¿Merece la pena el aluminio?

[brissoni]

Creo que al hablar de aluminio, te referirías, probablemente a aleaciones de aluminio, combinadas en determinados chasis con piezas de fundición en pipas de dirección y soportes de ejes basculante, donde casualmente se producen los mayores esfuerzos en aceleraciones y frenadas.

Fer, discrepo contigo en lo de los plásticos.

Los termoestables se reparan sin ningún problema, ya que normalmente son del tipo resinas con material de aportación que le da estructurabilidad y resistencia. Además en estos plásticos es donde realmente se puede considerar una reparación propiamente dicha. (por ejemplo el poliester reforzado con fibra de vidrio).

Sin embargo, en la mayoría de las motos, se utilizan los termoplásticos y estos son los que no se pueden reparar, entendiendo como tal la palabra reparar, pero sí que se pueden soldar sin problemas (por ejemplo el ABS de todos los carenados). Eso sí, su soldadura exige una serie de condiciones en cuanto a material de aportación, material de resistencia, etc, pero se reparan muchos de ellos sin problemas.

[juanra]

suscribo lo dicho por Brissoni acerca de los termoestables y los termoplásticos.

Es más, los termoplasticos, puden repararse por soladura, sin dañar su estructura molecular ya que re-estructura al volver a su temperatura de uso, incluso se puede soldar por ultrasonidos, creando unos directores de energía en las partes a unir.Es complicado pero factible.

Actualmente se estan desarrollando "blends" o mezclas de termoplásticos con particulas metalicas, en especial de aluminios y derivados, para aportar mayores caracteristicas estructurales, por ejemplo en puentres transvesales en el vano motor de algunos vehiculos , etc...

Ya existen resinas termoestables con aditivos capaces de ofrecer unas caracteristicas para la construcción de estructuras, acojonantes........eso si...mientras tengamos petróleo.

Desde luego, la gran revolucion tecnológica viene de mano de los desarrollos en los materiales.

Por cierto, como ducatista hasta la médula, me gustaria decir que el primario sistema deltabox desarrollado por el malogrado genio A. Cobas, se basaba en los chasis autoportantes multi-tubulares, como los chasis de Ducati.....no a la inversa.

[kaaden]

el concepto del chasis de una Ducati no es en U, hay elementos que unen las dos mitades mientras que el U o Deltabox que tu dices (deltabox es de Yamaha y sus primeras FZR...10 años despues de la segunda Kobas) muestra claramente un gran hueco interior alrededor del motor mientras que el ducati e más parecido a una viga de celosía sobre la que cuelga el motor,el Ducati no es un chasis perimetral pero tampoco es un U.

Cuando hablaba de aluminio de fundición, me referia a eso, piezas de aluminio conseguidas fundiendo aluminio y utilizando moldes, no obtenidas a partir de una forma "basica" y despues forjadas o como los tubos que se extrusionan.

Las aleaciones de aluminio con escandio son nuevas de hace 3-4 años, consiste en añadir a un aluminio parecido al 7000 un aleante, el escandio y supongo que alguna cosa más...los cuadros de aluminio de bicicletas de carretera de gama alta han pasado de raspar 1.2kg a bajar de 1kg, valores que solo eran conseguidos por las fibras de carbono.(antes he escrito scanio, me he colado una de las tuberías que lo usa se llama Scanium y me he liado, estoy buscando pero no la encuentro)

El titanio actualmente ha desaparecido, es un material muy elastico por lo que resulta dificil conseguir rigidez

[kaaden]

no desprecies las latas de Fanta, Coca Cola,Acuarius....son un 5000 para no tener corrosión...ya querrían muchas motos tener aluminio tan bueno

[FerSG]

Ok, ya veo la diferencia. La clave está en el interior.

Respecto a los plásticos, yo creo que un termoestable siempre será más chungo de reparar que un termoplástico. Un termoplástico siempre se puede fundir y volver a hacer, o lo que es parecido, soldar. Con un termoestable a ver como haces eso. Lo único que puedes hacer es coserlo.

Ya voy viendo la luz gracias, como siempre, al maestro.
- Aluminio acojonante y caro: merece la pena.
- Fundición de aluminio: propiedades similares o inferiores a un chasis multitubular de acero.


