Usporedba izmeđuokviri za bicikle od titanai drugi okviri ima svoje prednosti i nedostatke za nekoliko poznatih vrsta materijala okvira:
Trenutno je čelik najrašireniji i najduže korišten materijal u industriji proizvodnje bicikala. Tehnologija čeličnih okvira prilično je zrela. Optimizacijom sastava, naprednim postupkom toplinske obrade i tehnologijom obrade, stijenka čelične cijevi može postići idealnu debljinu pod pretpostavkom osiguravanja performansi. Prednosti čeličnih okvira su (1) dobre performanse obrade i zrela tehnologija. Čelični okvir je okvir s najdužom poviješću istraživanja, a njegova je tehnologija u svim aspektima bolja od ostalih materijala. Stoga postoji relativno malo poteškoća u dizajnu i proizvodnji. (2) Dobre performanse zavarivanja. U usporedbi s titanom, aluminijem i drugim lakim legurama, zavarivanje čelika ima relativno niske zahtjeve za zaštitnu atmosferu. Nakon zavarivanja općenito je nepotrebno otklanjati nedostatke u procesu zavarivanja toplinskom obradom, što smanjuje investiciju u opremu. (3) Dobre performanse apsorpcije udara. (4) Cjenovna prednost: u usporedbi s drugim materijalima, čelični materijali imaju nepokolebljivu cjenovnu prednost u pogledu količine proizvođača, količine proizvoda, tehnologije obrade i raspona primjene. Nedostaci čeličnog okvira: (1) lako hrđa. Čelična cijev s tankom stijenkom koristi se u trenutnoj primjeni. Ako se ne primijeni površinski antikorozivni tretman, korozija će biti mala u vremenu, a utjecaj na mehanička svojstva okvira također će biti vrlo velik. Stoga je potrebno razmotriti antikorozivnu obradu čeličnog okvira prije isporuke. (2) Zamor metala uzrokovan koncentracijom naprezanja. Utjecaj ovog faktora uglavnom leži u zoni utjecaja topline zavarivanja. Preostalo naprezanje i segregacija komponenata nastali tijekom procesa zavarivanja u određenoj će mjeri utjecati na mehanička svojstva materijala; Osim toga, ako nečistoće uđu u zavar tijekom zavarivanja, doći će do koncentracije naprezanja oko nečistoća. (3) Težina okvira. Iako se težina čeličnog okvira smanjuje, a debljina stijenke čelične cijevi koja se koristi kao okvir gotovo doseže granicu, još uvijek postoji određeni jaz između čeličnog okvira i nekih lakih okvira (osobito okvira od karbonskih vlakana) u primjeni polje.
Sam aluminij ima prednosti niske gustoće, dobre plastičnosti, otpornosti na koroziju i tako dalje. Nakon legiranja s drugim metalima, mehanička svojstva bit će znatno poboljšana. Većina aluminijskih legura koje se koriste u biciklima su serije 6000 (Al-Mg-Si) i serije 7000 (Al-Zn-Mg-Cu). Aluminijski materijali se obično zagrijavaju prije upotrebe kako bi se poboljšala njihova učinkovitost kako bi se zadovoljile potrebe praktičnih primjena. Prednosti okvira od aluminijske legure: (1) Može se napraviti u lagani okvir. (2) Dobra otpornost na koroziju u atmosferskim okruženjima. Sam aluminij je metal koji se lako korodira. Odmah će oksidirati kada se stavi na zrak i formirat će vrlo tanki oksidni film. Međutim, kada se ovaj sloj oksidnog filma nakupi do određene mjere, zaštitit će tijelo od daljnje korozije. Nedostaci okvira od aluminijske legure: (1) Modul elastičnosti i krutost aluminija su niski. Općenito, metode kao što su povećanje vanjskog promjera cijevi, korištenje ravne cijevi ili izvođenje toplinske obrade aluminijske cijevi usvojene su kako bi se smanjio utjecaj nižeg modula elastičnosti na izvedbu okvira i prilagodilo promjeni naprezanja tijekom korištenja. (2) Potrebna je toplinska obrada. Većina aluminijskih legura mora biti podvrgnuta toplinskoj obradi prije upotrebe (osim cijevi od aluminijske legure 7075), inače je čvrstoća teško ispuniti zahtjeve, a kupnja opreme za toplinsku obradu dovest će do određenog povećanja troškova proizvodnje.
