenstoff gilt als teuer und leicht, während Aluminium schwerer und billiger ist. Beide sind für alle praktischen Zwecke mehr als robust genug für diese Aufgabe. In dem Preissegment, das Sie gerade betrachten (für ein hartes Heck), ist Kohlenstoff nicht intelligenter und in jeder Hinsicht überlegen.

Wenn Sie sich über den Ausfallmodus Sorgen machen, werden beide mit gleicher Wahrscheinlichkeit katastrophal versagen, wenn auch aus unterschiedlichen Gründen. Aluminium wird ermüden und Spannungsrisse bekommen und dann versagen, während Carbon dazu neigt, durch Aufprallschäden zu versagen.

Machen Sie sich keine Sorgen darüber, dass der Rahmen versagt, das kommt vor, aber um ehrlich zu sein, ich habe schon viele Leute mit Verbänden, Gips und im Krankenhaus mit voll fahrbaren Fahrrädern gesehen und habe noch nie jemanden persönlich getroffen, der sich beim Brechen eines Rahmens ernsthaft verletzt hat.

Ich habe mich intensiv damit beschäftigt und mich in örtlichen Fahrradläden umgesehen, da ich ein modernes Rennrad kaufen möchte. Was das Versagen angeht - sowohl Aluminium als auch Karbon sind im Vergleich zu Stahl ziemlich spröde, und nach dem, was ich gehört habe (alles nicht belegt), sind sie beide heutzutage ungefähr genauso störanfällig wie jeder andere. Auch Stahl kann versagen, denken Sie daran! Ich wäre an einem gut recherchierten Artikel über Versagensraten verschiedener Rahmenmaterialien interessiert!

Ein Fahrradgeschäft erzählte mir, dass Risse aus Kohlefaser bis zu einem gewissen Grad repariert werden können, offenbar durch Einspritzen von Harz in die Risse und anschließendes Zusammenbacken, Aluminium lässt sich offenbar schwieriger wieder zusammenschweißen. Er versuchte jedoch, mir ein Carbonfaser-Rad zu verkaufen!

Theoretisch kann Carbonfaser so konstruiert werden, dass der Rahmen unterschiedliche Eigenschaften hat - steif, wo er steif sein muss, und flexibler, wo das erforderlich wäre.

Wenn es darauf ankommt, vermute ich aber, dass man aus beiden Materialien schlecht gemachte Rahmen bekommen kann! Können Sie versuchen, beide Modelle zu fahren und sehen, welches Sie bevorzugen?

Edit: Hier ist ein Video von zwei Rahmen, die einem Belastungstest unterzogen wurden. Nicht der wissenschaftlichste aller Zeiten, aber dieser spezielle Karbonrahmen braucht mehr Publizität als dieser spezielle Aluminiumrahmen. Machen Sie daraus, was Sie wollen! http://www.pinkbike.com/video/243228/

Zufällig besitze ich zwei fast identische Mountainbikes, abgesehen vom Rahmen. Eines aus Aluminium (Orbea) mit Niner-Gabel in Karbonschrift. Und das andere ein Niner aus Vollcarbon mit einer Niner Carbon-Vordergabel. Ich war auf der Suche nach einem Niner Carbon-Rahmen und fand bei einem solchen Geschäft ein ganzes Fahrrad, das ich kaufte. Beide sind Single Speed und schlauchlos. Der Vollcarbon-Rahmen hat 2.1 Reifen im Vergleich zu 2.25 auf dem Aluminium.

Das Carbon fährt einfach nur gut und leistet mehr

• Weicheres Fahrverhalten
• Effizientere Pedalwirkung
• Leichter - leichteres Hüpfen vorne und hinten
• Leichtere Bodenwellen
• Schönere Bodenwellen Gleicher Abschnitt der Wurzeln/Felgen, die ich auf dem Carbon weniger herumhüpfe, und es hat die kleineren Reifen

Kosten

• Vorteil Aluminium

Ride

• Vorteil Carbon.
  Er hat mehr Flex und auf und ab.

