updated. 2020.11.27 금 19:00
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키워드로 보는 자전거 (3) - 알루미늄가볍고 저렴하고 강한 소재


독일 니콜라이 사의 ‘누클레온’ 프레임.
전체 파트의 90% 이상을 알루미늄으로 만들었다.
내부가 빈 알루미늄 튜브는 레이저로 정밀하게 커팅하고,
단단한 덩어리는 컴퓨터 절삭가공을 통해 원하는 모양으로 깎아낸 후
용접하여 자전거 프레임을 완성하게 된다.


알루미늄은 MTB나 로드바이크 같은 스포츠용 자전거에 가장 널리 쓰이는 소재다. 무게가 가볍고 강성이 높을 뿐 아니라, 무엇보다 비슷한 성능을 내는 다른 소재와 비교했을 때 저렴한 것이 장점이다. 무게와 성능이 비슷한 자전거끼리 비교한다면 알루미늄 소재의 자전거가 가장 저렴하다. 대량생산이 쉽기 때문이다.
 


알루미늄 자전거 프레임을 구성하는 튜브.
알루미늄은 강철에 비해 튜브의 단면과 두께 등을 자유로운 형태로 가공하고 변형할 수 있다.
 



커다란 알루미늄 덩어리를 컴퓨터 정밀하게 깎아서 만드는 CNC 가공의 진행 과정.
완성된 부품의 크기보다 깎아내어 버린 알루미늄의 양이 더 많은 경우도 있다.


게다가 알루미늄은 강철과 달리 다양한 형태로 가공이 쉽다. 알루미늄 자전거는 온갖 근육질의 모양에서부터 기계미를 살린 딱딱한 형태에 이르기까지 다양한 모양으로 가공할 수 있는 것이 특징이다.
 


알루미늄 vs 강철.
일반적으로 같은 두께의 파이프라면 알루미늄보다 강철이 강하다.
하지만 알루미늄은 강철보다 무게가 가볍기 때문에 파이프의 직경을 키워서 전체적인 프레임의 강성을 더 높일 수 있다.
사진은 이탈리안 브랜드 치넬리의 트랙 프레임 비고렐리(알루미늄)와 슈퍼코르사(스틸).


알루미늄으로 만든 자전거 프레임은 일반적으로 파이프의 두께가 무척 두껍다. 같은 두께의 강철과 비교하면 알루미늄이 더 약하지만, 프레임을 구성하는 파이프의 직경을 키우고 내벽을 얇게 만들면 알루미늄으로도 무척 가벼우면서 철 못지않게 튼튼한 프레임을 만들 수 있다.

흔히 알루미늄이 무척 부드러운 소재라는 오해를 받는데, 자전거 프레임에 사용되는 소재는 순수한 알루미늄이 아닌 듀랄루민 합금을 사용한다. 강철 드릴로 구멍을 쉽게 내기 어려울 정도로 경도가 높은 알루미늄 합금 소재도 있다.
 


하이엔드 자전거 부품들은 대부분 듀랄루민 소재를 이용한다.
정밀하게 깎아 만든 부품들은 금속 특유의 미려한 외관을 보여주며,
내부를 텅 비게 만드는 등의 특수한 가공을 통해 가볍고 강한 부품이 완성된다.


프레임 뿐 아니라 자전거의 바퀴, 핸들, 브레이크, 변속기 등 많은 부품이 알루미늄 소재로 만들어진다. 또 알루미늄 합금의 종류가 다양하고, 열처리 방법 등에 따라 특성이 달라지는데, 희귀한 원소를 넣은 알루미늄 소재에는 ‘스칸듐 합금’ 등의 명칭이 붙기도 한다. 항공기나 우주왕복선 등에 사용되는 고가의 특수한 알루미늄 재질에는 카본 못지않게 비싼 가격표가 붙기도 한다.
 


알루미늄 자전거의 크랙. 충격을 받으면 휘어지는 것이 아니라 ‘부러진다’는 점이 알루미늄의 자전거의 특징이다.


알루미늄에도 단점이 있다. 일반적으로 강철은 한계 이상의 힘을 받으면 휘어지는데, 알루미늄은 버티다가 휘어지기보다는 그대로 부러지는 경향이 있다. 또 일정한 진동이나 충격을 지속적으로 반복해서 받으면 피로가 누적되어 금이 가거나 부러지기도 한다. 이러한 증상은 특히 저가형 알루미늄 자전거에서 쉽게 나타난다. 혹시 오래된 알루미늄 자전거를 타는데 체중을 실어 강하게 페달링 할 때마다 프레임에서 찌걱거리는 소리가 난다면 전문 숍을 방문해 상담을 받거나 자전거를 바꾸는 것이 좋다.
 

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