Tutti noi oramai abbiamo sotto al sedere un telaio in fibra di carbonio sempre più leggero, più rigido, con geometrie che sembrano studiate dalla NASA.
Onestamente io non ci capisco un granché di tecnica, e di fatto non mi occupo quasi mai di questi argomenti, ho però visto un certo interesse per l’articolo sui miglioramenti tecnologici e credo che sapere come è fatto il telaio a cui affidiamo la nostra sicurezza oltre che il divertimento, sia importante per la nostra “cultura ciclistica.”
Ecco perché mi ha colpito questo articolo, che analizza alcuni aspetti di cui non si parla molto relativamente ai telai in carbonio e lo fa con un tono non troppo tecnico, come piace a noi.
10 Cose che non sapevate sulla fibra di carbonio
Da quando la fibra di carbonio ha soppiantato da una decina d’anni la precedente maniera di costruire le bici, l’industria ciclistica ha continuato a sfornare modelli sempre più leggeri, più resistenti e con forme impressionanti che sarebbero impossibili da fare in metallo. Ma i prodotti in fibra di carbonio possono nascondere dei misteri rispetto ai loro omologhi di metallo. Di seguito vediamo 10 fatti curiosi riguardo questo materiale.
1 – Non tutti i TELAI in fibra di carbonio sono realizzati in Asia …
Sembra proprio così. E ‘vero, la maggior parte dei prodotti in fibra di carbonio del settore ciclistico vengono da Taiwan e qualche volta dalla Cina. Ma i telai in fibra di carbonio e altre parti sono realizzate anche in fabbriche degli Stati Uniti (Come Zipps e occasionalmente Trek per dirne due) e della Francia (Time e Look).
Nonostante la sua reputazione come materiale aerospaziale, la fibra di carbonio è in realtà facile da lavorare su piccoli elementi come dei tubi metallici. Piccoli negozi americani e anche i singoli costruttori possono lavorare il carbonio e non stiamo parlando solo dei tubi finiti disponibili da aziende come Dedacciai in Italia o Rock West in Utah. Costruttori come Craig Calfee, Nick Crumpton e Matt Appleman, ognuno dei quali espone alla North American Handmade Bike Show (Mostra Americana di biciclette artigianali), crea i propri telai in fibra di carbonio più o meno allo stesso modo dei grandi costruttori come Giant.
2 – La maggior parte del carbonio grezzo proviene dall’Asia.
La fibra di carbonio è tipicamente composta di un materiale chiamato fibra poliacrilonitrile (PAN).
La fibra PAN è cotta a temperature estremamente elevate, che bruciano tutto il materiale al di fuori del carbonio e lascia una serie di fibre lunghe e molto sottili. Più la si lavora, più la rigidità aumenta.
È un processo industriale sofisticato e solo poche aziende in tutto il mondo hanno la capacità di produrre la fibra di carbonio grezza. Un rapporto dell’ US Department of Energy dice che, oltre il 90 per cento della produzione di fibra di carbonio nel mondo proviene da appena sei aziende: Toray, Toho Tenax, Mitsubishi Rayon, Zoltek, Hexcel e Cytec.
La Toray, la Toho, e la Mitsubishi forniscono quasi i due terzi della produzione della fibra di carbonio globale. Zoltek, Hexcel, e Cytec con sede negli Stati Uniti, producono un po ‘meno di un terzo della fibra di carbonio del mondo.
3 – C’è più di un tipo di fibra di carbonio.
La fibra di carbonio è disponibile in varie forme: filo grezzo, foglio di fibra (entrambi in fibra continua) o come breve stoppa di fibra che può risultare sia come fogli, o come pezzi di fibra di breve lunghezza.
Questi ultimi sono utilizzati in prodotti come i pedali. Quella a forma di foglio e più comunemente usata per i telai delle biciclette, assomiglia a dei rotoli di tessuto ed è in genere della stessa ampiezza, avvolta su bobine giganti. Il filo grezzo è molto meno comune nel settore delle biciclette; solo una manciata di produttori come Giant e Time hanno la capacità tecnica di lavorare con il filo grezzo (vedi video a fondo articolo).
4 – La fibra di carbonio è solo una parte del materiale.
La chiamiamo “fibra di carbonio”, ma in realtà è un ” composito di fibra di carbonio” visto che non è l’unico materiale del telaio.