Pedaleffizienz

• Advantage Carbon. Er hat weniger Flex von Seite zu Seite. Carbon kann ein asymmetrisches Biegemuster haben.

Langlebigkeit

• Vorteil Carbon. Aluminium ermüdet. Kohlenstoff ermüdet nicht. Wenn man ein Aluminiumrad lange genug fährt, wird es versagen.

Katastrophales Versagen

• ???? Hier wird Aluminium meiner Meinung nach ein meiner Meinung nach falscher Vorteil eingeräumt. Wenn ich eine Aluminiumdose zerquetsche, was wäre, wenn sie nicht zerbräche - sie hat versagt. Wenn man Aluminium über die Streckgrenze hinaus belastet, reißt es vielleicht nicht, aber es versagt in einer, wie ich es nenne, katastrophalen Weise im Verhältnis zum Reiter. Wenn man Aluminium über die Streckgrenze hinaus belastet, wird es sich erheblich verformen, und Sie werden untergehen. Wenn der Vorderreifen den Rahmen berührt, werden Sie zu Boden gehen. Rahmen/Gabel müssen ersetzt werden. Aus der Sicht des Fahrers ist das ein katastrophales Versagen. Streng genommen würde ein Materialwissenschaftler nein sagen, das ist kein katastrophales Versagen, da sich Aluminium plastisch verformt hat - das war kein sprödes Versagen. Um also die Fließgrenze Aluminium gegen Kohlenstoff gerecht zu beurteilen. Und man muss von Rad zu Rad messen, aber in den meisten Fällen wird das Carbonrad eine höhere Fließgrenze haben. Ich gebe Carbon den Vorteil.

Ding

• Vorteil Aluminium. Wenn man mit einem Hammer auf ein Rad schlägt, könnte man zuerst ein Carbon töten. Nimm keinen Hammer mit aufs Fahrrad.

Als die Karbon-Gabeln herauskamen, gab es eine Menge Angst, dass sie nicht so stark sind. Eine Gabel ist sehr belastbar, und man sieht heute viele Karbon-Gabeln. Aluminum Vs. Carbon Bikes

Ich habe Videos von einem Aluminiumrahmen gesehen, der an der Schweißnaht schnappt, wo die vordere vertikale Welle (an der die Gabel montiert ist) die beiden horizontalen/Querträger abschneidet. Obwohl diese Leute viele große Sprünge auf ihren Mountainbikes gemacht haben.

Ich denke, Sie werden in beiden Fällen Probleme mit dem Schnappen haben. Hier kommen eine Reihe von Faktoren ins Spiel. Die Materialqualität (Mischungen, Reinheiten, Verunreinigungen usw.), die Art und Weise, wie das Material geformt wurde (Druckguss, Guss, Lasersintern von Metall usw.), die Qualität der Schweißnähte oder Klebstoffe, die es zusammenhalten (ich nehme an, sie verwenden irgendeine Form von Klebstoff für Kohlefaser), die Materialstärke, das Konstruktionsdesign und einige andere Faktoren.

Der größte Vorteil, den Sie von beiden Materialien gegenüber Stahl haben, ist das geringe Gewicht, wobei Kohlefaser bei weitem am leichtesten ist. Der nächste Vorteil ist Korrosion/Rostbildung. Aluminium rostet nicht. Aber es kann korrodieren. Kohlefaser ist kein Metall, also hat Rosten keine Möglichkeit. Aber ich würde denken, dass es gegenüber Säuren und Basen empfindlicher ist, wenn es um Korrosion geht.

Der größte Vorteil von Stahl ist seine Flexibilität, er biegt sich viel mehr, bevor er bricht.

Ich benutze seit kurzem Fahrräder aus Aluminium, und sie sind für mich für mein Mountainbike sehr leicht. Ich mache keine großen Sprünge (zu diesem Zeitpunkt). Ich weiß also nicht, wie es das aushalten würde. Aber ich kann mir vorstellen, dass es sich ziemlich gut halten würde.