Porque lo que sí que es cierto es que en los coches se consigue rebajar peso. Mirad Jaguar, mirad Ferrari, etc...

En verdad, en los coches, cuando no se utiliza fibra de carbono, se utilizan chasis multitubulares de acero. Por poner un ejemplo de coches de alta competición con chasis de acero, en los raids. La cosa debe de ir por este orden:
-monocasco de acero
-monocasco de aluminio
-multitubular de acero
-
-
-
-fibra de carbono

¿no?

Entonces: ¿porqué se empeñan en hacer las motos de aluminio?
La única razón que le veo es que en competición sí se pueden permitir el uso de aluminio caro, pero en la serie no. Entonces, la única manera de que las motos de calle se parezcan a las de competición es haciendo éstas con chasis de aluminio barato. Y así seguir vendiendo motos.
En las motos, poca gente cambia el hierro porque esté viejo. Lo cambia porque el de 2006 tiene cárteres más pequeños, válvula de escape mejorada, pinzas radiales, horquilla invertida, válvulas de titanio o chasis de aluminio...... Si no hay evolución, dejan de vender motos.
Por ahí deben de ir los tiros. Pero no hace falta complicarse tanto la vida, con que les cambien los plásticos vamos sobradísimos.
¿O es que acaso cuando sacan el modelo siguiente a tu coche no te sientes mal? Conque sólo le cambien los pilotos y parachoques, ya te han jodido.


P.D.: Ya sé que los chasis doble viga, deltabox, en U o como lo quieras llamar los inventó cobas, pero es que el nombre es el nombre...Si alguien le hubiese puesto el nombre chasis tipo cobas, sería un honor llamarlo así. Creo que voy a empezar ahora.

P.P.D.: ¿Qué diferencia hay entre un chasis perimetral y uno en U?

P.P.P.D.: Cuando dices escanio, quieres decir escandio, ¿no?

P.P.P.P.D.: Nos hemos quedado como estábamos.

[kaaden]

el chasis perimetral "entiendo" que es el que va por debajo y por arriba, el normal, como las motos de cross o las primeras GSXR. Igual estoy equivocado pero ahora se entiende a que tipo me refería.

me refería a escandio SC, el problema es que la tubería se llama Scanium y me he liado...lo he editado antes y he cambiado el nombre.

[elmese]

El titanio actualmente ha desaparecido, es un material muy elastico por lo que resulta dificil conseguir rigidez

Oido lo del "scandio" . Interesante.
Pero...
Creo que el problema del titanio es el precio, no su elasticidad.
Es muy abundante, pero muy-muy caro de procesar.
Y nunca es "puro" al igual que el Dural, Avional y otras aleaciones "pata negra" son aleaciones sobre base aluminica.
Ten en cuenta que los submarinos nucleares (de ataque e ISLBM) tiene el casco enteramente de titanio para soportar lo que soportan...
¿Quiza por su componente elastico?
Es posible, pero no lo creo.
Por favor, Kaaden, ¿sabes algo mas?
En lineas generales, en cuanto a lo de los chasis...
Mi opinion personal es que estamos ante otro tema comercial, ya que no hay nada que demuestre que "necesariamente" un chasis de aluminio tiene que ser mejor que uno de una buena aleacion de acero.
Ya sean bicis, coches, motos...
Otra cosa distinta es la aeronáutica...
En definitiva...
¿Cuantos perfiles como este se ha repetido ya?
4t vs 2t...
doble amortiguador vs bieletas...
Bieletas vs pds...
Aluminio vs acero...

The song remains the same

P.D: Brissonni... ¿El alumnio flexa mas que el acero?
Creo que es al reves: El aluminio es mas rígido que el acero.

[kaaden]

el titanio, el titanio bueno es en aleación con aluminio como dices y es muy caro, despues de la caida d ela URSS empezo a distribuirse titanio barato pero pronto se dieron cuenta del engaño (los compradores de bicis, los constructores lo sabían).

el concepto de elasticidad de un material, simplificando mucho:

cuando un material de deforma o para simplificar se estira sufre un tensión, fuerza por centimetro cuadrado del area del material. Entre la deformación y la tensión hay una proporción constante que llamamos módulo de Young o modulo de elasticidad del material

tension= módulo de elasticidad x deformación

cada material tien un modulo de elasticidad diferente y cuanto más bajo es el valor menos rígido es el material, o sea más elastico.

