ALUMINIUM – Det mest undervurderede vidundermateriale

I historien om rammematerialer er stål romantisk, titanium magisk, og kulfiber er supermaterialet alle vil eje. Aluminium derimod, bliver ofte set i et negativt  lys, selvom aluminium er meget udbredt, lige fra billige løbecykler til meget dyre eksotiske ladcykler. Den almene opfattelse blandt lægfolk er at det er billigt, hårdt, skørt og ikke særlig holdbart. Dette er langtfra tilfældet, for aluminium er lidt af et mirakelmateriale, der fortjener megen større respekt.

Aluminium er et undervurderet mirakelmateriale der fortjener større respekt !

Det er en kombination af materiale og ingeniørkunst samt design og teknik der gør forskellen. Richard Sachs den måske mest ansete nulevende stålramme bygger i verden, er stor fan af aluminium som rammemateriale. Sachs havde en Gaulzetti Corsa i aluminium, som desværre led en trist skæbne efter et sammenstød med en firhjulet  komfort SUV’er.
Cyklen havde store aluminiumsrør, skrånende overrør, BB30 krankboks, integreret saddelrør og kulfiberforgaffel. Selv den var meget forskellig fra de cykler, han selv bygger, kunne Sachs godt lide Gaulzetti. Ikke fordi den var i aluminium, men fordi den passede ham godt og kørte godt. Den var så modsat af alt det, han selv laver, men alligevel var den faktiske kørsel et spejlbillede af det, jeg laver til mig selv. Det havde min kørestillings kontaktpunkter smeltet sammen med et klassisk rammedesign. Med hensyn til hvordan Corsa kørte i forhold til hans cykler, siger Sachs: “Jeg kunne ikke se eller mærke nogen forskel. Det er et udsagn, der sandsynligvis vil få traditionalister over hele verden til at tabe kæben.”

Alle rammematerialer har deres gode og dårlige sider. Men selv blandt de almindelige materialer er aluminium unikt. Det findes i rigelige mængder og til en rimelig pris. Når det bruges rigtigt, har det en god følelse, og det har en blanding af egenskaber, der passer godt til cykelstel. Ikke uden grund at disse stel har  vundet alt fra Tours de France til verdensmesterskaber i MTB downhill.

Med 1/3 af stålets massefylde og ca. halvdelen af titanium massefylde, er aluminium et populært materiale i alle sammenhænge, hvor vægten er vigtig. Tag fly-aluminium som bruges dagen lang året rundt hele dagen. Saturn V-raketten, der bragte astronauter til månen, joda  primært aluminium. Så det er kun naturligt, at cyklister der er besat  af lav vægt også synes  det er et attraktivt rammemateriale.

Selvom aluminium er let, er vægt kun én egenskab, og aluminiums andre metallurgiske egenskaber kræver andre designtilgange end stål. Du bliver måske overrasket over at høre, at de første aluminiumsstel eksempelvis  Alan og Vitus var meget fleksible. Det skyldes, at aluminium er mindre stift end titanium eller stål, så når raammebyggere på daværende tidspunkt tog viden om rørdiametre fra stål og erstattede dem med aluminiumsrør, blev resultatet bløde rammer.

Aluminiums forlængelse (hvor langt det kan bøjes, før det går i stykker) og udholdenhedsgrænse (hvor mange gange kan det bøjes, før det går i stykker) er også lavere end for titanium og stål. Men aluminiums lave massefylde hjælper det med at kompensere for underskud i andre egenskaber. Fordi det er mindre tæt, kan man bruge mere af det for at kompensere for dets lavere stivhed og styrke uden at tilføje megen vægt.

Den næste store udvikling kom, da Cannondale og Klein øgede rørdiametrene til langt over stålstandarderne. Aluminiumsrammer blev stivere og stærkere. Det var på dette tidspunkt, at aluminium blev berømt for sin stivhed og berygtet for sin ukomfortable kørefornemmelse. Trods den lidt hårde start, var aluminiums lave vægt  i kombination med de relativt lave omkostninger og den nemme forarbejdning en uimodståelig tiltrækningskraft. Folk blev ved med at eksperimentere og forbedre aluminiumsrammers design og teknologier.

Et af de navne, der er mest forbundet med moderne cykelstel i aluminium, er Chuck Teixeira. Siden 2011 har han været Senior Concept Engineer hos Specialized, hvor han har været med til at udvikle produkter i mange materialer, herunder det nye Allez Sprint-aluminiumstel. Før Specialized tilbragte Teixeira 28 år hos Easton hvor han til sidst blev teknisk direktør med speciale i aluminiumsprodukter. Hans opgaver omfattede produktudvikling, procesudvikling og termisk udvikling. Det var Teixeira, der udviklede de banebrydende Easton ProGram og Taperwall aluminiumsrørsæt, som på daværende tid satte referencen for lav vægt contra komfort, stivhed og holdbarhed.

