Vandaag de dag zijn fietsen veel beter en geavanceerder dan vroeger, dankzij jaren van ontwikkeling. Het gebruik van aluminium spuitgietwerk is een belangrijke factor achter de vooruitgang in productietechnologieën. Met dit proces kunnen fabrikanten precieze, sterke en lichte voorwerpen maken. Naarmate de fietsindustrie nieuwe technologieën introduceert, wordt spuitgieten van aluminium meer gebruikt bij het maken van fietsonderdelen die zowel productief als superieur zijn. 

In dit artikel wordt ingegaan op spuitgieten van aluminium, de belangrijkste toepassingen, veelvoorkomende toepassingen bij het maken van fietsonderdelen en de waarschijnlijke invloed op fietsen in de komende jaren.

Een overzicht van hoe fietsonderdelen zijn veranderd

Er is veel veranderd aan fietsen sinds ze voor het eerst verschenen in het begin van de 19e eeuw. De hele structuur van moderne fietsen, hoe eenvoudig of geavanceerd ook, heeft aanzienlijke veranderingen ondergaan.

Begonnen tijdens de vroege periode, tussen 1817 en de jaren 1860

De geschiedenis van fietsonderdelen begint in 1817 met de uitvinding van de Draisine door Karl Drais, die hij een "stokpaardje" noemde. Dit voertuig had geen pedalen of ketting en werd aangedreven door de voeten van de berijder die tegen de grond duwden. Ze maakten alleen het frame en de wielen van hout, zonder remmen, krukassen of lagers. Het werd geen echte fiets, maar het bracht wel een deel van de latere fietsen op de markt.

De jaren 1860 tot 1880, de traprevolutie

Vervolgens werden er pedalen toegevoegd aan het voorwiel van de Velocipede, waardoor hij bekend werd als de "bottenmaker". IJzeren frames en houten wielen met harde rubberen banden gaven de fietsen een oncomfortabel rijgedrag. Toen de pedalen eenmaal waren uitgevonden, maakten ze plaats voor de eerste crank, waardoor de aandrijving werd verbeterd. Toch waren de remmen en versnellingen op deze fietsen niet erg effectief, zodat ze alleen in beperkte situaties snel konden gaan.

Het tijdperk van de hoge wielen duurde tussen 1870 en 1880.

Dit type fiets werd de Penny Farthing genoemd omdat het een groot voorwiel had en een veel kleiner achterwiel. Rijden op een groter voorwiel gaf je snelheid voor elke trap die je nam, maar het bracht ook een gevaar met zich mee. Omdat de berijder hoog boven de grond zat, kon een val letsel veroorzaken. In de late jaren 1800 werden spaakwielen, primitieve remhendels en betere pedaalkrukken gemaakt. Hoewel hij moeilijk te berijden was, hielp de high-wheeler de standaard voor fietsen te verhogen, zowel wat metalen als wielen betreft.

Innovatie van de veiligheidsfiets 

De Safety Bicycle van John Kemp Starley, die in 1885 werd geïntroduceerd, veranderde de manier waarop fietsen werden gemaakt ingrijpend. Omdat het twee wielen van dezelfde grootte had, een ketting die het achterwiel aandreef en een laag zwaartepunt, werd het het eerste ontwerp voor moderne fietsen. Door dit ontwerp gebruiken we nu nog steeds kettingaandrijvingen, freewheels, opblaasbare banden en remklauwen. De nieuwe uitvindingen maakten fietsen veiliger, comfortabeler en efficiënter, waardoor meer mensen plezier kregen in het gebruik van fietsen.

In de 20e eeuw werden auto's verbeterd en in grotere hoeveelheden geproduceerd.

Het was tijdens en kort na de oorlogen van de 20e eeuw dat fietsen snel vooruitgingen en massaal werden geproduceerd. In de jaren 1930 maakte het gebruik van derailleurs het mogelijk voor fietsers om hun snelheid aan te passen terwijl ze bergop of vlak terrein reden. In de jaren 1950 tot 1970 werd aluminium gebruikt in velgen, sturen en cranks omdat het lichter was dan staal, maar net zo sterk. Snelspanners, clipless pedalen en betere remsystemen behoren tot de laatste innovaties die hebben geholpen de fietsen van vandaag vorm te geven.

