Titán kerékpár váz ára, titán kerékpárok ára drága - megéri?
Megéri egy titán kerékpár a magas árat? Mi az, ami ezt a fémet más anyagok fölé emeli?
Legutóbb 1994-ben nyert acélkerékpár a Tour de France-on, amikor Miguel Indurain a párizsi Disneylandből a Champs-Élysées felé pedálozott Dario Pegoretti által épített, újracímkézett Pinarellóval. A párizsi körúton utoljára 1998-ban, a Marco Pantani által vezetett Bianchi Mega Pro XL-el fordult meg alumínium vázas kerékpár.
1999 óta minden Tour összesített győzelmét egy szénszálas gép fedélzetén érte el (bár a történelmi vétségek fényében a 2006-os retrospektív győztes Oscar Pereiro egy magnézium Pinarello Dogma FPX-en ült, karbon tartókkal).
A versenygyőztes vázanyagok történetében egy név ritkán szerepel – a titán.
Míg Greg LeMond Z Teamje 1991-ben a titán Merlin Extra Lights-on lovagolt az ipar nagy népszerűségnek örvendésére, Armstrong pedig egy Trek márkájú titán Litespeed Blade-et pedálozott az időmérőn sikeresen 1999-ben, a titán feltűnően hiányzott a pro pelotonból. Ennek ellenére valahogy szinte mitikus státuszt sikerült megszereznie, mint az „élet kerékpárja”, kívánatosabb az acélnál és prémiumabb, mint a szénszál – a gondolkodó kerékpárosok választása.
Az első dolog, amit a titánnal kapcsolatban meg kell érteni, az a nómenklatúrája, és az a tény, hogy a kerékpárokon uralkodó titán anyagok, alumínium- és acél rokonaikhoz hasonlóan, ötvözetek. Vagyis tulajdonságaik fokozása érdekében összekeverik más elemekkel.
„Emlékszem, hogy az első titán kerékpárcsövek a birminghami Speedwell Titaniumból az 1970-es években jelentek meg” – mondja Keith Noronha, a Reynolds Technology ügyvezető igazgatója. „Kihozta a CP2-t, ami akkoriban viszonylag alacsony szilárdságú, de jó anyag volt. Azt hiszem, a keretépítők kezdeti vonzereje az volt, hogy nem korrodálódik, mint az acél, ha nem kezelik.
„CP” jelentése „kereskedelmileg tiszta”, azaz ötvözetlen fém; a „2” a minőséget jelöli, olyan szempontokra hivatkozva, mint a szakítószilárdság (az anyag törés előtti nyúlási képessége) és a hajlékonyság (az anyag képlékenysége). De míg Noronha szerint a CP2 a mérce az ipari alkalmazásokban, például a vegyi tartályokban és az orvosi berendezésekben, a titánötvözetnek két másik fokozata is a kerékpárok szinonimájává vált: a 9-es és az 5-ös fokozat. /4, ahogy Dr Martin Jackson, a Sheffieldi Egyetem anyagtudományi és mérnöki oktatója magyarázza.
„A tiszta titán viszonylag puha, ezért alumíniumot és vanádiumot adnak hozzá, hogy növeljék a szilárdságot, de megőrizzék a megmunkálhatóságot. Tehát amikor azt mondjuk, hogy „6/4”, akkor azt értjük, hogy 6% alumíniumot és 4% vanádiumot tartalmaz. A „3/2,5” kevésbé híg – 3% alumínium és 2,5% vanádium.
Adjon hozzá több alumíniumot, és növeli a szilárdságot és a merevséget, de csökkenti a hajlékonyságot, így megrepedhet. Több vanádium hozzáadása növeli a hajlékonyságot – ami azt jelenti, hogy kevésbé törékeny –, de csökkenti a merevséget, tehát kiegyensúlyozó hatású.
A keretnek egyszerre elég merevnek kell lennie ahhoz, hogy terhelés hatására ne hajoljon meg, ugyanakkor elég rugalmasnak kell lennie ahhoz, hogy megbirkózzon a nagy ütésekkel anélkül, hogy darabokra hullana. És könnyűnek is kell lennie. Kérdezd meg bármelyik titánkerékpár támogatót, és azt fogják mondani, hogy a titán az ilyen tulajdonságok megtestesítője, csak azzal a plusz előnnyel, hogy nem korrodálódik, robusztus, és valahogy irigylésre méltóan plüss vezetési minőséget ad a kerékpárnak. De igazuk van?
„Ha ugyanazt a csőátmérőt és falvastagságot vesszük figyelembe, az alumíniumnak van a legalacsonyabb rugalmassági modulusa vagy merevsége – fele akkora, mint a titáné, a titánnak pedig fele olyan merevsége, mint az acélnak” – mondja Jackson. „Ez a borítékolás hátulja, mivel a valóságban ez a tényleges ötvözettől függ, de számomra még mindig érdekes, hogy az emberek azt mondják, hogy a titánnak plüss vezetési minősége van. Egyszerű mechanikai értelemben az alumíniumnak kell a legmegbocsátóbb menetminőséggel rendelkeznie.
