Obzirom šarolikost stilova vožnje i vrsta bicikala, od cestovnih trkaćih do gradskih i touring modela, industrija koristi niz različitih materijala (ili njihove kombinacije) kako bi udovoljila specifičnim potrebama biciklista. Svaki materijal ima svoje karakteristike, prednosti i mane koje mogu u većoj ili manjoj mjeri utjecati na iskustvo vožnje bicikla, pa bi bilo dobro razumjeti ih i prije samog odabira i kupnje.
Zanemarujući ovaj put vrste cijevi, načine varenja i specifične legure, osvrnimo se malo na najčešće korištene materijale za izradu okvira bicikala te njihova svojstva, kako bi razumjeli kako svaki od njih može utjecati vožnju.
Čelik
Najstariji materijal za izradu okvira bicikla koji s uporabom seže još u 19. stoljeće. U toba bio je gotovo pa jedini dostupni materijal koji je mogao ponuditi zadovoljavajuću izdržljivost i čvrstoću.
Prednosti
- Cijena: u usporedbi s materijalima poput karbonskih vlakana ili titana, često je višestruko jeftiniji (iako postoje posebne legure koje ovu razliku ponekad svode na minimum)
- Jednostavnost popravaka: Ako se ne radi o super tankim (i skupim) cijevima, čelični bicikl gotovo da može popraviti svatko tko ima pri ruci aparat za varenje. Iz ovog razloga je čelik primarni izbor biciklistima koji se odluče na duge ture i putovanja koja često vode u zabačenije kutke planete.
- Izdržljivost: čelik podnosi velika opterećenja i sile u svim smjerovima, otporan je na udarce (iako će često “pokazati” gdje je udaren) i općenito će kroz vožnju po raznolikim terenima proći bez trajnih deformacija. Zbog svoje čvrstoće i otpora na zamor materijala, čelični okviri često traju desetljećima, a mnogi čelični vintage bicikli i dalje su u upotrebi.
- Elastičnost: čelik ima sposobnost savijanja i povratka u prvobitni oblik, što mu omogućuje apsorpciju vibracija i udaraca s ceste. Ova karakteristika daje biciklu udobniji osjećaj prilikom vožnje, posebno na dužim rutama ili na neravnim površinama jer se ponaša kao svojevrsni amortizer, smanjujući tako zamor vozača.
- Izgled: Iako je ovo prilično subjektivno, bicikli napravljeni od tankih čeličnih cijevi često odišu nekom vintage elegancijom
Nedostaci
- Težina: ako izuzmemo specijalizirane cijevi i legure, čelik je najčešće najteži materijal od svih nabrojanih. Kod bicikala namijenjenih za gradsku vožnju ili duga putovanja to i nije toliko presudan faktor, no kod natjecateljskih modela težina bicikla svakako će odigrati svoju ulogu.
- Korozija: Iako moderni premazi i tretmani čelika pomažu smanjenju problema korozije, ostaje činjenica da čelik hrđa, iako, da bi došlo do strukturalnih problema s okvirom bicikla, ta hrđa mora stvarno duboko nagristi cijevi, što često može potrajati desetljećima
Aluminij
70-ih i 80.-ih godina prošlog stoljeća počela je rasti potreba za smanjenjem težine bicikla i aluminij se, s razvojem tehnologije i legura, a i zbog pristupačne cijene počeo sve više koristiti u izradi okvira.
Prednosti
- Težina: Aluminij je značajno lakši od čelika, što ga čini popularnim izborom za trkaće i brdske bicikle gdje je težina, uz relativno nisku cijenu, vrlo važan faktor
- Otpornost na koroziju: Kada je aluminij izložen zraku, gotovo trenutno se na njegovoj površini formira sloj aluminijevog oksida koji djeluje kao zaštitna barijera – sprječava daljnju oksidaciju i štiti od vanjskih utjecaja kao što su kemikalije ili vlaga. Ova karakteristika aluminija se očituje i u “regeneraciji” – ukoliko se aluminijski okvir bicikla ošteti ili ogrebe, nezaštićeni aluminij će odmah reagirati s kisikom i formirati novi sloj aluminijevog oksida.
- Krutost: puno krući od čelika, aluminijski okvir omogućuje efikasniji prijenos energije s vozača na bicikl, pomažući pri ubrzanju ili vožnji uzbrdo
Nedostaci
- Krutost: i prednost i mana, nedostatak elastičnosti materijala utječe na udobnost i povećava zamor vozača kod duljih vožnji jer puno manje apsorbira udarce i neravnine na cesti
- Trajnost: iako prilično dugovječan, ima nižu granicu zamora u usporedbi s titanom ili čelikom, što ga čini podložnim razvoju mikro-pukotina kod dugotrajnog izlaganja ponavljajućim opterećenjima. No, to ne znači da će se bicikl brzo raspasti – moderni bicikli koriste novije legure i procese izrade što pozitivno utječe na njihovu trajnost i pouzdanost.