De jaren van de jaren 1980 tot nu

In de jaren 1980 werd de ontwikkeling van mountainbikes, racefietsen en e-bikes moedigde nieuwe vooruitgang in fietsontwerpen en materialen aan. Veel fietscategorieën begonnen verende vorken, hydraulische schijfremmen, aerowielstellen en tubeless banden te gebruiken. Door het gebruik ervan werden onderdelen lichter, sterker en ingewikkelder. De fietsen van vandaag hebben vaak elektronische versnellingen, motoren die in de fiets zijn ingebouwd en verschillende onderdelen die zijn geproduceerd met CNC-bewerking of spuitgieten. De fietsen die vandaag de dag verkrijgbaar zijn, zijn zeer efficiënt omdat ze zowel oude als nieuwe technische principes gebruiken.

Leren over spuitgieten van aluminium

Bij het spuitgieten van aluminium wordt gesmolten aluminium onder hoge druk in een stalen mal geduwd. Wanneer het metaal uitgehard is, gaat de matrijs open en wordt het nieuw gevormde voorwerp uitgestoten. De methode produceert complexe vormen die nauwkeurig zijn in alle dimensies en een gladde afwerking kunnen krijgen.

Over het algemeen zijn er twee belangrijke technieken die worden gebruikt bij spuitgieten:

• Metalen met een laag smeltpunt, zoals zink, worden gebruikt bij het warmkamergieten.
• Koudkamergieten wordt gebruikt voor aluminium omdat het bij veel hogere temperaturen moet worden gesmolten.

Koudkamergieten wordt over het algemeen gebruikt bij het maken van fietsen, omdat aluminium de juiste eigenschappen heeft. Hierdoor kunnen veel lichtgewicht onderdelen worden gemaakt die even sterk en betrouwbaar zijn.

Waarom aluminium?

Veel onderdelen in fietsen zijn tegenwoordig gemaakt van aluminium. Redenen voor de populariteit zijn te vinden in de gunstige eigenschappen.

• Verminderd gewicht: Aluminium is een licht materiaal, wat het gewicht van de fiets minimaliseert, iets wat cruciaal is voor zowel racefietsen als mountainbiken.
• Corrosiebestendig: Aluminium is corrosiebestendig omdat het na verloop van tijd niet gaat roesten. De speciale oxidelaag op het oppervlak voorkomt dat het wordt aangetast door de omgeving.
• Ergens tussen staal en plastic: Hoewel aluminium in veel opzichten minder sterk is dan staal, weegt het minder en kan het gemakkelijk worden gegoten.
• Milieuvriendelijk: Een milieuvriendelijke manier om drankjes te kopen is kiezen voor aluminium, omdat het meerdere keren gerecycled kan worden.
• Kostenefficiënt: Het is veel gemakkelijker om aluminium producten in grote hoeveelheden te produceren, omdat het materiaal minder duur is dan koolstofvezel of titanium.

De eerder genoemde voordelen maken aluminium bruikbaar voor meer onderdelen van een fiets, en veel onderdelen worden ook gemaakt door middel van spuitgieten.

Hoe wordt aluminium gegoten als fietsonderdelen?

Het spuitgieten gebeurt in fasen om te garanderen dat de uiteindelijke aluminium onderdelen van uitstekende kwaliteit zijn. Dit is hoe het werkt:

1. De mal maken

Aan de hand van de blauwdruk van het te maken onderdeel wordt een speciale stalen mal gemaakt. Fabrikanten maken de mal snel schoon en brengen smeermiddel aan voor elke run.

2. Aluminium verhitten om te smelten

Aluminium in blokken wordt in een oven verhit tot een temperatuur van ongeveer 660 °C (1220 °F). Om aluminium consistent te maken, wordt het gesmolten aluminium op een constante temperatuur gehouden.

3. De mal vullen

Het gesmolten aluminium wordt onder zeer hoge druk in de vormholte geduwd door een spuitgietmachine met koude kamer. Door deze druk neemt het metaal alle juiste vormen aan in de mal.

4. Koelen en instellen

Binnen enkele seconden wordt het aluminium hard en stolt het in de matrijs. Goed koelen is nodig om fouten in onderdelen te minimaliseren en hun sterkte te verbeteren.

5. Het onderdeel wordt uit het lichaam geworpen

Zodra het metaal volledig vast is, wordt de mal geopend en wordt het gevormde onderdeel uitgeworpen. Onderdelenmakers kunnen het onderdeel veilig vrijgeven met behulp van uitwerppennen.