Cuando se dimensiona una estructura en general hay que seguir dos criterios de diseño:

-uno que las deformaciones sean aceptables para el uso al que va destinada

-otro que las tensiones alcanzadas sean inferiores a un límite de tensión que puede ser el "límite elástico", el "limite de rotura" o simplemente un limite de tensión por fatiga del material. estos en orden creciente son:

limite de fatiga: depende del numero de cargas que va a recibir el material, en el acero a un numero de cargas infinita suele corresponder con la mitad del limite elastico, y el acero es un buen material a fatiga!!!!

limite elastico: valor de tensión a partir del cual el material si se deforma ya NO recupera totalmente su forma inicial

limite de rotura: se sobrepasa el límite elastico, se entra en deformaciones plasticas y el material se queda aplastado,estirado o chafado....si te pasas deformando llega un momento que alcanzas el limite de rotura y se rompe.

Como el aluminio tiene valores de tension del limite elastico MUCHO mas bajos que el cromoly las estructuras de aluminio necesitan secciones más gordas para resistir la tension, a igual fuerza si disponemos de mas area tenemos menos tension. Al utilizar secciones con mas area tambien estamos aumentado la inercia de las secciones y hacemos el chasis más rígido. Esta caracteristica se ve claramente en los chasis de aluminio, piezas grandes y de espesor considerable.

Esto no es una desventaja del acero porque utilizando estructuras trianguladas de acero con tubos de diametro adecuado pero de bajo espesor tenemos igual o superior rigidez y en peso no hay tanta diferencia.

Para igualdad de cargas hay que considerar que la rigidez de una estructura depende de su geometria, de la inercia y area de sus secciones y es directamente proporcional al modulo de elasticidad del material empleado

............................geometria.........area, inercia.......módulo elasticidad

acero multitubular.....****...............**....................****

aluminio U...............*....................****.................*


el titanio es parecido al acero pero con un módulo de elasticidad más bajo, en bicicletas se llega a notar claramente la flexió haciendo bicicletas muy cómodas, incluso se ha utilizado esta capacidad para tener algo de suspensión. Una característica muy importante del titanio es que es el "rey de los Mares" no tiene problemas de corrosión, por eso los submarinos con posibilidad de ataque químico marino o guerrero


la próxima en vez de soltar este rollo te recomiendo el Thimoshenko y el libro de Foale

[kaaden]

http://www.bottpower.com/principal.html


entrar y leer el sueño de un proyecto español, y de paso el Tony Foale (que esta retirado y vive en Denia) uno de los mejores diseñadores de chasis del mundo, de cuando se pillaba un motor y cada equipo se hacia el chasis para correr el mundial...Egli,Segale, Foale, Cobas,.....

[brissoni]

Quizá tengas razón, compañero elemese, y donde dije “flexa” me refería a que el aluminio se DEFORMA más que el acero en igualdad de condiciones, es decir, a igualdad de diámetro y pared del tubo.

Por eso, para mantener un comportamiento similar de la rigidez con esfuerzos de flexión, en tubos de chasis, es necesario aumentar la sección del tubo manteniendo la pared, tal y como se suele hacer el los chasis de las bicis, ya que solo depender del módulo de elasticidad y es proporcional al diámetro de la barra.

El módulo de elasticidad del aluminio es menor que el del acero, por lo que la rigidez también será menor y a igualdad de esfuerzos se deformará más, y siendo su tensión de rotura también mucho menor, romperá antes, que es lo que suele pasar al intentar reparar o estirar tubos de aluminio.

Y eso creo que es lo único malo de los chasis de aluminio, la “caducidad” de su estructura debido a la menor resistencia a la fatiga, que es lo que realmente va a hacer cascar a estas estructuras.

En cualquier tipo de estructura para vehículo, sobre todo en las no autoportantes como las de los camiones y las motos, los esfuerzos de fatiga son lo que realmente acaban cascando la propia estructura.

