Il bello è il brutto del carbonio ( il brutto direi)

[Maiella]

Vedi l'allegato 598442
Domenica scorsa, cerchio carbonio di compagnio di uscita.... Ci sono dei graffi vicino la crepa ma lui non ricorda di avere sbattuto..... Peraltro è uno che in discesa è un bradipo azzoppato!
Di recente si era fatto tensionare i raggi ed era a dire il vero ancora un po' storta la ruota quindi il lavoro non era stato fatto bene.... Chissà!

Caso dubbio. Potrebbe esere che la rottura sia dovuto ad un errato tensionamento del raggio.

Prodotti MTB scontati

 

[Barons]

Caso dubbio. Potrebbe esere che la rottura sia dovuto ad un errato tensionamento del raggio.

Anche per me e non o mai visto un cerchio carbon girare storto , se tensionato male si…

 

[Boro]

Per lavoro mi occupo di fusione e trattamento termico dei metalli. Non lavoro per il settore ciclistico, ma il comportamento dei metalli é più o meno lo stesso: si cercano determinate caratteristiche meccaniche per resistere alle sollecitazioni.
Nel caso dell'alluminio la lavorazione può avvenire per pressofusione o per colata. Ed é qui che agisce principalmente l'aspetto progettuale circa gli stampi da realizzare, che restituiranno la forma del telaio con le sue geometrie. In questo contesto non si determina la durata del materiale perché sia la pressofusione che la colata non sono fattori per determinare la qualità esecutiva.
Invece é fondamentala la ricetta, ossia l'aggiunta di altri materiali metallici alla base di alluminio, che servono a determinare le caratteristiche meccaniche richieste; é altresì fondamentale il processo di degasaggio dell'alluminio fuso con insuflaggio di azoto per evitare nella solidificazione che si possano creare dei vuoti all'interno della struttura e per eliminare le scorie (procesdo che comunque va verificato con strumentazione specifica tipo raggi x sul prodotto solidificato).
Successivamente si effettua un controllo esterno con liquido penetrante per verificare che la superficie sia integra e non possa innescare cricche.
Infine si affettua un trattamento termico in immersione.
Non conosco il processo a cui viene sottoposto l'alluminio dei telai delle bici, ma immagino che ricetta (ossia aggiunta di altri metalli alla base di alluminio) e degasaggio, verifica liquidi penetranti, vengono eseguiti allo stesso modo.
Da quanto scritto sopra posso affermare che quando un telaio in alluminio si rompe, ciò é dovuto essenzialmente a un processo errato, a qualcosa che non ha funzionato nella batteria di lavorazione. A tutto ciò si aggiunge l'importanza dei controlli. Ad esempio la temperatura ottimale per effettuare degasaggio e pulizia scorie é compresa tra i 720 e i 750 gradi, quella di lavorazione effettiva é più bassa. Altro fattore notevole é la quantità di silicio che serve a dare fluidità all'alluminio fuso che va in percentuale in base al peso totale dell'alluminio che si vuole fondere (valori tabellari: ogni tot. quintali di alluminio si aggiunge il cortispettivo di silicio).
Ci sarebbero altre cose da aggiungere, ma quanto scritto può rendere l'idea di come la rottura di un telaio non sempre é dovuto a fattori di utilizzo (anzi quasi mai), ma piuttosto a qualche falla nel processo produttivo.
Un telaio in alluminio ben lavorato e sottoposto all'uso che ne può fare un biker é praticamente eterno.

Grazie delle info tecniche.
Aldilà della lavorazione ed eventuali suoi difetti, credo che conti anche quanto il telaio è "tirato".
L'unico telaio che abbia mai crepato è stato il forcellone di una stumpjumper fsr s works il cui telaio in carbonio aveva però i foderi bassi in alluminio. Dopo 4 anni di uso intenso si è manifestata una classica cricca in corrispondenza dei fori di passaggio del cavo cambio di cui mi sono accorto in tempo.
Ho cambiato il pezzo e onestamente, preso in mano, sembrava di carta da tanto che era sottile e leggero. A quel punto non mi ha stupito fosse crepato, ma magari anche li c'era un difetto di esecuzione/progettazione (visto che la crepa era partita da un foro).
Il telaio invece della mia kona stinky del 2002 in lega 7005 pesa 3kg (se va bene) e sono sicuro che quando sarò sepolto sarà ancora in perfetto stato...

