Carbonio vs alluminio?

Categoria

Guide

Data

3.04.2017

Autore

simone

Tempo di lettura

9 MIN

Carbonio vs Alluminio

Un tempo le nostre biciclette erano realizzate con tubi in acciaio. Molto resistenti, ma anche molto pesanti. Poi si sono affacciati sul mercato materiali più leggeri e compositi come l’alluminio, il carbonio o il titanio e da allora tutto è cambiato.

Ma quali sono le differenze tra il carbonio e l’alluminio?

Carbonio

Il carbonio è un materiale composito, formato da due materiali di base: le fibre di carbonio, ricavate dalla distillazione del petrolio o da un materiale polimerico chiamato PAN, e la resina epossidica, con funzione di collante e di protezione da aggressioni chimiche, meccaniche e atmosferiche.
L’intreccio delle fibre da vita ad un tessuto molto leggero con un’elevata resistenza meccanica che lo rende ideale per diverse lavorazioni nei più svariati settori (da quello automobilistico a quello aeronautico a quello ciclistico).

La caratteristica principale del carbonio è che può essere orientata in modo da formare rigidezza o flessibilità nei punti critici del telaio a seconda delle esigenze progettuali. Questo consente di avere telai reattivi e capaci di assorbire le vibrazioni prodotte al contatto con il terreno. Inoltre si può risparmiare materiale laddove non serve riducendo in questo modo il peso.

I telai in fibra di carbonio si suddividono in base ai metodi di produzione. I due più utilizzati sono il full carbon e il monoscocca.

Full carbon

Con questo metodo di produzione vengono tagliati tubi su misura e poi collegati tra loro con fasciature di pelli impregnate di resina. Successivamente il telaio viene reso solido con un trattamento ad alta temperatura che lo rende un pezzo unico. I telai full carbon hanno costi minori, una maggiore facilità di lavorazione, la possibilità di realizzare telai su misura, ma un peso maggiore.

Monoscocca

I telai monoscocca sono realizzati a partire da uno stampo in metallo al cui interno vengono disposte pelli impregnate di resina (prepeg) a formare più strati. Viene aspirata tutta l’aria creando un sottovuoto che spinge le pelli contro lo stampo. Il tutto viene cotto ad alte temperature in un’autoclave. I costi progettuali sono molto alti e non si possono realizzare telai su misura. I pesi sono contenuti.

Il carbonio non è tutto uguale: sul mercato esistono diverse tipologie di intreccio che ne determinano le prestazioni. Esistono vari tipi di direzionalità che si possono conferire alle fibre ma la migliore è quella con orientamento unidirezionale.

La trama è formata da un numero variabile di filamenti di carbonio, indicata con k, dove 1k corrisponde a 1000 fili di carbonio. Minore è il k più pregiata è la fibra.

La trama si suddivide in 4 categorie:

  • 1k: trama estremamente fitta. Elevata robustezza che consente di usare meno resina per incollare le fibre. E’ la trama più pregiata, poiché consente di risparmiare peso mantenendo le caratteristiche di resistenza meccanica elevate. È anche la più costosa.
  • 3k: trama molto fitta, c. Raggiunge livelli prestazionali simili a quelli della 1k, ma con un peso maggiore.
  • 5k: trama mediamente fitta, con meno fili e più resina a riempire i vuoti quindi con peso maggiore e resistenza meccanica minore.
  • 12k: trama larga dove la luce tra le fibre è alta ed è riempita con resina. Aumento conseguente del peso e riduzione delle caratteristiche di resistenza.

Anche le fibre non sono tutte uguali e vengono identificate sulla base della loro resistenza. Le principali sono fibre 46 ton e 60 ton, cioè in grado di sopportare pressioni pari a rispettivamente 46 e 60 tonnellate per millimetro quadrato. L’utilizzo di fibre più resistenti consente di utilizzare meno materiale e quindi di contenere il peso.

Alluminio

L’alluminio è una lega composta da diversi materiali in cui proprio l’alluminio è l’elemento principale. La formula può variare da costruttore a costruttore. Ha la grande caratteristica di essere estremamente leggero e allo stesso tempo molto resistente e rigido. Queste tre caratteristiche ne fanno il motivo principale per cui il suo utilizzo è così diffuso. Inoltre l’alluminio è molto reattivo e performante, ma allo stesso tempo trasmette tutte le vibrazioni prodotte dall’attrito degli pneumatici sul terreno. Per ridurre questo aspetto molte biciclette sono dotate di forcella in carbonio.

Anche dal punto di vista economico, la differenza tra i due materiali è sostanziale: il carbonio è un materiale la cui lavorazione richiede molto tempo e per questo è decisamente più caro rispetto all’alluminio.

E allora quale compro?

Sicuramente devi tenere in considerazione il budget che hai a disposizione. Poi devi darti un obiettivo di rapporto tra qualità e peso del telaio facendo attenzione che siano garantite le caratteristiche di robustezza e rigidità. Infine devi considerare anche la tua taglia. Abbiamo visto che non i telai in monoscocca non è possibile realizzare telai su misura.

Il consiglio è sempre quello di affidarti ad uno specialista che saprà aiutarti nel migliore dei modi.
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