Warum verwendet man heute statt des Werkstoffs Stahl häufig Aluminium oder Titan?
Früher wurden Fahrradrahmen ausschließlich aus Stahl hergestellt. Warum verwendet man heute statt des Werkstattstahl häufig Aluminium oder Titan? Brauche dringend eure Hilfe!!!🥺
5 Antworten
Die Dichte von Stahl ist fast 3x so groß wie die von Aluminium. Wenn du also zwei gleich große Stücke beider Metalle nebeneinander legst, ist das Stück Stahl 3x so schwer wie das Stück Aluminium. Gleichzeitig sind die mechanischen Eigenschaften von Aluminium aber nicht 3x schlechter als die von Stahl. Unterm Strich heißt das: Man muss mit Aluminium zwar etwas dickere Rohre verwenden, bekommt damit bei identischen mechanischen Eigenschaften aber einen Rahmen, der deutlich leichter ist als einer aus Stahl.
Man kann die Rohrwände nicht unendlich dünn machen, um Material zu sparen. Damit das Rahmengewicht nach modernen Maßstäben nicht komplett eskaliert, muss man Rohre mit kleinerem Querschnitt verwenden - das reduziert aber deren Steifigkeit. Im Endeffekt wiegen heutige Stahlrahmen etwa doppelt so viel wie Alu-Rahmen (Alu ca. 1400-2000 g, Stahl ab ca. 3000 g) und sind dabei weniger steif. Sportliche Fahrer schätzen es nicht besonders, wenn der Rahmen in jeder Kurve spürbar flext.
Um 1960 haben Gewicht und Flex noch niemanden interessiert. Es gab noch keine sportlichen Radfahrer, die sich daran gestört hätten. Und beim Fahrrad als Verkehrsmittel war vor allem mal wichtig, dass es schneller war als ein Fußmarsch - das schafft auch ein schweres, flexendes Fahrrad.
Außerdem war Aluminium früher mal deutlich teurer. Nicht nur als Rohstoff, sondern auch in der Verarbeitung; Bearbeitungs- und Schweißverfahren waren noch nicht großserientauglich. Das hat sich heute geändert; der Rohstoffpreis ist in etwa gleich und auch Aluminiumrohre können zuverlässig von Robotern oder Chinesen zusammengeschweißt werden.
Stahl hat auch noch einen weiteren großen Nachteil: Rost. Stahlrahmen fangen an zu rosten, wo sie nicht lackiert sind oder der Lack beschädigt wurde. Es war ein recht großer Aufwand nötig, um einen Stahlrahmen am Rosten zu hindern. Die Rohre können ja auch innen rosten!
Dieses Problem hat Aluminium nicht. Es bildet an der Luft eine schützende Oxidschicht, die das darunterliegende Material schützt. Du brauchst also keinen Lack oder anderen Rostschutz - ein Fahrradrahmen aus nacktem Aluminium wird in 100 Jahren nicht rosten.
Also, Aluminiumrahmen sind:
- leichter
- steifer
- haltbarer, bzw. unkomplizierter im Umgang
- nicht unbedingt teurer
als Stahlrahmen.
Deshalb gibt es schlicht keinen Grund, einen Stahlrahmen zu verwenden, wenn man auch einen aus Alu haben kann. Individualisten, die unbedingt was Besonderes wollen oder den Flex als Komfortgewinn sehen, mal ausgenommen.
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Kommen wir zu Titan.
Titan liegt gewichtsmäßig und mechanisch zwischen Stahl und Aluminium. Das heißt, dass ein Rahmen aus Titan zwar schwerer ausfällt als einer aus Alu, aber trotzdem leichter als Stahl. Außerdem bildet Titan wie Aluminium eine Oxidschicht aus, sodass es gegen Korrosion beständig ist.
Außerdem ist Titan ein sehr hübsches Metall. Schaue dir spaßeshalber mal Bilder vom Guggenheim-Museum in Bilbao an. Titan kann bei passendem Lichteinfall silbrig aussehen, aber auch fast golden. Sehr edel! Das passiert bei Aluminium nicht.
Dummerweise ist Titan sehr teuer - als Rohstoff etwa 5x so teuer wie Aluminium. Und man muss beim Schweißen von Titan viel mehr aufpassen; das ist nichts für Roboter. Also nochmal teurer. Ein Titanrahmen aus Serienfertigung fängt bei mindestens 1000€ an. Nur der Rahmen. Aus diesem Grund ist Titan etwas für Leute, die sich den besonderen Look auch gerne was kosten lassen.
Bambus und GFK Werkstoffe sind auch im Rahmenbau bekannt.
Wegen des Gewichts und - bei Titan - zusätzlich wegen der Stabilität. Es ist bei der Herstellung der meisten Konsumprodukte das Ziel, sie so leicht wie möglich zu machen; dies gilt auch für Fahrräder.
Gruß Matti
Das Gewicht Stahl/Titan/Alu verhält sich wie 7800/4500/3000
aber die Steifigkeit etwa wie 21000/11400/7000
also muss für gleiche Steifigkeit ein Titan- oder Alurohr einen entsprechend größeren Durchmesser haben, aber das Gewicht steigt dabei weniger stark an.
Na weil es leichter ist, fertig (und Titan gleichzeitig stabiler)