La repetición de esfuerzos en el tiempo, y sobre todo, si estos esfuerzos son inversos, es decir en sentido contrario, hace que el material pueda fatigarse y terminar rompiendo. Por ejemplo, en el acero, el material va a soportar indefinidamente estos esfuerzos siempre que no sobrepasen un límite, y por tanto se podría decir que el chasis en “inmortal”. Sin embargo en el aluminio, esto no ocurre, ya que el material se va fatigando y llega un momento en que ante una tensión de un valor muy pequeño, rompe.

A la hora de enderezar estructuras de acero de motos, por ejemplo, es importante trabajar mejor con pequeñas tensiones de deformación (reparación) , aunque sea poco a poco, que con mayores tensiones que pudieran producir deformaciones permanentes y la posterior rotura. Sin embargo, cuando intento deformar un chasis de aluminio, con esas mismas tensiones, el material se va a agrietar y puede terminar rompiendo.

De ahí la importancia tan bestial que tiene desde el punto de vista de la seguridad, estos talleres donde te dicen que te reparan cualquier tipo de chasis, de acero, de aluminio…MUCHO OJO, porque probablemente, sobre todo tratándose de aluminio, pueden haberle producido un daño visto u oculto, que no permita al aluminio volver a trabajar en las mismas condiciones mecánicas y acabe rompiendo.

Yo con el titanio he tenido muy poco contacto. Bueno sí, hace tiempo un amigo me dejaba de vez en cuando su MTB MERLIN de titanio para entrenar y la verdad es que aquello se retorcía que daba gusto. Sin coña, creo que su única pega es el coste.

Y en cuanto a las estructuras de Ducati (triangulada) y las Cobas (¿por qué no llamarlas así?), indudablemente que Ducati diseña pensando en su motor, bicilíndrico, y estrechito, mientras que los japos normalmente plantean sus chasis perimetrales de aluminio pensando el los Airbox y sus cuatro en línea o cuatro en V, para lo que necesitan de un gran espacio interior y un diseño que con triangulaciones de acero no sería muy lógico realizar, sobre todo porque habría que irse a tubos más largos, aumentaría el peso y aparecería el fenómeno de resonancia…mala cosa.

Pero sin duda el chasis triangulado tipo Ducati puede dar más rigidez al chasis, sobre todo si los tubos de acero no son de elevada longitud, y sino te lo crees prueba una Ducati y luego te subes en una japo, a ser posible esta última con chasis de acero tradaional (p. ej Fazer anterior) y verás la diferencia entre la sensación de rigidez de una y de otra.

Perdón por el rollo, pero es viernes, hace sol, he venido a currar en mi Ducati y este tipo de artículos me recuerdan que alguna vez los ingenieros sirvieron para algo.


Amigo kaaden, aparte de los chicos de bottpower que son la leche, del gran libro de Foale, por fin traducido al español, hay uno acojonante que no sé si conoces "The racing motorcycle a technical guide for constructors" de John Bradley del 2003. Pero sobre todo el volumen 2 que es el de chasis, materiales y temas similares ya que el vol 1 es únicamente de aerodinámica y mecanismos internos del motr y cc.

Un saludo, y por favor, no pareis de seguir contando cositas de estas.
GRACIAS.

[elmese]

Eres un fenómeno, Kaaden...

Gracias por tu tiempo.

[carlitoways]

Desde mi pequeña experiencia en motos, pero algo más en materiales os digo que el futuro de todo va a ser el titanio, en concreto las aleaciones oxidativas del titatino, en el mundo de la medicina ya se utiliza, conozco una casa de implates dentales que fabrican piezas de 12 a 13 mm que son capaces de aguantar presiones de 1500 a 3000 nm sin deformarse, el único pero es el coste del titanio pero es como todo si al final se utiliza en grandes cantidades se abaratan los costes. Pues eso hala más leña al tema de materiales

[kaaden]

pues no, harán las aleaciones que sean capaces de resistir tensiones insoportables pero el supertitanio seguirá teniendo practicamente el mismo módulo de elasticidad, igual que un acero barato para contruir casas y un super cromoly modulo elasticidad=aprox 2100000 kg/cm2 .

