Een les in materialen; Staal/RVS - Aluminium of Titanium?
Paramotoren of paramotor trike's kunnen van verschillende materialen of een combinatie hiervan gefabriceerd zijn. Maar wat zijn nu de echte verschillen en wat zijn de voordelen en nadelen van de verschillende materialen? Hieronder een kleine uitleg die je kan helpen bij het maken van een weloverwogen keuze.
TITANIUM EIGENSCHAPPEN
Schitterend in eenvoud
De zachte glans van een licht geborstelde en gepolijste titanium paramotor is uniek. De tijdloze uitstraling van titanium is verleidelijk en onweerstaanbaar. Het aanbrengen van een coating is niet noodzakelijk.
Krachtige flexibiliteit
Een titanium paramotor biedt een ongeëvenaarde verhouding tussen kracht en gewicht voor stijfheid, tegelijkertijd geeft het genoeg mee om trillingen te absorberen.
Onwrikbaar robuust
Titanium laat je niet in de steek wanneer je op betrouwbaarheid moet kunnen rekenen. Je paramotor heeft een superieure levensduur en schokbestendigheid. De natuurlijke Titanium dioxidehuid zorgt ervoor dat roest, verval of corrosie geen kans krijgt, ook niet onder extreme omstandigheden.
MATERIAALVERGELIJKING
Bij de keuze van materiaal voor een paramotor zijn diverse cruciale factoren van belang: gewicht, stijfheid, duurzaamheid, schokbestendigheid, corrosie bestendigheid. We behandelen al deze aspecten in de context van de materiaalkeuze voor een paramotor frame.
Permanente veerkracht
Permanente veerkracht, ook wel bekend als plastische vervorming, is significant hoger in titanium dan in andere materialen en resulteert in de legendarische 'veerkracht'. Dit verklaart waarom een titanium paramotor minder eenvoudig blijvend vervormd na een onfortuinlijke landing.
Weerstand tegen vermoeidheid
De intrinsieke flexibiliteit en hoge treksterkte van titanium zorgt ervoor dat de belasting door intensief gebruik effectief wordt afgevoerd zonder dat het materiaal aangetast wordt, waardoor titanium onverslijtbaar is.
Schokbestendigheid
De hoge trekkracht en lage elasticiteitsmodulus van titanium resulteert in een ongeëvenaarde schokbestendigheid, waardoor titanium paramotor frames en kooien zware klappen en schokken beter weerstaan dan frames van andere materialen.
Roestbestendigheid
De natuurlijke titanium dioxide laag voorkomt oxideren. waardoor roest nooit een probleem wordt, in tegenstelling tot staal. Bovendien treedt er geen corrosie op ook niet na blootstelling aan zure of alkalische omstandigheden, waardoor het uiterlijk en kwaliteit van titanium onaangetast blijft.
Sterkte-gewichtsverhouding
De treksterkte-dichtheidsverhouding van titanium overtreft elk ander materiaal voor paramotor frames. Eenvoudig gezegd is titanium twee keer zo sterk als staal en drie keer zo sterk als aluminium bij een frame met hetzelfde gewicht.
Stijfheid-gewichtsverhouding
Stijfheid is cruciaal voor efficiënte krachtoverbrenging, de verhouding tussen stijfheid en gewicht van titanium is superieur aan alle andere metalen. Titanium combineert lichtheid voor gemakkelijk tillen en klimmen, goede stijfheid voor buitengewone weerstand tegen vervormen en de perfecte balans tussen beide voor het absorberen van trillingen.
Reparatie en lassen
Titanium kan een impact erg goed verdragen, is flexibel en daarmee vele malen minder gevoelig voor vermoeiing. Een kromme buis is meestal met behulp van handen en voetenwerk weer in de juiste vorm te buigen. Titanium wordt pas vervelend als hieraan gelast moet worden. Het vloeibare materiaal in de las de plastische zone én warmte beïnvloede zone direct naast de las zijn hypergevoelig voor zuurstof. Lassen van titanium is goed mogelijk maar slechts met grondige kennis en veel ervaring met dit proces. Als hier niet voldoende aandacht aan geschonken wordt is de garantie op scheuren van de las 100% zonder dat hier overmatige belasting op uitgeoefend hoeft te worden.
Aluminium
Voordeel:
Aluminium is veel goedkoper dan Titanium, relatief eenvoudig te lassen en gemakkelijk vervormbaar. Dit is een voordeel bij de fabricage van een paramotor en een nadeel bij een minder subtiele landing.
Aluminium frames en kooien behoren tot de lichtste in de markt. Je levert stevigheid in.