Questo perché le incredibili proprietà di rigidezza della fibra di carbonio hanno un prezzo: di per sé, è piuttosto fragile e incline alle rotture e alle crepe. Per conservarne le proprietà, ha una matrice di resina epossidica, un materiale simile alla colla che le permette di essere modellata, formando così un materiale composito. La maggior parte di fibra di carbonio utilizzata nell’industria ciclistica è di questo tipo, e si chiama “pre-preg.”
La resina compie due funzioni. Innanzitutto mantiene unite le fibre, le singole fibre all’interno di uno strato e una volta modellato, stabilizza l’unione di due strati tra loro. In secondo luogo, la resina aggiunge durezza e durata nel tempo. È quasi una plastica, che si deforma in caso d’urto per aiutare ad assorbire i colpi secchi come un incidente o un sasso sul telaio, senza che le fibre si dividano o si spacchino.
5 -Non sono le aziende di biciclette a stabilire il grado di durezza.
Ogni azienda di biciclette descrive nelle sue specifiche sul design del telaio con paroloni come ad “alto modulo” o anche “ultra alto modulo”. Ma questi termini non appartengono settore dell’industri ciclistica. La fibra di carbonio è classificata in base alla sua rigidità, valutata in termini di modulo di trazione, o in base a quanto il materiale si deformi sotto carico. Per la fibra di carbonio, le classificazioni e la gamma di rigidità sono stabilite dal Japan Carbon Fiber Manufacturers Association (JCMA).
La maggior parte delle fibre di carbonio utilizzate nel settore del ciclismo è il “modulo standard” o “modulo intermedio”; sui telai più costosi possiamo trovare materiali di gradi superiori. Non sono nomi molto attraenti a livello commerciale, quindi le aziende preferiscono dare nomi come “alto modulo” e UHM (Alto modulo ultra) per i loro modelli. Alcune aziende stanno evitando del tutto questo tipo di classificazione, e ne creano dei propri come FACT o Advanced Grade, termini più appetibili a livello di marketing.
6 – Il carbonio è di per sé una miscela.
Un buon telaio in fibra di carbonio ha una miscela di fibre di carbonio di diverso tipo, ciascuna utilizzata in pezzi diversi del telaio per scopi molto specifici.
La fibra ad alto modulo è costosa (grazie a tutto il processo per ottenerla), per cui le aziende di biciclette giudiziosamente la utilizzano in quantità relativamente piccole in settori chiave come il tubo obliquo, il movimento centrale e le forcelle, per resistere alla forza della pedalata e rendere la bici più rigida. Quindi un buon telaio è un mix di fibra standard, fibra a intermedio e alto modulo così da ottenere durata, prestazioni e qualità di guida.
7 – La magia del carbonio e i costi dipendono dalla progettazione e il posizionamento (layup).
La fibra di carbonio è un materiale incredibile per due motivi.
In primo luogo, ha una rigidità maggiore con un peso ridotto rispetto a quasi qualsiasi altro materiale che conosciamo.
In secondo luogo, a differenza del metallo, la rigidità della fibra di carbonio può essere manipolata; le sue proprietà di rigidezza sono solamente unidirezionali, o lungo l’asse delle fibre stesse, in modo che la rigidità può essere regolata in base a come il composito in fibra di carbonio è orientato o posizionato sullo stampo. I metalli, al contrario, hanno le stesse proprietà di resistenza e rigidità indipendentemente dall’asse del materiale.
Gli ingegneri usano sofisticati programmi software che tengono conto del grado di rigidità del carbonio, la resina, la forma, le dimensioni, l’orientamento dello strato e anche dove è situato nello stampo.
I telai saranno così ottimizzati per ottenere una estrema leggerezza o rigidità, o entrambi. Ma i programmi e le competenze necessarie per eseguire questo lavoro di precisione sono molto costosi. Questo e il costo del carbonio ad alto modulo necessario per realizzare i progetti più dettagliati è ciò che rende le più belle bici in fibra di carbonio molto più costose rispetto alle stesse di media qualità.
8 – L’intreccio è per lo più un fattore estetico.
Il look della classica fibra di carbonio intrecciata non è in realtà dovuto alle prestazioni.
È uno strato che aggiunge un po ‘di rigidità, ma uno dei suoi scopi principali è quello di aggiungere un foglio superficiale per gli urti, i graffi e le ammaccature, poiché la maggior parte delle proprietà strutturali del telaio o delle parti derivano dalla fibra unidirezionale che sta sotto.