„A valóságban soha nem létezik olyan forgatókönyv, amelyben ez a három anyag azonos méretű és formájú csőben létezik” – teszi hozzá, és ha minden anyagból három kerékpárt hasonlít össze, látni fogja, hogy igaza van. Néhány kivételtől eltekintve, mint például a Columbus legújabb, 44 mm széles Spirit HSS csöve, általános ökölszabály, hogy az acélcsövek általában a legvékonyabbak, azután a titán, majd az alumínium. Ennek oka az anyagsűrűség.
Az alumínium körülbelül egyharmada az acél sűrűségének és fele a titán sűrűségének, vagyis nagyobb átmérőjű csöveket lehet alumíniumból építeni súlybüntetés nélkül, mint a titán és az acél. Elfogadható tömegű acélkerékpár építéséhez a csöveknek keskenyebbeknek kell lenniük. A szélesebb átmérőjű cső merevebb, mint egy keskenyebb, így az alumínium kerékpár gyakran merevebbnek és sokkal durvábbnak tűnik, mint egy acél kerékpár, amelynek keskenyebb csövei könnyebben hajlanak. A titán édes helyen van a kettő között.
„Mivel a titán sűrűsége kisebb, mint az acélé, használhat nagyobb átmérőjű csövet is ugyanannak a súlynak” – mondja Noronha. „Tehát ha egy tervező a titánt a lehető legjobban akarja, akkor a nagy átmérőjű csövek kombinációját használná a fő háromszöghöz, a többihez pedig kis átmérőjű csöveket. Ön keskeny csövekkel összhangban épít, és ezt nagyobb mértékben megteheti titánnal, mint az alumíniummal, mert a titán nagyon erős és nagyon hosszú a kifáradási élettartama, így rugóként használhatja.
Ez egy másik fontos tényező a titánban: a fáradtság. Ahogy Noronha elmagyarázza: „Képzelj el egy tekercsrugót. Ha titánból készült, akkor szinte végtelen számú cikluson keresztül ugrálhat rajta, feltéve, hogy nem lépi túl a maximális feszültségi határt, míg az alumíniumnak van kifáradási határa, bár nagyon magas, ami után az anyag nem sikerül.
A titánnak sokkal nagyobb a képessége, hogy törés nélkül hajlítson, akár 25%-kal megnyúlik, szemben az acél 15%-kal és az alumínium 8%-kal. Ha összegyűjti ezeket a tényezőket, láthatja, honnan ered a titán „bike for life” beceneve. És még el sem jutottunk a korrózió kérdéséhez.
A legtöbb titán keret azonnal felismerhető a csupasz fémcsövekről, amelyek sokféleképpen vannak kidolgozva a tükörfényezéstől a matt szemcseszórásig. Ellentétben az acéllal vagy alumíniummal, a titán könnyen ki van téve az elemeknek, anélkül, hogy károsítaná. Az ok azonban némileg ellentmondásos.
„Valójában soha nem nyúl a titánhoz” – mondja Jackson. „Amikor felvesz egy 3/2,5-es csomót, egy hihetetlenül szívós, nanoméretű oxidot érint, mivel a titán szereti az oxigént és a nitrogént, és szobahőmérsékleten azonnal oxidálódik. De amint a helyére került, ez a nanoméretű oxid korróziógátlót biztosít [mivel maga a titán már nem érintkezik a levegővel], ebből fakad a titán korróziógátló tulajdonságai. Ezért is kell a titánt inert gázpajzsgal, például argonnal hegeszteni, mivel a titán felmelegítésekor [hegesztés közben] a szerkezete kinyílik, és szivacsként viselkedik, és annyi oxigént és nitrogént szív magába, amennyit csak tud. visszavált oxiddá, és a hegesztőnek szörnyű rendetlensége van, és a hegesztés hajlamos a repedésre.
Megfelelően kezelve a titán nagyszerű a hosszú élettartam érdekében, de ez is segít megmagyarázni, miért olyan költséges.
„Valójában sok titán található a földkéreg körül, például Ausztrália, India és Srí Lanka strandjainak fekete homokjában, de az oxigénhez való nagy affinitása megnehezíti az eltávolítását” – mondja Jackson. „Drága vegyszerekkel kell elzárni az oxigéntől, majd vákuumban meg kell olvasztani, ami szintén drága. A titán kinyerése és megmunkálása nagyon intenzív, kis tételben zajló folyamat.
Jackson úgy véli, hogy a titán összköltségének 50%-a annak tulajdonítható, hogy a titánt kiemelik a földből, és olyan formába öntik, hogy beleönthető legyen a csövekbe extrudált szilárd tömbökbe. Ez még azelőtt történt, hogy egy olyan cég, mint a Reynolds, rátette volna a kezét, vagy egy vázgyártó megnyitotta volna az argoncsapot, és felemelt volna egy hegesztőpisztolyt.
A karbonhoz képest a titán drága választás, miközben közel sem olyan sokoldalú, de az Enigma Bikes Jim Walker szerint ez nem feltétlenül riasztja el.
