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La differenziazione
dei materiali è cosa piuttosto recente nei
telai per bicicletta.
Legno?
Sì, possiamo partire dal legno con cui erano
realizzati i primi celeriferi di metà-fine
'800, d'altra parte, quei mezzi non sono assimilabili
al moderno (dal Novecento in poi) concetto di bicicletta.
Acciaio!
Si può affermare, quindi, che il primo materiale
è stato l'acciaio. E lo è stato per
tantissimi anni, visto che le scelte differenti
appartengono agli ultimi 20-25 anni (all'inizio
comunque ci fu una resistenza inerziale notevole
alla loro assimilazione nel ciclismo).
Si tratta di una evoluzione anche concettuale per
quanto riguarda la realizzazione dei telai. Con
l'acciaio si procede per saldobrasatura. I tubi
vengono "puntati" in congiunzioni dentro
cui poi viene fatto scorrere il materiale di saldatura
differente dal materiale che compone tubi e congiunzioni.
Questa lavorazione permette un notevole controllo
degli angoli poiché nelle congiunzioni rimane
un certo gioco prima di bloccare tutto con la saldatura
definitiva.
Anni '80, altri
materiali
Negli anni '80, però si è cominciato
a ricercare materiali diversi e più leggeri
dell'acciaio. Lo stesso acciaio ha subito delle
evoluzioni (tutt'ora continuano a uscire nuove soluzioni)
per ottenere un grano ancora più fine e resistenze
superiori anche con spessori da velo di cipolla.
L'industria russa iniziò a produrre tubazioni
in titanio fornendo ai corridori telai verniciati
per non far notare il nuovo materiale. Al tempo
stesso si iniziò a lavorare anche su alluminio
e fibra di carbonio.
Il problema
delle saldature...
Il limite di questi materiali, però, era
nelle tecniche di giunzione dei tubi. Titanio e
alluminio non possono essere saldati con il fillet
brazing e si ricorse al tig.
I primi risultati però furono piuttosto scadenti.
La saldatura ad arco elettrico, per via delle temperature
elevate che sviluppava, rischiava di compromettere
la qualità del materiale da saldare facendogli
perdere le caratteristiche meccaniche per cui era
stato scelto.
Inoltre se nella saldatura venivano coinvolti altri
elementi (ossigeno e impurità varie presenti
nell'aria) la tenuta non era affidabile e si rischiavano
clamorosi cedimenti.
...e dell'incollaggio
del carbonio
Anche con il carbonio le cose non andavano meglio.
I primi tubi di fibra venivano uniti con congiunzioni
in alluminio, avvitati e incollati al loro interno.
Non isolando elettricamente i due materiali, però,
si innescavano flussi galvanici che, nel tempo,
comportavano la corrosione del collante e il cedimento
della struttura.
Verso la fine degli anni '80 arrivarono dall'America
i primi telai in alluminio (apparivano buffi con
i tubi di sezioni molto più ampie rispetto
a quel che si era abituati con l'acciaio) saldati
a tig e... affidabili.
Alluminio per
tutti
La corsa all'alluminio, una volta affinata la tecnica
di saldatura (campane a gas inerte o cannelli che
soffiavano via le impurità al momento della
saldatura, oltre ai trattamenti termici successivi
che ristabilivano le condizioni del materiale) era
partita.
Il successo dell'alluminio è stato dovuto
anche al basso costo del materiale e alla sua notevole
malleabilità che comportava (e comporta)
costi di lavorazione più bassi dell'acciaio.
Al tempo stesso si affinarono anche le tecniche
di lavorazione dei compositi. I problemi delle giunzioni
vennero risolti adottando isolanti specifici nei
collanti ma vennero anche realizzati telai in monoscocca,
realizzati interamente in carbonio in uno stampo
unico tramite lavorazione termica e a pressione
in autoclave.
Prende piede la fibra di carbonio
Il carbonio, dalla metà degli anni '90, è
stato anche utilizzato in coppia con l'alluminio.
I telai in lega erano, sì, rigidi, ma spesso
anche troppo "duri" e davano problemi
di scomodità per via della vibrazioni ad
alta frequenza che trasmettevano direttamente al
ciclista (la bici da corsa non è ammortizzata).
Il problema, a mio avviso, fu anche di ordine geometrico.
Erano anni in cui si prediligevano telai con angoli
molto azzardati che risultavano scattanti ma scomodi
sulle lunghe distanze.
La scelta di tubi posteriori in carbonio servì,
dunque, a mitigare la durezza dell'alluminio. Il
carbonio, opportunamente lavorato, è rigido
ma ha un modulo elastico che gli permette di assorbire
le vibrazioni senza rovinarsi nel tempo e... invecchiare.
Intanto arrivarono anche telai in carbonio con congiunzioni
pure in composito. Questo permetteva di realizzare
un telaio interamente in fibra e con misure personalizzate,
cosa altrimenti impossibile con i telai monoscocca
che richiedono uno stampo (molto costoso) per ogni
taglia.
E il titanio?
Parallelamente scorreva l'evoluzione del titanio.
Le nuove tecnologie hanno permesso (una volta affinata,
anche qui, la tecnica di saldatura) di lavorare
leghe di titanio sempre più robuste a costi,
tutto sommato, accettabili. Il titanio rimane comunque
un mondo a sé proprio per i costi mediamente
più alti di un buon 30 per cento rispetto
ad altri materiali. Il vantaggio però c'è:
è praticamente immortale.
Concludendo
Al momento attuale stiamo assitendo ad una diffusione,
a tutti i livelli, della fibra di carbonio. L'industrializzazione
dei processi ha permesso un abbattimento notevole
dei prezzi rispetto a qualche anno fa. Inoltre il
carbonio si è differenziato in tante qualità
per cui il ciclista che si accontenta può
comunque avere un "telaio tutto carbonio"
anche se poi meccanicamente non vale più
di un acciaio tradizionale.
L'acciaio, come dicevo, non è stato certo
dimenticato. I costruttori italiani, forti di questo
materiale, stanno avendo un successo notevole in
America dove il mercato è alla ricerca di
soluzioni raffinate dopo l'indigestione di alluminio.
Inoltre la raffinazione di nuovi tipi di acciaio
ha portato a competere, in peso, con i migliori
telai in alluminio. Ovviamente delle differenze
restano.
Toh... il magnesio
Negli ultimi 3-4 anni, infine si è affacciato
un nuovo materiale: il magnesio. Sta maturando lentamente,
ma i risultati sono interessanti. La rigidità
è superiore all'alluminio anche se lavorarlo
è difficile. Tende ad incendiarsi facilmente
ed è anche molto sensibile alla corrosione.
Per questo deve essere trattato dentro e fuori una
volta completato l'assemblaggio del telaio. Sulla
durata nel tempo di questo materiale è presto
per dare giudizi, visto che i primi telai sono ancora
piuttosto giovani...
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