Con questa disquisizione tecnica vorrei fare un poco di ordine la le varie definizioni di “telaio in carbonio” in quanto a questa definizione corrispondono diversi tipi di manufatto in composito di tessuto di carbonio e resina epossidica.
Il manufatto composito contraddistinto dalla dicitura comune “fibra di carbonio” viene ottenuto tramite la sovrapposizione di più strati di tessuto in fibre di carbonio, unidirezionale o con diversi tipi di trama e con diverse grammature al metro quadro.
La dicitura T700-800-1000 indica il “titolo” del filato di carbonio, il quale fa si che a parità di grammatura del tessuto di carbonio siano contenuti nella trama del tessuto più filamenti con conseguente maggiori prestazioni meccaniche.
Il tutto è “legato” tramite resina epossidrica che viene sottoposta aprocesso di polimerizzazione ad temperature fino a 140 gradi circa.
Fin qui, i materiali usati sono simili (a parte le varie grammature del tessuto, titolo del filato e tipologia della resina) in tutti e 3 i principali tipi di processo;
I processi di laminazione delle pelli e di costruzione dei telai sono essenzialmente 3;
1) artigianale-hobbistico; è il processo che, con alcune varianti, viene utlizzato per la costruzione dei telai fasciati e per la creazione di piccoli particolari; la laminazione avviene a mano, direttamente sui tubi preassemblati come fosse un telaio in metallo, creando delle “congiunzioni” per fasciatura; dopo l’ultimo strato viene applicata una pelle di tessuto di carbonio con peel-ply a strappo, viene inserito il tutto in un “sacco a vuoto” collegato ad una pompa a vuoto e lasciato sottovuoto una notte circa, per poi essere estratto dal sacco a vuoto e passato in forno (da verniciatura o da “rinvenimento) a 100-140° per alcune ore.
Alla fine si rimuovono le pellicole peel-ply e si rifinisce il telaio.
Una variante home mede non prevede l’uso del sacco a vuoto ma una fasciatura stretta con nastro adesivo da eletticista traforato che elimina la resina in eccesso e una cottura con lampade a infrarossi:
Pregi del sistema: bassissimo costo di impianto, buona laminazione con espulsione di gran parte della resina in eccesso, controllo delle varie fasi di lavorazione, relativa facilità, alta flessibilità nel cambiare le forme e le misure del telaio.
Contro del sistema: Alta quantità di manodopera necessaria, sistema non applicabile per grandi numeri, scarso controllo della quantità di resina utilizzata, scarso controllo della qualità di laminazione.
Con il sistema del fasciato, utilizzando tubi ottenuti per centrifugazione, si ottengono buoni telai con pesi attorno ai 1200 grammi in taglia media; generalmente la tipologia di pelli , il numero di starti e la resina vengolo stabiliti dai produttori di serie di tubazioni.
2) Autoclave Moulding: (esempio )
è il processo “top” per eccellenza, viene utilizzato per la realizzazione di monoscocche per auto, scafe di barche, componenti strutturali per aeronautica; vengono utilizzate pelli”pre-preg”, preimpregnate di resina, trasportate e conservate in celle frigorifere e con scadenza temporale; la lavorazione viene effettuata in “white room” ovvero camere asettiche con temperatura e umidità controllate, il taglio è effettuato generalmente a laser con banchi CAD-CAM, la laminazione negli stampi viene effettuata con particolare cura e generalmente non viene aggiunta resina.
Gli stampi vengono posti in autoclave el’interno delle tubazioni viene messo in pressione con aria compressa, mentre all’interno dell stampo viene creato il vuoto.
La doppia combinazione di pressione esterna e vuoto interno comprime gli starti ed elimina praticamente tutta la già poca resina in eccesso. La temperatura polimerizza la resina.
Il risultato è un manufatto con eccezionali caratteristiche meccaniche e di leggerezza;
PRO: elevato controllo della laminazione, della quantità di resina, delle fasi di lavorazione, prodotto al top come caratteristiche meccaniche
CONTRO; elevati costi di impianto e di energia, lavorazioni molto delicate, produzione numericamente bassa, manodopera necessariamente molto specializzata.