Und wenn ich ein paar Sprünge machen würde, würde ich etwas wollen, das so schwer ist, dass ich es leichter unter mir halten könnte. Ich würde mir Sorgen machen, dass die Karbonfaser so leicht ist, dass ich sie bei steifem Wind in der Luft verlieren könnte, wenn ich meinen Griff zu sehr lockere.

Ich werde das sagen. Diese Carbonfaser-Rennräder sind verdammt süß. Ich hätte nie gedacht, dass ich ein Fahrrad mit einem Finger in die Hand nehmen könnte, bis ich eines von ihnen sah.

Was die Crashwürdigkeit betrifft: Materialien, die vor dem Versagen nachgeben, absorbieren mehr Energie. Autos bestehen große Crashtests, weil sie aus kaltgewalztem Stahl hergestellt sind. Diese Eigenschaft reduziert die G-Belastung der Opfer wie nichts anderes. Die Materialeigenschaft, die am engsten mit dem Energieabsorptionsvermögen zusammenhängt, heißt Dehnung. Dehnung ist das, was passiert, bevor das Material tatsächlich auseinander fällt, aber NACH dem Beginn des Nachgebens. Kohlefaser hat eine sehr geringe Dehnung, während 6061-T6 eine Dehnung von 10- 13% aufweist. Die Ingenieure wissen das, deshalb wird alles Mögliche getan, um die CF-Energieabsorption zu verbessern, z.B. durch die Verwendung von PEEK als Harz. CF absorbiert zwar eine gewisse Energie, vor allem bei Scherbelastung, aber so wird ein Diamantrahmenrohr grundsätzlich nicht belastet. Die Elemente werden auf Zug und Druck belastet, obwohl es insbesondere in der Nähe des Steuerrohrs zu einer gewissen Torsionsbiegung kommt. Die Gabelschenkel haben fast keine Scherkräfte, daher die Beschwerde, dass CF-Gabeln einfach brechen. IMO-CF-Gabeln sind im Vergleich zu den meisten Aluminiumgabeln gefährlich.

Eine Frage ist, ob Karbonfaser das richtige Material für, sagen wir, BMX-Rahmen ist. GT fertigte einen schön aussehenden Kastenträgerrahmen namens UB2. Das Problem war, dass die Werksfahrer ihn nicht fahren wollten und wieder auf Aluminium zurückgriffen, zumindest eine Zeit lang, denn das, was sie UB2 sagten, war träge, vor allem außerhalb des Tores. Nachdem ich kürzlich von dieser Beschwerde erfahren hatte, habe ich untersucht, ob die viskoelastische Eigenschaft des Harzes in der Kohlefaser möglicherweise die Fahrerenergie absorbiert hat, und es scheint wahrscheinlich, dass dies der Fall war. Wir haben einen weiteren Anhaltspunkt, denn Straßenrahmen aus Kohlefaser werden für ihre Dämpfungseigenschaften gelobt, und so kann es für einen Straßenrahmen einen Vorteil geben, der beim Start aus dem Gate eigentlich ein Nachteil ist. Einige Top-BMX-Profis haben sich auch an Aluminium gehalten, und wir haben vielleicht eine Ahnung, warum das so ist. Der Harzgehalt von Kohlefaserstrukturen liegt bei 40 bis 50%, und es stellt sich heraus, dass kohlefaserverstärkte Polymere in Scher- und Torsionsrichtung bis zu achtmal so viel Energie absorbieren wie Aluminium, etwa 3-4 Prozent. Tatsächlich werden Kunststoffe in Verbindung mit Metallen verwendet, um Schwingungen und Energie zu dämpfen. Es hat einen Namen, der “Zwangslagendämpfung” lautet. Man bringt viskoelastisches Material in das Struktursystem ein, und es dämpft das System und reduziert Spannungen, indem es Energie dissipiert.