6. De volgende stappen zijn trimmen en afwerken

Overtollig plastic afval (zoals uitlopers) wordt afgesneden. Om betere prestaties en een mooier uiterlijk te krijgen, kan het onderdeel machinaal worden bewerkt, gepolijst, van een oppervlaktebehandeling worden voorzien of worden geverfd.

7. Kwaliteit bewaken en controleren

Elk onderdeel wordt gecontroleerd op defecten zoals open plekken, scheuren en onregelmatigheden. Bij kwaliteitsborging is het belangrijk dat alles wat geproduceerd wordt alleen de eindfase of verzending bereikt als het exact voldoet aan de specificaties.

Onderdelen van fietsen die zijn gemaakt door spuitgieten van aluminium

Een groot aantal onderdelen die nodig zijn voor een fiets kunnen worden vervaardigd met spuitgietaluminium. De carrosserie bevat veel onderdelen die sterk, duurzaam en precies moeten zijn om goed te functioneren. Veel mensen gebruiken deze woorden hiervoor:

1. Zwengelarmen

Met behulp van de crankarmen wordt energie uit je benen naar het aandrijfsysteem gestuurd. Lichtgewicht crankarmen met ingewikkelde vormen kunnen worden gemaakt door middel van het proces dat bekend staat als spuitgieten.

2. Pedaallichamen

Ze moeten de berijder ondersteunen en de regelmatige beweging van de voeten weerstaan. Deze gegoten carbon pedalen zijn sterk, kunnen naar wens gevormd worden en maken het ook mogelijk om poorten en reflectoren in hun ontwerp te verwerken.

3. Remhendels

De veiligheid van de remmen is gegarandeerd als de hendels de perfecte vorm en sterkte hebben. Met spuitgietwerk produceren fabrikanten hendels die comfortabel zijn en elke keer op dezelfde manier werken.

4. Stoelklemmen en -poten

Ze ondersteunen de stoel en zorgen ervoor dat je hem gemakkelijk omhoog of omlaag kunt zetten. Onderdelen die worden geproduceerd door spuitgieten zijn zowel nauwkeurig als duurzaam genoeg om vele malen te worden gebruikt terwijl ze worden vastgeklemd.

5. Onderdelen voor ophanging

Spuitgieten wordt vaak gebruikt bij de ontwikkeling van schokdempers en hefinrichtingen voor mountainbikes en off-road fietsen. De onderdelen moeten licht zijn, maar wel bestand tegen de effecten van bewegen over ruw terrein.

6. Behuizingen voor E-bike motoren

Omdat er steeds meer elektrische fietsen worden geproduceerd, is spuitgieten nodig om batterijbehuizingen en motorkappen te maken die hittebestendig en duurzaam zijn.

Soorten aluminiumlegeringen die meestal worden gebruikt in fietsonderdelen

Fietsfabrikanten vertrouwen op aluminiumlegeringen omdat ze sterk, licht, roestbestendig en gemakkelijk te vormen zijn. Hieronder staan de aluminiumlegeringen die het meest worden gebruikt bij het maken van fietsen, met name gegoten onderdelen:

1. A380 legering

• Samenvatting: Dit is een van de meest voorkomende gietlegeringen.
• Capaciteiten: Gemakkelijk te vormen, bestand tegen corrosie en relatief sterk.

Vaak worden deze materialen aangetroffen in remhendels, pedaallichamen, behuizingen van elektromotoren en diverse constructieonderdelen.

2. Aluminiumlegering 6061

• Essentie: Een type legering dat kan worden verwarmd om gemakkelijk te gieten, maar soms wordt het gebruikt in spuitgietwerk waarbij extra processen worden gebruikt.
• Kenmerken: Het metaal is enorm sterk, gemakkelijk te lassen en corrodeert weinig.

Veel fietsen worden gebouwd met behulp van hun frames, crankarmen, zadelpennen en stuur.

3. 7075 legering

• In het kort: Een legering met een zeer sterke structuur voor zijn gewicht.
• Kenmerken: Sterk en veel lichter dan 6061, maar het corrodeert gemakkelijker.
• Gebruik omvat: Gebruik racefietsonderdelen, cranksets en delen waar extra sterkte nodig is.

4. Aluminiumlegering ADC12

• Een kort overzicht: Veel gebruikt op Japanse en Aziatische markten, net als de A380.
• Kenmerken: Vloeibaar gelegeerd, probleemloos gietbaar en zeer sterk tegen slijtage en corrosie.
• Gegoten onderdelen: Gegoten onderdelen zijn gebruikelijk voor onderdelen als remarmen, kettingbladen en andere onderdelen in de aandrijflijn.