Karbonska vlakna
Materijal koji je svoju “karijeru” započeo 80.-ih godina prošlog stoljeća, gotovo isključivo u natjecateljskom modelima jer je omogućio inženjerima dizajniranje okvira prema specifičnim potrebama (biciklista, terena, discipline i slično).
Prednosti
- Izuzetno lagan: u okruženjima gdje je svaki gram bitan, karbonska vlakna idealan su izbor. Uspoređujući s čelikom čija je standardna gustoća oko 7,85g/cm3, karbonska vlakna imaju gustoću od samo 1,5g/cm3, zadržavajući pritom visoku razinu čvrstoće
- Otpornost na koroziju: Karbonska vlakna su, što i samo ime govori, sačinjena gotovo isključivo od ugljika, koji je kao element vrlo stabilan, ne reagira s kisikom, vodom ili drugim kemikalijama koje obično uzrokuju koroziju u metalima. Samim time u potpunosti je izbjegnuta mogućnost propadanja, čak i u najtežim vremenskim uvjetima
- Prilagodljiva krutost: kombiniranje smjera slaganja karbonskih vlakana omogućuje inženjerima vrlo precizno definiranje krutih i fleksibilnih zona na biciklu, kako bi se, uz smanjenu težinu bicikla, postigao najbolji prijenos snage na bicikl uz optimalnu udobnost prilikom vožnje. U profesionalnom biciklizmu ovo može ići toliko daleko da se bicikl dizajnira prema svim posebnostima i zahtjevima pojedinog vozača ili discipline
Nedostaci
- Cijena: zbog složenog proizvodnog procesa, karbonski su okviri, u usporedbi s drugim materijalima, najskuplji. Iako postoje i jeftini(ji) “kineski” okviri za koje bi se moglo reći da su dovoljno dobri, tek sa povećanjem cijene sve prednosti karbonskih vlakana dolaze do izražaja
- Krhkost: Karbonska vlakna mogu izdržati velike sile, no osjetljiva su na dvije stvari: nagle udarce ili oštra opterećenja (gdje se vlakna mogu slomiti ili ispucati) te poprečna opterećenja (vlakna su iznimno jaka u smjeru slaganja, no mogu biti osjetljiva na “okomita” opterećenja pa se od dizajnera očekuje da pažljivo razmotre smjer polaganja vlakana tijekom izrade, u skladu s potrebama vrste bicikla).
Kompliciran popravak: Za popravak karbonskih vlakana potrebne su visokokvalitetne karbonske tkanine i smole, posebni alati za obradu, valja imati posebna znanja i vještine, i sve to na kraju ne jamči da će se na oštećenom mjestu povratiti izvorna izdržljivost i čvrstoća. A ukoliko se to ne postigne, može dovesti do daljnjih oštećenja ili čak loma okvira usred vožnje, što potencijalno može imati ozbiljne posljedice za biciklista.
Titan
Titan se za izradu bicikala počeo koristiti još sredinom 20. stoljeća, no popularnost je stekao tek 90.-ih, kada su novije tehnike obrade i smanjenje troškova proizvodnje učinili titan dostupnijim.
Prednosti
- Čvrstoća i izdržljivost: Titan je poznat po svojoj čvrstoći u odnosu na težinu. S visokom granicom zamora i elastičnosti, titan omogućava okviru bicikla dugotrajnu (i ponekad agresivnu) uporabu bez trajnog deformiranja ili rizika od loma, bez obzira na česta ponavljajuća opterećenja.
- Otpornost na koroziju: titan ne hrđa (zbog sličnog oksidirajućeg svojstva kao i aluminij), pa su bicikli napravljeni od titana pogodni za vožnju u svim vremenskim uvjetima. Zbog zaštitnog oksidnog sloja bicikli od titana često nisu lakirani jer je prirodna boja i tekstura titana estetski vrlo privlačna a bicikl i dalje ostaje zaštićen od nepovoljnih vremenskih uvjeta.
- Elastičnost: Titan je jako udoban za vožnju zbog čeliku slične elastičnosti i otpornosti na trajne deformacije
Nedostaci
- Cijena: Titan je vrlo skup materijal, često i skuplji od karbonskih vlakana, što ga čini manje dostupnim za amaterske i rekreativne vozače.
- Težina obrade: obrada titana (savijanje, oblikovanje, varenje) zahtjeva specifični set vještina i alata, što drastično povećava troškove proizvodnje ili popravka bicikla
Odabir pravog materijala za okvir bicikla ključan je za postizanje optimalne ravnoteže između performansi, udobnosti, trajnosti i cijene. Nadamo se da ćete uz gore spomenute karakteristike lakše odabrati svoj materijal i uživati u vožnji.