 

[Andrea80bz]

Per lavoro mi occupo di fusione e trattamento termico dei metalli. Non lavoro per il settore ciclistico, ma il comportamento dei metalli é più o meno lo stesso: si cercano determinate caratteristiche meccaniche per resistere alle sollecitazioni.
Nel caso dell'alluminio la lavorazione può avvenire per pressofusione o per colata. Ed é qui che agisce principalmente l'aspetto progettuale circa gli stampi da realizzare, che restituiranno la forma del telaio con le sue geometrie. In questo contesto non si determina la durata del materiale perché sia la pressofusione che la colata non sono fattori per determinare la qualità esecutiva.
Invece é fondamentala la ricetta, ossia l'aggiunta di altri materiali metallici alla base di alluminio, che servono a determinare le caratteristiche meccaniche richieste; é altresì fondamentale il processo di degasaggio dell'alluminio fuso con insuflaggio di azoto per evitare nella solidificazione che si possano creare dei vuoti all'interno della struttura e per eliminare le scorie (procesdo che comunque va verificato con strumentazione specifica tipo raggi x sul prodotto solidificato).
Successivamente si effettua un controllo esterno con liquido penetrante per verificare che la superficie sia integra e non possa innescare cricche.
Infine si affettua un trattamento termico in immersione.
Non conosco il processo a cui viene sottoposto l'alluminio dei telai delle bici, ma immagino che ricetta (ossia aggiunta di altri metalli alla base di alluminio) e degasaggio, verifica liquidi penetranti, vengono eseguiti allo stesso modo.
Da quanto scritto sopra posso affermare che quando un telaio in alluminio si rompe, ciò é dovuto essenzialmente a un processo errato, a qualcosa che non ha funzionato nella batteria di lavorazione. A tutto ciò si aggiunge l'importanza dei controlli. Ad esempio la temperatura ottimale per effettuare degasaggio e pulizia scorie é compresa tra i 720 e i 750 gradi, quella di lavorazione effettiva é più bassa. Altro fattore notevole é la quantità di silicio che serve a dare fluidità all'alluminio fuso che va in percentuale in base al peso totale dell'alluminio che si vuole fondere (valori tabellari: ogni tot. quintali di alluminio si aggiunge il cortispettivo di silicio).
Ci sarebbero altre cose da aggiungere, ma quanto scritto può rendere l'idea di come la rottura di un telaio non sempre é dovuto a fattori di utilizzo (anzi quasi mai), ma piuttosto a qualche falla nel processo produttivo.
Un telaio in alluminio ben lavorato e sottoposto all'uso che ne può fare un biker é praticamente eterno.

Interessante. Da quello che so, è la temperatura di lavorazione che determina la successiva resistenza del metallo (penso che questo valga per lo più per l'acciaio). Ad esempio in ambito automobilistico so che i pistoni forgiati (quindi lavorati a più basse temperature) mantengono la "nervatura" del metallo e quindi sono più resistenti e adatti a motori ad alte prestazioni, mentre pistoni stampati (colati in uno stampo) sono di più bassa qualità in quanto perdono la "nervatura" originaria appunto.

 

[Andrea80bz]

A proposito di carbonio che si rompe
Questo è acciaio, un po' di carbonio lo contiene


Vedi l'allegato 598391

Ammette di averne fatto uso intenso, forse anche improprio.
Sarebbe interessante vedere cosa dice dopo "and a lot of..."

 

[Vins213]

Un telaio in alluminio ben lavorato e sottoposto all'uso che ne può fare un biker é praticamente eterno.