CFRP materijal znači da se karbonska vlakna dodaju u matricu smole kao ojačavajuća faza kako bi se formirao kompozit. Zbog anizotropije karbonskih vlakana, raspored i smjer preklapanja karbonskih vlakana treba uzeti u obzir tijekom procesa kompozita. U usporedbi s drugim materijalima, kompoziti od karbonskih vlakana imaju sljedeće prednosti: (1) veliku čvrstoću i malu težinu. Vlačna čvrstoća karbonskih vlakana veća je od čvrstoće čelika, ali je gustoća kompozitnog materijala daleko manja od one aluminijske legure. Takva svojstva nedvojbeno očekuju i proizvođači i korisnici. (2) Dobra apsorpcija udara. Sa svojim izvrsnim performansama upijanja udarca, može se koristiti za izradu bicikala bez amortizera. (3) Integralno oblikovanje. Osnovna metoda oblikovanja CFRP okvira je izlijevanje smole u kalup popločan karbonskim vlaknima za integralno oblikovanje, tako da se veza između okvira ne uzima u obzir. Nedostaci okvira od karbonskih vlakana: (1) Složen proračun naprezanja. Smična čvrstoća karbonskih vlakana nije baš dobra. Stoga je tijekom obrade potrebno provesti složene proračune naprezanja, a ugljična vlakna rasporediti prema rezultatima kako bi se dobila dobra kombinacija svojstava. (2) Veličina se ne može mijenjati nakon obrade i kalupljenja, već se može izraditi samo odgovarajući model kalupa. Svaki put kada se razvije novi model, mora se dizajnirati i proizvesti još jedan kalup. (3) Starenje matrice smole. (4) Cijena je visoka.
Legura titana je materijal visokih performansi koji se koristi u zrakoplovnim proizvodima i ima izvrsna svojstva metalnog materijala. Trenutno je međunarodno priznat kao najnapredniji i idealan materijal za proizvodnju visokokvalitetnih bicikala za različite sportske i rekreacijske svrhe. Izvanredne karakteristike legure titana su lagana, velika čvrstoća, dobra elastičnost, otpornost na udarce, dobre performanse na zamor, otpornost na koroziju i nikada ne hrđa. Bicikli, posebno trkaći automobili, zahtijevaju malu težinu, dobru krutost i dobre performanse pri udaru. Mala težina može poboljšati brzinu i smanjiti fizičku potrošnju tijekom sportova na duge staze; Okvir bicikla s dobrom krutošću pogoduje pretvorbi pogonske sile i poboljšava performanse upravljanja; Okvir bicikla s dobrom apsorpcijom udarca može bolje smanjiti udarce s ceste, čime se smanjuje umor vozača. Prednosti okvira od titana: (1) mala gustoća i visoka specifična čvrstoća. Težina legure titana samo je 50 posto težine čelika, a njezin omjer čvrstoće i težine veći je za 28,4 posto nego kod krom-molibden čelika. Granica zamora titanijske legure dvostruko je veća od čelika, a bicikli od aluminijske legure ne mogu se usporediti s okvirima bicikala od titanijske legure u tom pogledu nakon dugog vremena korištenja. Kao materijal od legure titana visoke čvrstoće i male gustoće koji se primjenjuje na okvire bicikala, ne samo da će učiniti okvire bicikala lakima i jakima, već će okvire bicikla učiniti i izdržljivijima. (2) Nema hrđe. Titan neće korodirati u općem okruženju, tako da kada se koristi kao konstrukcijski materijal, nije potrebna dodatna obrada protiv korozije.
lagana
Uz malu gustoću i visoku specifičnu čvrstoću, težina legure titana je samo 50 posto težine čelika.
Otpornost na koroziju
Titan je otporniji na koroziju od nehrđajućeg čelika i nema potrebe za tretiranjem protiv korozije
Nedostaci okvira od titana: (1) Visoka cijena. U prirodi se titan može naći kao titanijev dioksid. Proces rafiniranja i prerade je složen, a tehnički zahtjevi visoki i dugotrajni, pa je i trošak visok. (2) Trošak zavarivanja je visok. Zbog visokog afiniteta između titana i kisika, titanov dioksid se u dodiru sa zrakom brzo pretvara u titanov dioksid. Titanijev dioksid je krt i tvrd, a kao rezultat toga, čvrstoća ove komponente nastavit će se pogoršavati. Stoga se za zavarivanje okvira od titana mora koristiti zavarivanje u zaštićenom inertnom plinu. Uobičajena metoda je TIG zavarivanje (TIG: skraćenica za volfram i inertni plin): volframova elektroda se koristi za zavarivanje pod zaštitom argona, a cijena zavarivanja je visoka. Za izradu okvira bicikla, među brojnim metalnim materijalima, legura titana ujedno ispunjava gore navedene zahtjeve, pa je vrlo idealan materijal za izradu okvira. Legura titana ima izvrsnu otpornost na koroziju, dulji radni vijek od ostalih metalnih i nemetalnih materijala, te je izdržljiva bez starenja, trošenja i ogrebotina. Kao okvir bicikla, njegova površina ne treba zaštitu lakiranjem, jer neće hrđati ili korodirati poput željeznih i aluminijskih okvira, i može se oduprijeti kiseloj kiši, ultraljubičastim zrakama, vlazi i drugoj eroziji, tako da ne morate brinuti o njegovoj metalna površina će stvoriti rupe i hrđu zbog izlaganja zraku. Okvir bicikla izrađen od materijala od legure titana čini da se vozač osjeća sigurnije i pouzdanije. Neće se iznenada slomiti. Kad se razbije, počet će od male pukotine, koja će se u ovom trenutku primijetiti; Čak i ako dođe do slučajnih sudara i lomova, jedinstvena žilavost metala zaštitit će korisnika od ozljeda.
