Hlavní stránka Novinky a Články SLITINY TITANU – EXKLUZIVITA NA PRVNÍM MÍSTĚ

Novinky a Články

SLITINY TITANU – EXKLUZIVITA NA PRVNÍM MÍSTĚ

autor: Jakub Pernica datum: 22.6.2017

SLITINY TITANU – EXKLUZIVITA NA PRVNÍM MÍSTĚ Titan je v cyklistice vnímám jako jeden z nejexkluzivnějších materiálů. Vyniká výborným poměrem mezi pevností a hustotou. Slitiny titanu mají také výbornou korozní odolnost a rámy vynikají vysokým komfortem, který je dán nízkým modulem pružnosti a také konstrukčním návrhem rámu kola.

 

Titan jako prvek

Titan patří mezi neželezné kovy. Měrná hmotnost čistého titanu činí 4,5 Kg.m-3 a modul pružnosti v tahu 115 GPa. Titan se vyskytuje ve dvou alotropních modifikacích. To znamaná, že se prvek vyskytuje ve více strukturních formách, které mají rozdílné fyzikální vlastnosti. Do teploty 888 °C je stabilní fáze alfa, která krystalizuje v těsné hexagonální struktuře. Nad touto teplotou až po teplotu tavení 1668 °C je stabilní fáze beta, která má strukturu kubickou prostorově středěnou.

 

Výroba slitin titanu

O moderní technologii výroby titanu a jeho slitin se velmi zasloužil metalurg Dr. William Justin Kroll. Jeho proces je ve velké většině případů používán do dnes. Princip výroby spočívá v působení chlóru a uhlíku na rudy, které obsahují titan. Touto metodou je získáván chlorid titaničitý. Aby bylo možné získat z chloridu titaničitého kov, je nutné ho redukovat roztaveným hořčíkem v argonové atmosféře. Tímto způsobem vznikne tuhá, pórovitá látka. Odstraněním hořčíku a následným přetavením je možné titan používat pro konkrétní výrobky.

 

Aditivní metoda

3D tisk (aditivní metoda) pracuje na principu postupného vrstvení materiálu. Všechny stroje pro aditivní metodu, pracují na principu rozložení počítačového modelu na tenké vrstvy, které stroj přenese ve skutečnou součást. Aditivní metoda, neboli 3D tisk, je využíván již několik let. V cyklo průmyslu se používá poměrně dlouhou dobu při vývoji nových rámů. Dlouhou dobu šlo však jen o prototypy, na kterých se ověřovala reálná funkčnost odpružení a dalších konstrukčních prvků rámu kola. Tyto prototypy byly a jsou vyráběny zpravidla z plastu. Zlom však přišel v roce 2014, kdy byl představen první titanový rám vyrobení aditivní metodou.

Při vývoji titanového rámu se vycházelo z rámu, který byl vyroben ze slitin hliníku. Kvůli odlišným vlastnostem obou materiálů, byl však titanový rám, vyráběný aditivní metodou, dimenzován pomocí topologické optimalizace, ktera je založena na výpočtové metodě konečných prvků. Z částí rámu, kde je menší namáhání je odebírán materiál, dokud není dosaženo optimální konstrukce z hlediska pevnosti. Díky aditivní metodě je možné vyrobit téměř jakýkoliv výrobek různé tvarové obtížnosti a dosáhnout tak velmi nízké hmotnosti, při zachování požadované pevnosti a tuhosti rámu. Kvůli rozměrům rámu kola byl finální rám slepen z  několika částí.

 

Pokračujte na další část série článků

 

Zdroje:

HRIVŇÁK I., 2009: Zvaranie a zvariteľnosť materialov. Trnava: STU, ISBN 9788022731676

PTÁČEK L a kol., 1999: Nauka o materiálu II. Brno: CERM, ISBN 80-7204-130-4

ADITIVNÍ METODA [online] 2017, dostupné z: www.renishaw.cz

 


Diskuse

Zobrazit vše Zobrazit vybrané Vložit příspěvek


Podobné články

MATERIÁLY RÁMŮ KOL

Hodnocení: 0%

MATERIÁLY RÁMŮ KOL Konstrukční materiály zásadně ovlivňují vlastnosti kola, ať už se jedná o hmotnost, tuhost jednotlivých částí rámu či schopnost absorbovat různé nerovnosti. Přinášíme vám sérii článků, kde podrobně rozebereme jednotlivé konstrukční materiály, které se dnes pro výrobu rámů kol nejčastěji používají. Podíváme se na jejich mechanické vlastnosti a zjistíme, jaké trendy se v tomto odvětví cyklistiky objevují.

OCEL – NESTÁRNOUCÍ CYKLISTICKÝ MATERIÁL

Hodnocení: 0%

OCEL – NESTÁRNOUCÍ CYKLISTICKÝ MATERIÁL Jakým jiným materiálem bychom mohli začít než ocelí. Ocel je považována za klasický cyklistický materiál, který je s koly spojen po mnoho generací. I když s příchodem hliníkových slitin zaznamenaly ocelové rámy poměrně velký útlum, tak v posledních letech zase zažívají celkem velký vzestup. Mnoho lidí už nechce komerční hliníkové, nebo karbonové rámy, kde se na individualitu moc nehledí. Můžeme tak pozorovat vzestup tzv. garážovek, kde jsou rámy kol vyráběny ručně, zpravidla přímo pro konkrétního zákazníka.

SLITINY HLINÍKU – MATERIÁL DVACÁTÉHO PRVNÍHO STOLETÍ

Hodnocení: 0%

SLITINY HLINÍKU – MATERIÁL DVACÁTÉHO PRVNÍHO STOLETÍ Slitiny hliníku se staly nedílnou součástí moderní cyklistiky. Ve velké míře jsou používány nejen na samotné rámy, ale také na velkou část komponentů jako jsou řídítka, představce, ráfky atd.