Secondo me questa affermazione (aggiungo che il telaio va usato per ciò che è stato pensato) vale per tutti i materiali...fibra, alluminio, acciaio, titanio, legno....

un superleggero xc/am in fibra non può accettare le aggressività di determinati trail

xc da 8kg totali si spacca al primo drop su trail
endurona da 16kg dura una eternità se fatta girare sulle ciclabili

 

[Andrea80bz]

Ci sarebbero altre cose da aggiungere, ma quanto scritto può rendere l'idea di come la rottura di un telaio non sempre é dovuto a fattori di utilizzo (anzi quasi mai), ma piuttosto a qualche falla nel processo produttivo.

Come scrissi qualche pagina fa, ho avuto anni fa una bici da corsa (1998), una F.Moser in alluminio era uno dei telai al top della gamma. Bene dopo neanche 1 anno di utilizzo si era crepato il punto di congiunzione tra tubo obliquo e tubo sterzo. E stiamo parlando di una bici da corsa dove l'unica sollecitazione è la flessione del telaio quando si spingono rapporti duri in salita. Non poteva non trattarsi di un difetto originario di produzione.

 

[Boro]

Come scrissi qualche pagina fa, ho avuto anni fa una bici da corsa (1998), una F.Moser in alluminio era uno dei telai al top della gamma. Bene dopo neanche 1 anno di utilizzo si era crepato il punto di congiunzione tra tubo obliquo e tubo sterzo. E stiamo parlando di una bici da corsa dove l'unica sollecitazione è la flessione del telaio quando si spingono rapporti duri in salita. Non poteva non trattarsi di un difetto originario di produzione.

In realtà in discesa, sulle buche e asperità, un telaio da corsa è molto sollecitato in zona sterzo, quindi se lo fai male o troppo tirato i rischi sono cmq alti.
Sono ben note ad es. i guai delle prime pedivelle in alluminio superlight di Campagnolo negli anni 70/80, si rompevano per fatica entro poco tempo e c'e' gente che si è fatta molto male.

 

[Blackmouse78]

Le MTB hanno vita intensa e relativamente breve. In quanti usano una MTB regolarmente e intensamente per più di 7-8 anni?

Discorso diverso per le bici da strada o "da argine", dove se uno non ha pretese di stare al passo coi tempi una bici la si tira anche per vent'anni, e allora li entra in gioco veramente la fatica sui componenti o certe aree del telaio.

Sulle MTB usate come MTB le rotture sono quasi sempre da singolo evento traumatico o da eclatanti difetti di fabbricazione/progettazione.

Anche l'uso "improprio" di per se a mio parere è difficile che metta in crisi il materiale, al limite è come nell'esempio di @Boro , dove un telaio molto "tirato" e quindi con tolleranze minime va in crisi e tira una cricca, cosa che non capita (a prescindere dal materiale) se non ci sono problemi durante la produzione e il progetto è più "rilassato".

 

[Andrea80bz]

un superleggero xc/am in fibra non può accettare le aggressività di determinati trail

xc da 8kg totali si spacca al primo drop su trail

quindi sembrerebbe più convienente prendere un telaio più pesante (e presumibilmente meno costoso) a parità di materiale.

 

[Andrea80bz]

In realtà in discesa, sulle buche e asperità, un telaio da corsa è molto sollecitato in zona sterzo, quindi se lo fai male o troppo tirato i rischi sono cmq alti.
Sono ben note ad es. i guai delle prime pedivelle in alluminio superlight di Campagnolo negli anni 70/80, si rompevano per fatica entro poco tempo e c'e' gente che si è fatta molto male.

se è così era davvero un telaio tiratissimo, neanche 1 anno di utilizzo.
il telaio era quello con il tubo obliquo a cannocchiale.

 

[Maiella]

Secondo me questa affermazione (aggiungo che il telaio va usato per ciò che è stato pensato) vale per tutti i materiali...fibra, alluminio, acciaio, titanio, legno....

un superleggero xc/am in fibra non può accettare le aggressività di determinati trail

xc da 8kg totali si spacca al primo drop su trail
endurona da 16kg dura una eternità se fatta girare sulle ciclabili

Parlavo dell'alluminio, ma é chiaro che tutti i materiali possono avere una buona durata se ben lavorati.

 

[Boro]

Peso non significa resistenza a prescindere. Certo è che a parità di qualità e costruzione, se c'e' più materiale, e quindi più peso, la resistenza aumenta, ma cmq fino ad un certo limite.