¿que quiere decir esto? que no se puede aprovechar el alto límite elástico porque la estructura,chasis, no sirve para el uso que se ha destinado---->se deforma demasiado, cuando frenas la rueda delantera no puede juntarse con la trasera a pesar de que el material soporte las altas tensiones que semejante deformación significa.

Brissoni (no conocía ese libro ) ha hablado de una bicicleta Merlin de titanio, me da igual Merlin que Litespeed, Look o cualquiera que use tubos Sandvik en ¿Ti4Al6? y tenga capacidad técnica de soldarlos, estamos hablando de bicicletas de más de 6000€, con cuadros que ya te cuestan 3000€....y nos quejamos de lo que cuestan las motos!!!!! si hiciesen los chasis de titanio no tendríamos motos...

[Angel]

La verdad es que me pierdo entre todas estas explicaciones y tecnicismos. Sorry, pero no tengo ni papa.

Yo solo sé que no debe ser solo un argumento publicitario cuando ello les supone un aumento importante del coste de fabricación y que ya son varias las marcas que utilizan el aluminio en los chasis de sus motos "off road" y cada vez más. Honda, Suzuki, Yamaha, marcas minoritarias como Cannondale, y pronto Husqy...

(esto es de Enero)


...y alguna sorpresa más de otra marca que veremos en una nueva 2504T del 2007.

[FerSG]

Un chasis muy raro, ¿no? Es casi como un cuadro de bici.

Es muy estrecho en la parte de las estriberas. ¿o sólo son imaginaciones mías?

Además, la mayoría de chasis llevan el amortiguador entre las dos "columnas" que suben desde las estriberas y enfrentados con la viga superior del chasis. Sin embargo este lo lleva por detrás de la viga superior y las dos columnas qe suben de las estriberas se juntan mucho antes del anclaje del amortiguador.

No sé si entendeis a lo que me refiero:


Este chasis no vale para 2T, porque no sé por donde van a meter la toma de admisión....

Pero para 4T no hay problema. Lo únio es que quizás sea muy débil encuanto a esfuerzos a flexión en los giros.

[elmese]

Perdón por el rollo, pero es viernes, hace sol, he venido a currar en mi Ducati y este tipo de artículos me recuerdan que alguna vez los ingenieros sirvieron para algo.

Sois todos unos fenómenos, juer...

Tomo nota de los libros pro si alguna vez paso por "libromotor"...

[Sebas]

Últimamente estoy muy desconectado . ¡Lo que me estoy perdiendo!

Gracias por ilustrarnos.

Por cierto, nedie ha hablado de los tubos de acero conificados que se usan en las bicis. Están trabajados internamente para que la pared sea más delgada en el centro que en los extremos.

¿En las motos no se conseguiría un ahorro de peso interesante?
Además ayuda a ganar flexibilidad (p.e. en las horquillas rígidas).

Nadie ha hecho referencia a Vermachi, que hace muchos años que hace chasis de aluminio para las trileras de Montesa ( Cota 311 ->) y Beta.

[Angel]

Este chasis no vale para 2T, porque no sé por donde van a meter la toma de admisión....

FerSG, fijate bien en el dibujo. La tobera de aire abraza a esa viga central que sube. Es de color gris.

[FerSG]

Por eso lo digo. El motor del dibujo es 4T, y la toma va mucho más arriba que en un 2T, que va al cárter. Para un 2T, no tienen sitio por dentro porque las barras van demasiado cerradas, pero por fuera estorbaría mucho...

Además, fijaros si es estrecho, que el basculante va ¡por fuera! Y eso sí que es novedoso. En todas las motos que me vienen ahora a la cabeza, el basculante va por dentro del chasis, no por fuera.

[Angel]

Pues, hombre, no sé. Independientemente de si en el dibujo el motor es de 2 ó 4T, lo que si veo es que esa tobera está en una posición y altura muy similar a como lo veo yo en mi moto. La boca de la tobera en la parte que toca al filtro queda como en la mia, la única diferencia es que la boca que toca al carburador en la 4T queda más arriba y en la 2T más abajo, pero con las formas irregulares de esas toberas no le veo yo mayor problema para hacerla como hiciera falta.

Buena observación con lo del basculante. Yo ni me habia fijado.