5. Aluminiumlegering 356

Voornamelijk gebruikt in zandgieten en precisiegieten, maar verschillende ontwerpen van dit materiaal worden gebruikt in geavanceerd spuitgieten.

• Kwaliteiten: Ze zijn erg sterk en flexibel na een warmtebehandeling en corroderen niet snel.
• Toepassingen: Onderdelen van de ophanging vervangen en aangepaste of snellere onderdelen bouwen.

Een geschikte legering kiezen

Hoe een onderdeel zal worden gebruikt, hoe sterk het moet zijn, de manier waarop het zal worden vervaardigd en het budget helpen bij het bepalen van de geschikte legering. Als het gaat om grote aantallen spuitgietwerk, worden A380 en ADC12 gekozen omdat ze goed presteren en eenvoudig te gieten zijn. De populairste metalen voor hoogwaardige fietsen zijn 6061 en 7075.

Kies de juiste fietsonderdelengieterij

Zorg ervoor dat een gietbedrijf voor fietsonderdelen hoogwaardige, nauwkeurige en betrouwbare onderdelen levert. Wanneer de technologie van het spuitgieten van aluminium wordt gebruikt, blijken de geproduceerde onderdelen sterk en licht te zijn en consistente en correcte afmetingen te hebben. Probeer een bedrijf te vinden dat alle volgende diensten biedt:

• Gereedschap en mallen van topkwaliteit
• ISO-normen voor kwaliteitscontrole
• Vaardigheden en ervaring in fiets- of auto-onderdelen
• Ondersteuning voor het maken van nieuwe ontwerpen en prototypes
• Een snelle doorlooptijd en eerlijke prijzen

Als je een betrouwbare leverancier vindt, kun je verwachten dat je fietsonderdelen sterk en roestvrij zijn en goed presteren. Met de juiste service verbeter je niet alleen de kwaliteit van je producten, maar verlaag je ook je kosten, bijvoorbeeld voor crankarmen, pedalen en behuizingen voor e-bikes.

De voordelen van gegoten aluminium voor fietsen

Gieten van aluminium biedt veel nuttige voordelen tijdens de productie en het gebruik, vooral voor fietsonderdelen.

1. Nauwkeurig en betrouwbaar

Kortere metalen onderdelen kunnen met hoge nauwkeurigheid worden gemaakt door de spuitgiettechniek te gebruiken. Assemblage en prestaties vereisen dat alle onderdelen hetzelfde zijn en dat is wat we krijgen.

2. Gewichtsbesparing

Dankzij de externe structuur van de fiets kunnen rijders profiteren van een hogere snelheid of gemakkelijker bewegen zonder het gewicht te verhogen.

3. Verhoogde productiesnelheid

Als de matrijs klaar is, kunnen er snel veel dezelfde onderdelen worden gemaakt. Daarom wordt spuitgieten vaak gebruikt bij grootschalige productie.

4. Kwaliteit van het oppervlak 

Nabewerking is zelden nodig voor gegoten onderdelen. Goed afgewerkte onderdelen lopen minder schade op en zien er beter uit dan slecht afgewerkte onderdelen.

5. Kosteneffectiviteit

Ook al is het duur om de matrijs voor een product te maken, de kosten per product nemen af naarmate het aantal onderdelen toeneemt. Dit is perfect voor grootschalige fietsfabrikanten.

6. Ontwerpflexibiliteit

Structuren en ontwerpen zoals ribbels en logo's kunnen alleen worden gegoten door middel van spuitgieten, omdat andere technieken, zoals smeden of machinaal bewerken, dit niet kunnen.

Uitdagingen en barrières

Gieten van aluminium wordt als zeer nuttig beschouwd, maar het heeft wel enkele gebreken. Er zijn beperkingen waar fabrikanten aan moeten denken voordat ze een voertuig in elkaar zetten.

1. Hoge gereedschapskosten

Het kost veel tijd en geld om stalen matrijzen te produceren. Dit wordt een grote uitdaging voor kleine producenten van aangepaste fietsen.

2. Poreusheid in structuren

Als er tijdens het gieten gas wordt ingesloten, kan het metaal kleine gaatjes krijgen die porositeit worden genoemd en die invloed kunnen hebben op de ondersteuning en op het hechten van verf aan het oppervlak.