 

[Boro]

se è così era davvero un telaio tiratissimo, neanche 1 anno di utilizzo.
il telaio era quello con il tubo obliquo a cannocchiale.

Sicuramente un telaio malriuscito.

 

[Maiella]

Interessante. Da quello che so, è la temperatura di lavorazione che determina la successiva resistenza del metallo (penso che questo valga per lo più per l'acciaio). Ad esempio in ambito automobilistico so che i pistoni forgiati (quindi lavorati a più basse temperature) mantengono la "nervatura" del metallo e quindi sono più resistenti e adatti a motori ad alte prestazioni, mentre pistoni stampati (colati in uno stampo) sono di più bassa qualità in quanto perdono la "nervatura" originaria appunto.

Si la temperatura é un parametro importante per determinare alcune caratteristiche. Nella fusione é importante, ma per stabilire i tempi di solidificazione. Nei trattamenti termici per agire sul cristallino.

 

[ant]

qualcuno ha citato le Elrey, sono andato a farmi una rinfrescata ed ho trovato questo post del produttore, relativo ad un telaio front da gara del 2018. Ci sono informazioni interessanti circa i cicli di progettazione e lavorazione del carbonio.


Il telaio R.U.O. è costruito interamente in materiale composito cioè un materiale composto da un'anima a nido d'ape in tessuto ud 800 ricoperta ai due lati da più strati di fibra di carbonio impregnati di resina epossidica che conferisce una notevole durezza al composito una volta essicata con un procedimento ad alta temperatura e pressione.
Per semplificare la produzione,il telaio è realizzato in più parti denominate pannelli,essenzialmente tre pannelli trasversali attraverso cui passano le gambe del rider e l'altro reticolo posteriore appena dietro la sella che contribuisce ad una migliore rigidezza torsionale,il carro posteriore.Tutte le parti una volta ultimate vengono collegate mediante speciali adesivi e legature.
Per realizzare le parti che compongono il telaio in fibra di carbonio,viene prima di tutto realizzato lo stampo dei tubi principali in fibra di carbonio sui quali a sua volta verranno ricavate le parti definitive del telaio.
Affinchè il telaio R.U.O. resista alle sollecitazioni e possa allo stesso tempo garantire buone doti di maneggevolezza e di guida,deve essere progettato con criteri di rigidezza flessionale e torsionale.Un altro requisito fondamentale è garantire la resistenza all'urto ossia il telaio deve essere sufficientemente robusto da reggere gli urti dell'uso più pesante dello stesso,in gara o fuori gara.
Esiste una situazione contrastante tra rigidezza e robustezza in quanto i materiali in fibra di carbonio più sono rigidi meno resistono all'urto,percio'i progettisti realizzano telai in fibra di carbonio dalla forma filante senza introdurre parti spigolose che non farebbero altro che concentrare gli sforzi e quindi rendere più fragile la struttura.Tuttavia ne consegue un ulteriore situazione di contrasto in quanto la forma del telaio deve anche rispettare i requisiti imposti dalla trazione della ruota sul terreno.
Il metodo di analisi computerizzata agli elementi finiti è largamente impiegato per predire il comportamento e le caratteristiche degli elementi strutturali quali il telaio con elevata accuratezza in varie condizioni di carico,tutto questo garantendo allo stesso tempo una soluzione a basso peso/elevata rigidezza.Con tali metodi di calcolo il progettista può verificare velocemente varie soluzioni,ad esempio potrà verificare il contributo alla resistenza strutturale del telaio sotto l'applicazione di un ulteriore strato di fibra di carbonio in una determinata direzione,cercando sempre di minimizzare il peso.Il risultato di tutto il lavoro di progettazione è un telaio R.U.O. di mountainbike del peso di 900g capace di trasferire sul terreno una potenza di 450w e in grado di resistere a carichi di urto di 200kg.
Scendendo nei dettagli,la costruzione del telaio procede ricavando le singole parti componenti il telaio stesso a partire da semilavorati,tessuti sagomati tramite macchine automatiche asservite da software CAM
Il procedimento di stesura degli strati in fibra di carbonio è lungo e meticoloso ed è importante rispettare il corretto orientamento delle fibre come richiesto dal progettista al fine di garantire le prestazioni di resistenza strutturale.Per evitare che gli strati formino degli avvallamenti questi vengono riscaldati dal getto d'aria calda emesso da un phon,in questo modo la resina presente negli strati rende il materiale più aderente e malleabile nei punti più difficili della forma quali le zone con ampi raggi di curvatura.Durante la stesura degli strati il costruttore si serve di spatole e strumenti di taglio per sagomare gli strati intorno alle parti che costituiranno le aperture e recessi nel telaio.
La lavorazione del telaio termina con la finitura dei fori nei punti di attacco o di passaggio dei cavi e dei cuscinetti di sterzo e movimento centrale.

