Aluminium eller hur?
Här skall vi skriva om två olika perspektiv.
Det ena är ur konsumentsperspektiv där vi väger in prestanda, vikt, slitstyrka och pris.
Det andra är ur proffsåkarnas perspektiv, där oftast prestanda och vikt är av betydelse.
För konsumenterna dvs. vi vanliga läsare som betalar vår utrustning själv så är aluminium en mycket vanligt förekommande del i våra cyklar. Vi riktar oss in på drivlinan den här gången.
Normalt sett förutom de dyraste växelgrupperna så består drivlinan oftast av stål och aluminium detaljer.
Vi ser här att framdreven består oftast av aluminium, oftast är dom stansade och samtidigt är växlingsramper formade. Nitar tillsätts och modifiering av tänder för bästa växlingsprestanda och pris.
Materialet är inte höglegerad aluminium utan av en kvalitet där det är formbart men samtidigt tillräckligt styvt nog för tänkt användningsområde. I vissa fall är det kallsmitt, detta betyder att en bit aluminium formas till en färdig detalj under högt tryck mellan två formverktyg. Detta ger betydligt högre styvhet, till ett högre pris.
Fördelarna med aluminium är som nämnt, låg vikt samt ganska styvt och starkt för sin vikt och en annan viktig aspekt, det rostar inte, det är viktigt för konsumenterna att detaljerna på en cykel inte rostar. Då tänker man ju självklart, varför inte kedja och kassett i aluminium.
I teorin är detta möjligt, men vi tar verkligheten här. Vi tar kassetten först.
Ett mästerverk i precision och växlingsprestanda. Idag finns 11 st drev som samsas i ungefär lika stor bredd som forntidens 6 och 7 delade drev. Hur har man lyckats med detta? Ja inte genom att byta material som idag är stål, men inte vilket stål som helst. Om vi bortser från de allra billigaste grupperna, så består mellannivå grupperna av bättre material. Dreven som idag är normalt sett mellan 9 till 10 st på cirka 40mm bredd, dom är oftast cirka 1.6mm tunna uppe där tänder och kedja möts.
Man skall tänka på att ur konsumentperspektiv är det som sagt prestanda, vikt, slitstyrka och pris.
Tillbaka till scenariot där vi tänker oss att en kedja skall få plats och driva runt ett drev som enbart är 1.6mm tjock, men samtidigt så är det inte bara driva runt, det skall gå att växla bra så modifieringar görs på tänderna. Kedjan skall gå neråt och uppåt i sidledes under full kraft, i alla förhållanden för det finns ju 9 eller 10 olika drev som samsas om ett litet utrymme som ger cyklisten det förväntade växelomfånget. Detta sliter på drivlinan enormt mycket.
Tänderna mellan dessa två cyklar men helt skilda användningsområden ser helt olika ut. Man får göra en fin balansgång mellan växlingsprestanda, slitstyrka och vikt. I detta fall är det stål som
uppfyller dessa kriterier bäst. Det finns flera olika nivåer av stållegeringar som kan uppfylla kraven mellan slitstyrka och styvhet. Samtidigt så är stål billigt, mycket billigare än aluminium.
För konsumentprodukter är prioritetsordningen ungefär så här i fallande ordning: Växlingsprestanda, slitstyrka, pris och sist vikt.
Kedjan är av stål och av en god anledning, inget annat material förutom titan kan ersätta stål som material, titan är visserligen lättare men samtidigt inte billigare. Den stora prisökningen mot lägre vikt är svår att motivera.
Nu tar vi det andra perspektivet. Där priset är ointressant, för dessa cyklister får det senaste utan kostnad eller till och med får betalt för att använda dom.
Vi tittar på 2014 års hojar, mestadels är i titan, höglegerat stål och höglegerad aluminium.
Så här långt lite lättare att välja material då kostnad är mindre intressant där i första hand prestanda och vikt räknas.
Då är det ju bara att byta kassettdreven till aluminium då har vi löst problemet med vikten och idag ser man keramiska eller andra coola ytbehandlingar. Då har vi löst problemet med slitstyrkan och då får man en guldstjärna för det? riktigt sant är det inte. Med ett svepelektronmikroskop har jag analyserat drev och sett följande problem:
Ytbehandlingarna förändrar inte hela materialet, endast en mycket liten del av djupet hos materialet. Ett hårt skal på ett mjukt material är lika med att lägga is på en sjö, isen är stark så länge det inte spricker. Är du för tung så spricker isen och du går igenom, sprickorna går åt alla håll.
Föreställ dig att ett spetsigt sandkorn står mellan drevet och kedjan, den splittras direkt tänker vi, ja så länge sandkornet är mjukare än drevet och kedjan, vi kan förutsätta att kedjan är det mest slitstarka komponenten här så vi tittar mer på drevet på kassetten. Nästa sandkorn är mycket tuffare än den senaste, den får hjälp med av kedjan att spräcka ytbehandlingen och gå in i aluminiumet, ytbehandlingen spricker där just pga. aluminiumet under är som vattnet under isen, väldigt mjuk.
Vissa ytbehandlingar är lite segare, vissa är sprödare, men som regel är hårda ytbehandlingar gjorda i keramik och dessa är av sin natur mycket hårda men samtidigt spröda.
Kort och gott, aluminium som kassettdrev är i många fall olämpligt, jag skulle vilja påstå ett direkt felaktigt materialval, då slitstyrkan saknas där, styvheten finns inte där.
Framdrevet är ju i aluminium? ja det stämmer. Där finns ett mycket större antal tänder som fördelar lasten under en halvcirkel mot mindre än en halvcirkel bak, samtidigt som det är ett mindre antal tänder och växlingsramperna är kortare och tvingar kedjan att växla snabbare. Allt detta kostar slitstyrka.
Så för proffsen är titan på de största dreven ett bättre val än aluminium, de mindre dreven bak får bli i höglegerat stål för att få ner vikten genom att göra hål eller tunnare kassettdrev. Det kan man simulera i datorn med speciellt skriven mjukvara för detta och i hopparat med real world tester. Gärna under lång tid för att sortera ut barnsjukdomar och utmattningsproblem. Toppgrupperna är dyra på grund av utvecklingskostnaderna och materialvalen. Denna teknologi sipprar ner i de billigare grupperna under tid.
Här försöker vi undvika absoluta sanningar, då mycket lite information från tillverkarna om materialspecifikationer är känt. Man gör då antaganden utifrån egen erfarenhet.
/Mattias Hellöre, ingenjörstudent.