3. Lagere vervormbaarheid

Bij plotselinge schokken en stoten zal gegoten aluminium eerder barsten dan gesmeed aluminium. Daarom mogen ze niet in de buurt komen van elementen die blootstaan aan grote schokken.

4. Beperkte aanpassing

Aangezien spuitgieten de beste productiewijze is voor grotere bestellingen, is een andere aanpak, zoals CNC-bewerking of 3D-printen, beter als je maar een paar stuks nodig hebt.

De voordelen en effecten voor het milieu

Het idee om duurzaam te zijn komt langzaam centraal te staan in de productie. Gelukkig helpt het proces van aluminium spuitgieten om milieudoelstellingen te halen.

• Het kan vele malen worden gerecycled omdat er minimale energie wordt gebruikt.
• Weinig afval: Omdat de onderdelen bijna klaar zijn voor gebruik, wordt er bij spuitgieten weinig materiaal verspild.
• Dankzij de nieuwe gietmethoden is er minder vermogen nodig en is er minder uitstoot.

Sommige bedrijven maken gebruik van groene gieterijen die afhankelijk zijn van hernieuwbare elektriciteit en de waterkringloop sluiten om de impact op het milieu te verminderen.

Toekomstperspectief

Vooruitgang op het gebied van materialen en de manier waarop spuitgietaluminium wordt geproduceerd, zorgt voor een mooie toekomst in de fietsindustrie. Enkele nieuwe trends beïnvloeden de volgende golf fietsaccessoires.

1. Elektronische integratie

Het gebruik van e-bikes en slimme fietsen neemt toe. In de toekomst zullen spuitgietonderdelen worden ontworpen met functies voor draden, sensoren en ingebouwde verlichting.

2. Hybride componenten

Textiel, koolstofvezel en polymeer inzetstukken die samen met gegoten aluminium worden gebruikt, maken het voor fabrikanten mogelijk om zowel gewicht als geld te besparen.

3. Computerondersteund ontwerpen

Kunstmatig intelligente hulpmiddelen betere onderdeelgeometrie, beter functioneren en minder gebruik van middelen mogelijk maken.

4. Productie op aanvraag

Door ontwikkelingen in de spuitgiettechnologie is het nu eenvoudiger voor kleine bedrijven om geweldige onderdelen te krijgen in een redelijk tijdsbestek.

Conclusie

Het spuitgieten van aluminium heeft de manier waarop fietsonderdelen worden geproduceerd volledig veranderd. Dankzij deze methode zijn de crankarmen, pedalen, motoronderdelen en remonderdelen lichter, sterker en passen ze nauwkeuriger. Er zijn bepaalde problemen, zoals hoge installatiekosten en weinig ruimte voor aanpassingen, maar fietsmakers hebben het nog steeds nodig vanwege de waarde ervan.

De populariteit van fietsen, zowel ouderwetse als moderne, zal leiden tot een nog groter belang voor spuitgieten van aluminium. Omdat het profiteert van recente vooruitgang op het gebied van ontwerp, milieuoverwegingen en technologie, zal dit soort fabricage fietsen helpen evolueren naar de toekomst.

FAQs

1. Hoe wordt het proces van aluminium spuitgieten uitgevoerd?

In dit proces wordt gesmolten aluminium toegevoegd aan mallen om de benodigde onderdelen vorm te geven. Veel fietsen worden gebouwd met aluminium om zowel sterkte als lichtheid te garanderen.

2. Welke cyclusstukken worden gevormd met behulp van spuitgieten?

De meeste fietsen hebben crankarmen, pedalen, remhendels, zadelklemmen en soms motorhuizen. Ze profiteren van de vitale en sterke aard van het proces.

3. Is gegoten aluminium bestand tegen belastingen?

Ja, ze zijn sterk en licht genoeg om te gebruiken in verschillende rijsituaties. Toch kunnen bepaalde dodelijkste wapens een versterkte of gesmede constructie gebruiken.

4. Zijn fietsonderdelen geschikt om door middel van spuitgieten te worden gemaakt?

Massaproductie van voorwerpen met kunststof is heel betaalbaar. Hoewel het veel kost om gereedschap te maken, daalt de prijs van elk onderdeel naarmate het aantal toeneemt.

5. Is aluminium spuitgieten vriendelijk voor het milieu?

Aluminium kan herhaaldelijk worden gerecycled, waardoor er weinig afval ontstaat. Door gebruik te maken van duurzame energie produceren fabrikanten goederen efficiënter.