O cadro dunha bicicleta é o elemento estrutural que compón o corpo da bicicleta e garante a unión entre os seus principais elementos.

Xeralmente está constituído por dous triángulos:

• O triángulo dianteiro une o pedalier coa forcada e a sela.
• O triángulo traseiro une o pedalier e a sela á roda traseira.

Os materiais empregados para construír un cadro de bicicleta son diversos, dependendo dos usos e dos custos, pero teñen especial interese os que se empregan na aeronáutica, pois permiten obter estruturas lixeiras e resistentes. Os cadros metálicos sempre están fabricados por aliaxes de metais co metal principal, que pretenden proporcionarlle ou acentuarlle certas propiedades.

O interese dun material para a fabricación de cadros de bicicletas depende das súas características:

• Densidade: masa de material por unidade de volume.
• Módulo de elasticidade: afecta á comodidade da condución, que tamén ten que ver coas características dos pneumáticos e da sela, entre outros.
• Límite de elasticidade: forza necesaria para provocar unha deformación permanente no material.
• Límite de fatiga: determina a durabilidade do material baixo os efectos de golpes e vibracións.

O aceiro é o material máis corrente na composición dos cadros. É elástico, ríxido, doado de traballar e relativamente barato. En contrapartida é máis pesado que a maioría dos outros materiais empregados e está suxeito á corrosión cando está mal protexido.

Os tubos butted serven para reducir o peso, pero teñen un prezo de fabricación máis alto. Os tubos butted son os chamados "de grosor variable", e neles o grosor das paredes varía para ser maior nos extremos e menor no centro, conforme ás necesidades de resistencia mecánica.

Os tubos máis clásicos son os de aceiro de sección circular soldados entre racores. Os racores son pezas de aceiro destinadas a manter os tubos unidos entre si, e dispóñense en todas as unións entre tubos. Antigamente nas soldaduras, a baixa temperatura acadada tiña unha escasa incidencia nas características mecánicas dos tubos, o cal permitía o uso de tubos relativamente delgados e lixeiros sen perder solidez. Un cadro don racores pode ser reparado doadamente grazas á súa construción simple. Ademais, dado que os tubos están suxeitos a oxidación, convén que estes se poidan substituír sen danar os tubos veciños.

Os últimos avances no ámbito da metalurxia permitiron o desenvolvemento de tubos pouco sensibles ós cambios bruscos de temperatura ou cuxas propiedades están provocadas precisamente por cambios de temperatura nas diferentes fases da fabricación. Estes tipos de tubos admiten soldaduras máis complexas, como a soldadura TIG. É posible soldar estes tubos sen necesidade de racores, empregando soportes que manteñen os tubos aliñados mentres se realiza a soldadura entre os diferentes tubos.

Os cadros de bicicleta de baixo prezo están fabricados de aceiro ordinario (baixo contido de carbono, tamén chamado Mild Steel), como os empregados na fabricación de vehículos ou doutros obxectos comúns. Os cadros de calidade fabrícanse con aliaxes de aceiro moi endurecido (xeralmente de aceiro cromo-molibdeno, coñecido como cromoli), cos que se fan uns tubos moi lixeiros e con paredes extremadamente finas. Por razóns de economía, algúns cadros de media gama empregan tubos de diferentes composicións para diferentes posicións dentro do mesmo cadro.

As aliaxes de aluminio son menos densas e menos duras que as de aceiro, nunha relación aproximada de 2/3. Ó contrario das aliaxes de aceiro e de titanio, que teñen un límite de elasticidade alto, o aluminio ten un límite elástico máis feble. Deste modo, mesmo os esforzos máis reducidos derivados dun uso normal do cadro terminan por danalo se se repiten con frecuencia. Este fenómeno da fatiga do cadro pódese limitar cun estudo axeitado da xeometría e da fabricación. O aluminio ten a gran vantaxe de permitir obter cadros máis lixeiros.

A construción de cadros de aliaxe de aluminio con prezos máis populares deriva do emprego de soldaduras TIG. Os cadros de aluminio soldados non apareceron no mercado ata a década de 1970, cando a tecnoloxía da soldadura se abaratou para a fabricación a grande escala. A igual diámetro, os tubos de aluminio son menos ríxidos que os de aceiro, e tamén máis lixeiros. Para compensar esta falta de rixidez teñen un diámetro bastante superior ó dos seus homólogos de aceiro, os chamados tubos oversized. Este aumento de diámetro produce xeralmente cadros significativamente máis ríxidos que os de aceiro. Esta rixidez non é sempre unha vantaxe, pois a leve flexibilidade dos cadros de aceiro proporciona un confort que non teñen os de aluminio.