A questa categoria appartengono alcuni telai top di gamma, soprattutto nel settore BDC; Con questa tecnologia è possibile ottenere telai sotto il chilogrammo.
3)Carbon Press Mould: è il procedimento usato nella fabbrica visitata da Marco ed utilizzato per la maggior parte dei telai “monoscocca” o “biscocca” (con il carro incollato) che circolano nei vari marchi ed è il procedimento che alcuni chiamano “cartonio”. Tutti i telai venduti dai trader su Alibaba vengono prodotti con questo metodo.
Premetto che MECCANICAMENTE non hanno qualità inferiore, anzi, probabilmente hanno margini di sicurezza maggiore.
Anche questi vengono prodotti utilizzando stampi (molto meno sofisticati di quelli per il carbonio in autoclave) e all’interno degli stessi viene insufflata aria compressa.
Le differenze sono 2; la resina viene stesa a mano su tessuti asciutti, la lavorazione viene effettuata in normali ambienti di lavoro e gli stampi invece di essere posti in autoclave vengono pressati a caldo in quelle che possono essere linee di produzione in continuo, come del caso di CCM.
La grossa differenza è nella qualità di laminazione e nella quantità di resina che resta all’interno del telaio, il che può dare sbalzi di peso tra un telaio e l’altro anche nell’ordine di 100 grammi, . mentre è comunque trascurabile, il formarsi di bolle d’aria all’interno delle stratificazioni in quanto il connubio tra compressione esterna e pressione interna dovrebbe garantire l’adesione delle pelli.
PRO: procedimento industriale, costo di impianto a pezzo prodotto molto basso, produzione in serie, media qualità costante
CONTRO: quantità di resina non controllabile, peso del prodotto finito variabile, qualità meccaniche leggermente inferiori ma comunque abbondanti per l’uso ciclistico.
Questa piccola disquisizione INCOMPLETA e anche magari non del tutto precisa, è stata fatta per far capire all’utente medio che dietro alcune differenze di prezzo (ad esempio tra un telaio top di gamma e lo scalino inferiore, o tra uno Scott 949 eu un LT056 c’è dietro un procedimento costruttivo differente, oltre alla delocalizzazione.
Il manufatto composito contraddistinto dalla dicitura comune “fibra di carbonio” viene ottenuto tramite la sovrapposizione di più strati di tessuto in fibre di carbonio, unidirezionale o con diversi tipi di trama e con diverse grammature al metro quadro.
La dicitura T700-800-1000 indica il “titolo” del filato di carbonio, il quale fa si che a parità di grammatura del tessuto di carbonio siano contenuti nella trama del tessuto più filamenti con conseguente maggiori prestazioni meccaniche.
Il tutto è “legato” tramite resina epossidrica che viene sottoposta aprocesso di polimerizzazione ad temperature fino a 140 gradi circa.
Fin qui, i materiali usati sono simili (a parte le varie grammature del tessuto, titolo del filato e tipologia della resina) in tutti e 3 i principali tipi di processo;
I processi di laminazione delle pelli e di costruzione dei telai sono essenzialmente 3;
1) artigianale-hobbistico; è il processo che, con alcune varianti, viene utlizzato per la costruzione dei telai fasciati e per la creazione di piccoli particolari; la laminazione avviene a mano, direttamente sui tubi preassemblati come fosse un telaio in metallo, creando delle “congiunzioni” per fasciatura; dopo l’ultimo strato viene applicata una pelle di tessuto di carbonio con peel-ply a strappo, viene inserito il tutto in un “sacco a vuoto” collegato ad una pompa a vuoto e lasciato sottovuoto una notte circa, per poi essere estratto dal sacco a vuoto e passato in forno (da verniciatura o da “rinvenimento) a 100-140° per alcune ore.
Alla fine si rimuovono le pellicole peel-ply e si rifinisce il telaio.
Una variante home mede non prevede l’uso del sacco a vuoto ma una fasciatura stretta con nastro adesivo da eletticista traforato che elimina la resina in eccesso e una cottura con lampade a infrarossi:
Pregi del sistema: bassissimo costo di impianto, buona laminazione con espulsione di gran parte della resina in eccesso, controllo delle varie fasi di lavorazione, relativa facilità, alta flessibilità nel cambiare le forme e le misure del telaio.