 

[Andrea80bz]

Ad ogni modo qui parliamo di telai di bici che si rompono che sono o full o al massimo front, in cui le sollecitazioni sono comunque fortemente attutite.. Mi chiedo quanti telai si romperebbero se le MTB fossero tutte a forcella rigida.

 

[Maiella]

Peso non significa resistenza a prescindere. Certo è che a parità di qualità e costruzione, se c'e' più materiale, e quindi più peso, la resistenza aumenta, ma cmq fino ad un certo limite.

Non sempre é così. Ci sono delle applicazioni che consentono di ridurre anche del 40% il peso di un componente metallico mantenendo inalterata la sua resistenza meccanica. Si agisce a livello molecolare sul cristallino stimolandolo con le alte temperature, per poi modificarne la struttura in modo permanente. Tutto ciò si ottiene con le lavorazioni in atmosfere controllate e successivo raffreddamento repentino del metallo in soluzioni saline (procedura utilizzata sulle ghise).

Per tornare al carbonio, che non essendo un metallo, risponde ad altre procedure, può essere anche resistente, ma rispetto ai metalli non risponde agli agenti esterni quali polvere, luce, variazioni termiche, ecc..

 

[Blackmouse78]

Ad ogni modo qui parliamo di telai di bici che si rompono che sono o full o al massimo front, in cui le sollecitazioni sono comunque fortemente attutite.. Mi chiedo quanti telai si romperebbero se le MTB fossero tutte a forcella rigida.

Il fatto che una bici sia ammortizzata (front o full) non significa minori sollecitazioni al telaio in un reale scenario di uso, ma il contrario.

Gli ammortizzatori aumentano la tenuta e il comfort e permettono di andare molto più velocemente e affrontare ostacoli che sarebbero impensabili su una rigida, di conseguenza le sollecitazioni che riceve il telaio di una bici ammortizzata sono più elevate rispetto a quelle di una rigida.

L'energia cinetica cresce con il quadrato della velocità, basta quello per intuire come cambiano le sollecitazioni a cui è sottoposto il sistema, anche se ammortizzato. Gli ammortizzatori non si "mangiano" l'energia, la distribuiscono solamente in un tempo più lungo e aiutano a tenere le ruote a contatto col terreno, ma il telaio e il biker un certo impatto lo devono comunque assorbire.

Il tuo ragionamento funziona (se intedevi dire che si dovrebbero rompere di più le rigide) a parità di velocità e con gli stessi ostacoli, ma nella realtà non è quello che succede sui sentieri, con gli ammortizzatori si spinge di più e si va più forte, alla lunga sollecitando maggiormente il telaio.

 

[ant]

telaio R.U.O. di mountainbike del peso di 900g capace di trasferire sul terreno una potenza di 450w e in grado di resistere a carichi di urto di 200kg.

ho trovato interessante questa parte.
una pietra da 100 g sparata a 30 km/h dovrebbe avere un'energia cinetica equivalente ad un urto di circa 35 kg
mentre invece un urto contro un masso della massa bici+ciclista sempre a 30 km/h a spanne fa oltre 300 kg di urto.

Nel primo caso il telaio tiene, nel secondo si spacca.
Conti molto approssimati che ovviamente dipendono da un milione di fattori, però danno il senso della misura di resistenza.