Terug buigen na schade:
Gebogen aluminium profielen of buizen terugbuigen resulteert veelal in knikken van het materiaal. Een voordeel is dat vervangende onderdelen relatief goedkoop zijn. Aluminium is door middel van het extrusie proces gemakkelijk in complexe vormen te produceren. Kooi segmenten in een gestroomlijnde vorm worden her en der toegepast.
Kleuren van aluminium:
Anodiseren is de benaming voor een behandelmethode van aluminium waarbij een elektrochemisch proces gebruikt wordt om een oxidelaag te vormen op het materiaal. Hierdoor vormt de oxidehuid een beschermende laag op het aluminium. Bijzonder is dat bij het anodiseren geen extra laag aangebracht wordt op het aluminium. Anodiseren kan in kleur of naturel gedaan worden en beschermd het aluminium tegen corrosie. Een anodisatielaag moet volledig verwijderd worden vóór laswerkzaamheden kunnen plaatsvinden.
Staal & RVS
Een paramotor van staal of rvs is relatief zwaar in verhouding tot de sterkte die je ervoor terugkrijgt. Staal en rvs zijn gemakkelijk te verkrijgen, eenvoudig recht te buigen en het lassen van deze materialen is goed mogelijk zelfs door een klusser met beperkte kennis en ervaring. Staal: heel goedkoop. RVS goed betaalbaar. Beide materialen zijn erg gemakkelijk te verkrijgbaar.
En carbon dan?
Titanium is 10x zo sterk en gaat 10x langer mee dan carbon. Titanium verouderd niet en het productieproces is vele malen minder milieu belastend.
Titanium kan 100% gerecycled worden.
Carbon kan tot 90% gerecycled worden maar dit proces gaat gepaard met het gebruik van veel chemicaliën.
Titanium zal tijdens overbelasting langzaam deformeren waar carbon ineens bezwijkt zonder voorafgaande waarschuwing.
Carbon is duur. De grondstof én het produceren van carbon onderdelen vergt een erg duur voorproces qua fabricage van mallen en matrijzen.
Risico's
Micro cracks in carbon composiet materialen kunnen zich onzichtbaar en langzaam ontwikkelen totdat er ineens een breuk of scheur ontstaat.
Reparatie van carbon delen vergt grote kennis en zal veelal niet de originele sterkte herstellen. Het definitieve doorharden van de epoxy hars duurt lang en het chemische proces tijdens een doe het zelf reparatie is altijd inferieur aan de industrieel toegepaste methode van curing onder vacuüm bij een temperatuur van 60gr tot 90gr Celcius.
Een gemiddelde doehetzelver zal vaak een extra laag aan de buitenzijde van het materiaal aanbrengen i.p.v. de opbouw vanuit de ondergrond laagsgewijs aanbrengen met de benodigde overlap. Het gevaar van ingekapselde lucht loert om de hoek. In een fabriek worden de matrijzen om deze reden gevacumeerd.
Zo is het begin van een nieuwe scheur al aanwezig na een reparatie.
Een bijkomend gevaar in onze sport is de vervuiling met vette uitlaatgassen of gemorste olie of brandstof. Een breuk in carbon is inwendig nooit 100% te ontvetten. Een reparatie kan hierdoor diep in het materiaal verontreinigd waardoor er een zwak punt kan blijven bestaan. Volledig uitslijpen van een breuk of scheur zal dit risico verminderen.
Voordeel
Carbon kent ook een héél groot voordeel: De 3-D vormgeving van carbon producten is letterlijk ongelimiteerd. Zeer complexe vormen zijn relatief eenvoudig mogelijk vergeleken met ferro- of non-ferro materialen.
Combinatie met metalen
Carbon wordt soms gecombineerd met een metaal zoals een gelamineerd buisprofiel. Dit leidt niet zelden tot problemen door de verschillende uitzetting coëfficienten en problemen met hechting door frictie tussen de twee verschillende materialen.
Conclusie:
Carbon is een fantastisch materiaal om een paramotor van te maken, het is licht én sterk. Echter is er bij een schade over het algemeen ook onherroepelijk sprake van een blijvend zwak punt na reparatie. Vervangen van beschadigde onderdelen is eigenlijk de enige goede methode. De kosten van carbon delen zijn in verhouding met andere paramotor materialen erg duur.
Verwacht een meerprijs ten opzichte van een titanium paramotor van ongeveer € 2.000,- De goedkoopste Carbon paramotor met een Atom 80 vonden we op het web voor € 8.103,- Wij bieden een Titanium paramotor met dezelfde motorisering voor € 6.148,-
Voor een carbon paramotor betaal je dus zo'n 32% meer. Als je ooit een carbon onderdeel moet vervangen loopt deze meerprijs snel op.
Tucker Gott heeft een vergelijking tussen een carbon paramotor en een titanium paramotor op youtube gepost. Hierin benoemd hij de verschillen tussen zijn oude carbon paramotor en zijn huidige paramotor.