Contro del sistema: Alta quantità di manodopera necessaria, sistema non applicabile per grandi numeri, scarso controllo della quantità di resina utilizzata, scarso controllo della qualità di laminazione.
Con il sistema del fasciato, utilizzando tubi ottenuti per centrifugazione, si ottengono buoni telai con pesi attorno ai 1200 grammi in taglia media; generalmente la tipologia di pelli , il numero di starti e la resina vengolo stabiliti dai produttori di serie di tubazioni.
2) Autoclave Moulding: (esempio )
è il processo “top” per eccellenza, viene utilizzato per la realizzazione di monoscocche per auto, scafe di barche, componenti strutturali per aeronautica; vengono utilizzate pelli”pre-preg”, preimpregnate di resina, trasportate e conservate in celle frigorifere e con scadenza temporale; la lavorazione viene effettuata in “white room” ovvero camere asettiche con temperatura e umidità controllate, il taglio è effettuato generalmente a laser con banchi CAD-CAM, la laminazione negli stampi viene effettuata con particolare cura e generalmente non viene aggiunta resina.
Gli stampi vengono posti in autoclave el’interno delle tubazioni viene messo in pressione con aria compressa, mentre all’interno dell stampo viene creato il vuoto.
La doppia combinazione di pressione esterna e vuoto interno comprime gli starti ed elimina praticamente tutta la già poca resina in eccesso. La temperatura polimerizza la resina.
Il risultato è un manufatto con eccezionali caratteristiche meccaniche e di leggerezza;
PRO: elevato controllo della laminazione, della quantità di resina, delle fasi di lavorazione, prodotto al top come caratteristiche meccaniche
CONTRO; elevati costi di impianto e di energia, lavorazioni molto delicate, produzione numericamente bassa, manodopera necessariamente molto specializzata.
A questa categoria appartengono alcuni telai top di gamma, soprattutto nel settore BDC; Con questa tecnologia è possibile ottenere telai sotto il chilogrammo.
3)Carbon Press Mould: è il procedimento usato nella fabbrica visitata da Marco ed utilizzato per la maggior parte dei telai “monoscocca” o “biscocca” (con il carro incollato) che circolano nei vari marchi ed è il procedimento che alcuni chiamano “cartonio”. Tutti i telai venduti dai trader su Alibaba vengono prodotti con questo metodo.
Premetto che MECCANICAMENTE non hanno qualità inferiore, anzi, probabilmente hanno margini di sicurezza maggiore.
Anche questi vengono prodotti utilizzando stampi (molto meno sofisticati di quelli per il carbonio in autoclave) e all’interno degli stessi viene insufflata aria compressa.
Le differenze sono 2; la resina viene stesa a mano su tessuti asciutti, la lavorazione viene effettuata in normali ambienti di lavoro e gli stampi invece di essere posti in autoclave vengono pressati a caldo in quelle che possono essere linee di produzione in continuo, come del caso di CCM.
La grossa differenza è nella qualità di laminazione e nella quantità di resina che resta all’interno del telaio, il che può dare sbalzi di peso tra un telaio e l’altro anche nell’ordine di 100 grammi, . mentre è comunque trascurabile, il formarsi di bolle d’aria all’interno delle stratificazioni in quanto il connubio tra compressione esterna e pressione interna dovrebbe garantire l’adesione delle pelli.
PRO: procedimento industriale, costo di impianto a pezzo prodotto molto basso, produzione in serie, media qualità costante
CONTRO: quantità di resina non controllabile, peso del prodotto finito variabile, qualità meccaniche leggermente inferiori ma comunque abbondanti per l’uso ciclistico.
Questa piccola disquisizione INCOMPLETA e anche magari non del tutto precisa, è stata fatta per far capire all’utente medio che dietro alcune differenze di prezzo (ad esempio tra un telaio top di gamma e lo scalino inferiore, o tra uno Scott 949 eu un LT056 c’è dietro un procedimento costruttivo differente, oltre alla delocalizzazione.
) il mio peggiore incubo era appunto il NON impregnare bene tutti gli strati di stuoia lasciando qualche parte "secca" e causando una non omogenea resistenza meccanica a tutta la struttura......