Os cadros de aluminio son facilmente recoñecibles pola súa lixeireza fronte ós de aceiro, pero isto non é unha regra fixa. Un cadro de aluminio de baixa gama pode ser máis pesado que un bo de aceiro. O emprego de perfís específicos para os tubos (ovalados, cadrados...) e de formas traballadas (racores axustados) permiten obter cadros de aliaxe de aluminio máis ríxidos e máis lixeiros.

O titanio é o metal máis exótico e máis caro dos comunmente empregados na fabricación de tubos para cadros de bicicleta. Reúne moitas das características máis buscadas, como unha moi boa relación entre solidez e peso ou unha excelente resistencia á corrosión.

A relativa rixidez do titanio (aínda que notablemente inferior á co aceiro) permite empregalo na maioría dos casos en tubos de diámetro correcto, mesmo cando os tubos de diámetro superior permiten mellorar significativamente esta rixidez. Moitas das aliaxes de titanio, e incluso tubos específicos, foron concibidas en orixe pola industria aeroespacial.

A fibra de carbono, un material composto, é o único material non metálico empregado normalmente na fabricación de cadros de bicicleta. A pesar do seu elevado prezo, a fibra de carbono é moi lixeira, resiste á corrosión, é moi resistente e pódeselle dar case calquera forma. Os cadros perfílanse e elabóranse con precisión para darlles unha rixidez máxima sobre a base de repartir os esforzos, o que lle proporcionará unha flexibilidade noutras seccións que redundará nun mellor confort. Este concepto de tubos compostos con propiedades variables que seguen a orientación dos esforzos non é posible reproducila con aliaxes metálicas.

Certos cadros de fibra de carbono empregan tubos cilíndricos unidos entre eles con racores cun procedemento semellante ó empregado en cadros de aceiro con racores. Outros cadros teñen un sistema de construción nunha soa peza. Se ben estes cadros de materiais compostos son moi lixeiros e moi nerviosos, teñen unha resistencia ós golpes inferior á dos cadros metálicos, e por tanto son máis propensos a sufrir danos en caso de choque ou de accidente. Moitas bicicletas de estrada ou de tríatlon usan unha construción de composite para gañar aerodinamicidade, que aínda proporcionándolle maior peso permite ó ciclista acadar velocidades maiores que as dos seus adversarios.

A meirande parte das bicicletas actuais están dotadas dun cadro construído sobre dous triángulos. Algunhas teñen dunha xeometría particular para poder responder a necesidades específicas.

É o tipo máis antigo e, aínda hoxe, o máis corrente. Chámase cadro en diamante debido á súa forma aproximadamente romboidal, ou tamén cadro de home, por oposición ó aberto, máis adaptado á roupa feminina.

• Cadro aberto. Este tipo de cadro non leva barra superior no triángulo dianteiro. Estes cadros empréganse en bicicletas urbanas, nas infantís e nalgunhas híbridas para as que a rixidez é menos importante que a facilidade para montar. Os modelos de cadro abertos chámanse tradicionalmente bicis de señora. O material é case sempre o aceiro. O aluminio convén menos, pois estaría demasiado exposto á fatiga por ter que soportar os esforzos de torsión da barra diagonal.
• Cadro monoviga. A construción deste tipo de cadros baséase no uso dun elemento en viga que une directamente o eixo da roda traseira e o tubo de dirección dianteiro da bicicleta. Esta viga pode ter un perfil particular e atípico. É apreciado en bicicletas todo terreo pola súa rixidez exemplar e o seu aspecto innovador dende a década de 1990. Coa difusión do uso do aluminio, este cadro tende a desaparecer para deixar paso a xeometrías máis convencionais. Os motivos da súa desaparición están estreitamente vinculadas ás melloras realizadas nas matrices dos tubos, que ofrecen unha rixidez equiparable por un peso moi inferior.
• Cadro con suspensión. Este cadro xeneralizouse moito coa chegada de solucións técnicas idóneas a prezos abarcables, que permitiron manter un peso nunhas marxes razoables. As vantaxes dun cadro con suspensión son un maior confort, grazas ó filtrado das irregularidades do terreo, e unha mellor motricidade, ofrecendo mellor contacto entre a roda traseira e o chan. Ademais das bicicletas todo terreo, este tipo de cadro está empregándose cada vez máis nas híbridas.

• Bicicleta
• Historia da bicicleta