De gamle meninger om aluminium stereotype ulemper er sejlivede. Korrekt design ved brug af aluminium er uhyre vigtigt, også vigtigere end både stål og titanium. Men ikke kun  materialet. Det er en kombination af materiale og ingeniørkunst, design og teknikker. De seneste år er resultatet en akkumulering af viden sammen med teknologiske fremskridt. Resultatet er, at nutidens aluminiumscykler ikke har meget til fælles med de oprindelige aluminiumsrammer .Avanceret procesteknik er afgørende.

Udfordringen ved at konstruere en god aluminiumsramme ligger primært i svejsningerne. I stål eller titanium kan svejsezonerne være næsten lige så stærke som selve rørene. Men når man svejser aluminium, mister man styrke i de zoner. dette er en af grundene til at der bruges hydroformning der giver komplekse kiler og andre teknikker til at afstive de “svage” sammensvejsninger. Aluminiums lave massefylde giver designerne en masse materiale at arbejde med. Man kan så og sige flytte det rundt i systemet. Du har et svagt punkt eller et sted med høj belastning, og du kan lægge en masse materiale der. Med titanium og stål, som har en tæthed, der er to eller tre gange større end aluminium, har man ikke så meget at gøre godt med. Man løber tør for materiale, fordi tingene bliver for tunge.

Mere end andre metaller har aluminium nydt godt af at få støbte rør eller rør med variabel vægtykkelse. Det giver mere materiale, hvor det er nødvendigt for styrken, men fjerner materiale, hvor styrken er mindre vigtig. Det var et stort skridt fremad for aluminium, ikke fordi det gjorde aluminiumsrammerne lettere eller stærkere, men fordi det gav mere fleksibilitet i mindre belastede områder, hvilket forbedrede køreegenskaberne. Et andet stort spring i aluminiums ydeevne kom med fremkomsten af hydroformning (brug af olie under tryk til at skabe komplekse rørformer). Hydroformning (kombineret med at aluminium er let at bearbejde) gør, at det kun overgås af kulfiber i sin evne til at blive formet og tunet. Det er derfor, aluminiumsrammer specielt de seneste år har nærmet sig kulfiberens ydeevne og vægt, men til langt lavere priser.

En rammes kronrør og krankboks har de største krav til styrke. Så i disse områder skal en aluminiumsramme være stiv (for at reducere bøjning, der fører til udmattelsessvigt) og overbygget (på grund af tabet af styrke efter svejsning). Men mange andre områder af stellet har ikke disse krav. Det er i midten af røret, at magien og videnskaben faktisk sker.

De gamle Kleins og Cannondale rammer  var forstærkede og hårde og stive og stærke hele vejen igennem. Multiplicer det med alle syv rør på cyklen, og pludselig har du en tabende kombination. Det er måske let og stærkt nok, men det er bare hårdt og ukomfortabelt at cykle på.  I modsætning hertil har nutidens aluminiumscykler kun denne stivhed, styrke og forstærkning i de områder af røret, hvor det er nødvendigt, mens resten af røret kan være fleksibelt, det kan være blødt, det kan være alt, hvad du vil have det til at være, fordi styrken og stivheden ikke er så vigtig.

De mange forskellige stilarter og priser skader også opfattelsen af aluminium. Fordi det er så allestedsnærværende, ser nogle materialet som billigt og ikke så højteknologisk. Fordi det bruges til at lave øldåser og løbecykler forstærker det opfattelsen som et underlødigt materiale til f.eks en High End Cannondale CAAD13.  Denne opfattelse gælder tilsyneladende ikke for stål, selv om det er det foretrukne materiale, når man vil bygge cykler af laveste kvalitet. Men der er forskellige aluminiumslegeringer (og stål), forskellige niveauer af teknik og håndværk og mere eller mindre opmærksomhed på detaljer.

Alt det arbejde Teixeira og andre har gjort har heldigvis de senere år givetpote. Selv billigere cykler høster fordelene af alt det arbejde, der er lagt i at forbedre aluminium: En Giant Escape 3  har et stel i butted aluminium, noget, der engang var et eksotisk rørsæt til de højtydende cykler. Nutidens aluminiumsstel er stærkere og kører jævnt, samtidig med at de har lav vægt og høj stivhed (den gode slags stivhed). Det er værd at nævne igen, at fordi aluminium er rigeligt, billigt og let at manipulere, er aluminium i dag det mest almindelige og mest forskelligartede rammemateriale – både hvad angår pris og cykelstil.

Der er bestemt ingen grund til længere at nedgøre aluminium som rammemateriale til cykler.  Moderne aluminium er undervurderet og får ikke den respekt, det fortjener. Aluminium  over en bred cykelkam er det bedste materiale til cykelstel og ikke mindst, væsentligt mindre resourcekrævende og miljøbelastende end det meget eftertragtede kulfiber der spyttes ud i enorme mængder i disse år.