Home Mtb How To Come il carbonio ha plasmato l’industria del ciclismo
Pubblicità

Come il carbonio ha plasmato l’industria del ciclismo

0
Fibra di carbonio - cover
Foto: Trek Bikes

La fibra di carbonio è diventata rapidamente il materiale di punta per i telai e numerose parti della bicicletta, plasmando l’intera industria del ciclismo.

Per circa un secolo, le biciclette sono state costruite in acciaio. Non importava se erano da strada o mountain bike. L’acciaio è stato il materiale di base da quando siamo scesi dai primi velocipedi per salire sulle prime bici propriamente dette verso la fine degli anni ottanta del XIX secolo.

Biciclo e Rover
A sinistro un velocipede, o “biciclo”, a destra un rover, o “safety bicycle” di fine ‘800 – foto: Wikipedia

All’inizio fu l’acciaio

Note anche come “rover” o “safety bicycle”, erano assemblate con tubi in acciaio nella tradizionale configurazione a doppio diamante, di per sé la migliore combinazione di robustezza e leggerezza disponibile.

L’alluminio e il titanio fecero la loro comparsa tra la metà e la fine dal XX secolo. Quando le mountain bike iniziarono a maturare negli anni ’80, questi materiali – essendo più leggeri dell’acciaio – cominciarono ad apparire più di frequente.

Poi arrivò il carbonio, un materiale composito che combina fibre di carbonio e resina epossidica, precedentemente utilizzato in applicazioni aerospaziali e costosissime imbarcazioni da competizione, tra le tante. Il potenziale per il risparmio di peso e il guadagno della robustezza è stato il lasciapassare per farlo entrare nel mondo del ciclismo dalla porta principale, quando i ruggenti anni ’80 del secondo scorso volgevano al termine.

Giant Cadex 980 C - 1988
Giant introdusse sul mercato la prima bicicletta in fibra di carbonio nel 1988. La Cadex 980 C aveva tubazioni in fibra di carbonio e capicorda in alluminio – foto: Giant Bicycles

I primi passi

All’inizio, le bici in fibra di carbonio assomigliavano molto alle stesse vecchie bici con telaio a doppio diamante che tutti avevano pedalato negli ultimi cento anni. All’epoca, la costruzione del telaio con tubazioni era una delle tecniche di produzione più solide e leggere, indipendentemente dal materiale utilizzato. Così, nei primi anni, soprattutto quando la fibra di carbonio era spesso avvolta intorno a tubi di alluminio e poi incollata a congiunzioni sempre in lega leggera, le biciclette non cambiavano dal punto di vista estetico.

Tuttavia, un effetto domino di cambiamento tecnologico prese il via negli anni ’90. Apparve la sospensione posteriore sulle MTB, introducendo diverse nuove sfide di progettazione e fabbricazione degli elementi del telaio. La tecnica di costruzione in-mold era sempre più implementata nella produzione della fibra di carbonio, permettendo una maggiore manipolazione della forma finale.

Trek OCLV 1992
Le prime road bike in carbonio OCLV di Trek, 5200 e 5500. Correva l’anno 1992 – foto: Trek Bikes

In contemporanea, l’adozione della progettazione assistita al computer (CAD), l’analisi degli elementi finiti (FEM) e la fluidodinamica computazionale hanno consentito ai progettisti di sfruttare rapidamente e in modo più efficiente il potenziale del nuovo materiale.

Ma altri due fattori molto importanti portarono la fibra di carbonio alla ribalta assoluta. Il primo: il potenziale per l’aumento della robustezza e il risparmio di peso. Il secondo: l’evoluzione della fibra di carbonio stessa.

Nel momento in cui marchi come Giant e Trek – tra gli antesignani nel settore, in particolare il primo – iniziarono alla fine degli anni ’80 a usare tubi avvolti in fibra di carbonio, divenne subito chiaro che era la strada da percorrere per creare biciclette leggere e ad alte prestazioni.

Quando comparvero tecnologie più mature a inizio anni ’90, come il carbonio OCLV di Trek, venivano usati due materiali compositi pre-impregnati in fibra di carbonio/resina epossidica e un sistema di resina. Al giorno d’oggi, sono decine i materiali compositi a disposizione, con altrettanti diversi sistemi di resina.

Scott Endorphin
Scott Endorphin, una delle prime MTB in carbonio con forme avveniristiche per l’epoca (fu introdotta nel 1995)

I vantaggi

Per quanto riguarda i vantaggi del materiale, la questione è abbastanza semplice. A differenza dei metalli che sono isotropi (hanno le stesse prestazioni strutturali in tutte le direzioni), la fibra di carbonio è anisotropa (ha diverse prestazioni strutturali in direzioni differenti). Non si può fare molto con i materiali isotropi come l’alluminio, inoltre non c’è modo di regolare le sue proprietà.

La fibra di carbonio permette di cambiare le proprietà della struttura cambiando le direzioni delle fibre (come aumentare la rigidità alla flessione o ridurre la rigidità torsionale per esempio), il numero degli strati (lo spessore della parete di base), e i punti di scarico (adattando sia la resistenza sia la rigidità) con cambiamenti specifici nello spessore del materiale e nei rinforzi localizzati.

Fondamentalmente con la fibra di carbonio, è possibile personalizzare ogni parte del telaio per gestire i numerosi carichi, reagire all’input del ciclista, e fornire le prestazioni richieste da qualsiasi piattaforma di bicicletta.

Test eMTB BH Xtep Carbon Lynx 6 Pro-SE - telaio 02
Solo il carbonio permette di esprimere forme così estreme sul versante estetico, ma con importanti ricadute funzionali

Riferimento assoluto

Grazie all’evoluzione dei materiali compositi e ai progressi nei metodi di produzione, la fibra di carbonio è diventata rapidamente il materiale di punta per telai, cerchi, manubri, reggisella, e pedivelle, che presentano sfide di design radicalmente diverse. Tutti sono più leggeri e più robusti che mai, nati da variazioni dello stesso materiale altamente adattabile.

 

LASCIA UN COMMENTO

Per favore inserisci il tuo commento!
Per favore inserisci il tuo nome qui

Pubblicità
Advertisement