„Kétségtelen, hogy ha Ön egy versenykerékpáros, annak szénnek kell lennie” – mondja Walker. „Merev, nagyon könnyű, és aerodinamikailag alakítható, hogy nagyon gyorsan haladjon. De a legtöbb ember nem versenyez. Olyan kerékpárt akarnak, amely jó teljesítményt nyújt, de sima, kényelem és hosszú élettartamú, és itt jön ki a titán.
Ezt a gondolatot erősíti meg Jon Cariveau a Moots-tól, amikor azt mondja: „Sokak számára a titán még mindig fontos anyag az utazási minősége és a tartóssága miatt. Nagyon nehéz lesz versenyezni a karbonnal a súlykategóriában, de közel kerülhetünk, és sokszorosan túl fogja élni a karbont, mondjuk összeomlás vagy napi visszaélés esetén. Az anyag alkalmas arra is, hogy az építő a menetminőséget a csőátmérők és a falvastagságok függvényében állítsa be egy adott méretű lovashoz.
Egy kérdés azonban még mindig felvetődik: eljutott-e a titán ameddig csak lehet, és valóban a legjobb anyagokat használjuk a munkához? Például egy maroknyi titánváz kivételével mindegyik 3/2,5-ös csőből készül, de a 6/4 erősebb és merevebb, így könnyebb kerékpárokhoz is alkalmas. Hiányzik valami trükk a keretépítőknek, és lehet még ennél is többet?
„A titánötvözeteket, például a 6/4-et nem a kerékpáripar számára tervezték, hanem inkább katonai repülőgépekre tervezték az 1950-es években, tehát egyáltalán nem a kerékpárpiacra optimalizálták” – mondja Jackson. „Az egyetlen ok, amiért a kerékpárpiac ezt használja, az az, hogy az űrrepülésre használják, és ugyanez a helyzet a 3/2,5-tel.
„Hogy perspektivikusan nézzük a dolgokat, az acélipar több acélt gyárt egy óra alatt, mint a titánipar egy év alatt. A Boeing és a titángyártók között 10-20 éves szállítási szerződések vannak, így nem marad sok hátra, és ami megmarad, az olyan helyekre kerül, mint az autóipar, mielőtt a motoros srácok hozzájutnának. Tehát valójában a kerékpáripar csak a törmeléket kapja meg, és azokat nem biciklire optimalizálták.
Ez éles ellentétben áll a tágabb titániparral. Jackson azt mondja, csapatával új ötvözeteket fejlesztenek az autóipar számára, amelyeket felfüggesztési rugókban és szeleprugókban használnak. Itt „finomhangolják” az ötvözetkeveréket a nagyon speciális igények szerint, nem pedig a már meglévőből építkeznek. „Nincs ok arra, hogy miért ne tehetné meg ugyanezt a kerékpárokkal is, hogy optimalizált titánötvözeteket fejleszthessen ki, amelyek bizonyos menettulajdonságokkal rendelkeznek, de a probléma az, hogy a kerékpárpiac viszonylag kicsi, így nincs pénz a kerékpár-specifikus fejlesztésre. titánötvözetek. Ez a történet túlságosan ismerős Reynold Noronha számára.
A ‘6/4 körülbelül 20-30%-kal erősebb, mint a 3/2,5. Korábban 6/4 csövet gyártottunk a Reynoldsban, de egyszerűen már nem tudjuk megszerezni az alapanyagokat” – mondja. 6/4 mégis létezik, de csak néhány bicikliben. Az Engima Excel 6/4-ből a Távol-Keleten beszerzett csövekből készül – bár Walker elismeri, hogy kétszer annyiba kerülnek, mint 3/2,5 –, a Lynskey pedig hengerelt és varrattal hegesztett 6/4 lapokat használ az R460-as vázán lévő csövek kialakításához. Ezek a vázak nem csak merevebbek, de könnyebbek is lehetnek, így az ember elgondolkodik, esetleg új titánötvözet kerülhet a kerékpárpiacra. Egy ember legalább ezt a látomást szórakoztatja, bár egészséges adag valósággal.
„Igen, a kerékpárgyártók más iparágak kabátján lógnak” – mondja Ben Kitcher, a Sheffieldi Egyetem Advanced Manufacturing Research Centre technológiai munkatársa. „Amikor szerződésekkel áll szemben az Airbus A350 futóművének a következő 25 évre való felszerelésére, elég nagy ügynek kell lennie ahhoz, hogy betörjön az ellátási láncba, a sportszergyártók pedig nem – ezért hiányzik a 6 /4 cső. De semmi sem indokolja, hogy az új titánötvözetek kifejlesztésére irányuló törekvések más iparágakban miért ne biztosítanák a kerékpáripar számára a hozzáférést ezekhez az anyagokhoz. Jelenleg az AMRC-nél egy új szabadalmaztatott titánötvözeten, a T5553-on dolgozunk. Még a 6/4-nél is erősebb.’
Noha egyhamar nem fog tudni T5553 kerékpárt rendelni, a jövő – legalábbis elvileg – a titán számára fényesnek tűnik. És a jelen? Nos, ugyanolyan fényes, mint mindig.
(James Spender cikke alapján (cyclist.co)