Esso fornisce anche una particolarità estetica che mostra la capacità artigianale di un costruttore, poiché allineare i bordi di un foglio di fibra nello stampo per creare una cucitura perfetta richiede un notevole grado di esperienza. Sempre più spesso però, i produttori di biciclette e delle parti stanno evitando di rifinire con questo strato intrecciato lasciando solamente la fibra unidirezionale come skin.
9 – Tutti i telai in carbonio sono realizzati a mano.
Il telaio personalizzato è spesso associato con l’acciaio e il titanio, ma ogni telaio, ruota, manubrio, o altre parti realizzate con fogli di fibra di carbonio richiedono un lavoro artigianale, che il telaio sia un modello personalizzato da un piccolo costruttore come Crumpton o un modello di produzione della Giant o Trek.
I singoli strati di carbonio sono spesso intagliati da un foglio tramite una macchina a controllo numerico, ma questo è l’unico processo automatizzato per tutta la produzione: un telaio composito in fibra di carbonio o una pezzo che sia, devono essere assemblati in uno stampo con precisione in base alla progettazione, un processo che deve ancora essere automatizzato.
In strutture di produzione più piccole, una persona può occuparsi di un intero telaio. In quelle più grandi, i lavoratori si occuperanno di una specifica porzione di un telaio, come una zona del movimento centrale, quindi la passano ad altri lavoratori per collegarla ai tubi e metterla nello stampo per la rifiniture finale.
Anche il processo seguente dove il telaio è tolto dallo stampo, pulito e dipinto, richiede molta attenzione. I lavoratori esperti esaminano il telaio o i pezzi alla ricerca di problemi come le pieghe del carbonio, o punti in cui gli strati non sono ben uniti e compatti, che potrebbero causare eventuali cedimenti.
10 – Sì la fibra di carbonio può essere riparata.
Si tratta di un malinteso comune che una volta un telaio o una pezzo in fibra di carbonio venga danneggiato non si possa riparare . Ma come capita con un telaio in acciaio o in titanio, anche quello in carbonio a volte può essere riparato.
Il processo non è molto diverso: la sezione danneggiata è tagliata e poi sostituita con del materiale nuovo che è modellato, levigato e verniciato. Le riparazioni fatte dai più esperti potrebbero anche risultare invisibili all’occhio.
Ma questo è un lavoro per gli esperti. Ci sono i kit in fibra di carbonio di riparazione fai da te, ma sono destinati principalmente per pagaie e kayak. I telai delle biciclette sono più complessi, sono strutture portanti che devono sopportare lo stress degli sprint e le curve ad alta velocità. Se il telaio in fibra di carbonio è danneggiato, il produttore può disporre di un servizio di riparazione, oppure si può optare per una azienda con una buona reputazione come Calfee Design. Ma in nessun caso si dovrebbe tentare una riparazione fai da te.
10+1 – È facile falsificare un modello.
L’aumento della fibra di carbonio ha dato vita ad un insieme di telai distinti a seconda della marca.
È possibile identificare una Pinarello o Specialized proprio dalla sagoma del telaio. Ma questo design industriale distintivo rende questi telai particolarmente suscettibili alla copia da contraffattori.
È relativamente semplice creare uno stampo da un telaio finito (o anche da foto dettagliate del prodotto). Ma i materiali, l’assemblaggio e i metodi di costruzione possono variare completamente.
Molti contraffattori non hanno la sofisticata capacità manifatturiera delle vere case produttrici e utilizzano invece materiali a basso costo per imitare l’aspetto esteriore dell’originale.
Il direttore del laboratorio dei test della Specialized, Santiago Morales, dice a riguardo delle contraffazioni: “Non è in alcun modo un prodotto di ingegneria; è come una tela che è dipinta per assomigliare all’originale. “
Articolo liberamente tratto da :10 Things You Didn’t Know About Carbon Fiber di Joe Lindsey
Spazio Video
Ho cercato a lungo un video che spiegasse in modo semplice i processi di lavorazione del carbonio.
Tra mille e più video, ho scelto questo di Giant, che pur essendo di qualche anno fa, e pur essendo chiaramente un video promozionale, mi è sembrato il più realistico e semplice.
Mi dite cosa ne pensate dell’articolo ? Vi piace l’argomento ?
Qual’è la vostra opinione sui telai in carbonio e sul prezzo sempre più elevato delle biciclette ?
Paghiamo il marketing o il reale valore della tecnologia ?
Spazio ai commenti !
…interessante…per capire che l’utente finale non ha garanzie…se non quella dell’affidabilità dell’azienda costruttrice…