Bentrovati al consueto appuntamento del mercoledì con il Tech Corner, ogni settimana in esclusiva su MTB-forum!
Dopo esserci occupati delle varie fasi di realizzazione di un telaio in alluminio, questoggi ci occupiamo dei trattamenti finali, che trasformano il telaio grezzo in prodotto finito: verniciatura, anodizzazione, lucidatura.
Immagine 01: verniciatore al lavoro
Se da un punto di vista strutturale e di performance del prodotto, questi trattamenti non hanno particolare importanza, da un punto di vista estetico la loro rilevanza è notevole. Il mercato valuta molto laspetto estetico che talvolta può essere predominante addirittura su quello tecnico (quanti bikers comprano una determinata bici invece che unaltra, solo perché per loro è più bella esteticamente?). Per questo motivo i vari produttori curano moltissimo l'aspetto grafico: d'altronde anche l'occhio vuole la sua parte!
Vedremo quindi di analizzare i vari trattamenti di rifinitura superficiale, cercando di capire quali sono le differenze tra le varie soluzioni.
La verniciatura.
La verniciatura è la soluzione più semplice ed economica che un costruttore può utilizzare per la finitura superficiale di un telaio. La verniciatura permette una grande libertà nella scelta delle grafiche che possono essere realizzate tramite adesivi applicati sotto il trasparente o realizzati direttamente con la vernice, solitamente utilizzando apposite mascherine. Alcuni produttori realizzano addirittura dei dettagli a mano, in modo da rendere ogni telaio unico.
La vernice è un materiale tipicamente fluido che viene steso sopra una superficie e che dopo l'essiccazione lascia una pellicola sottile, resistente ed elastica su di essa.
È costituita da un componente filmogeno meglio denominato come "legante", da un solvente che lo rende fluido e infine, da un agente plastificante che ne migliora le caratteristiche elastiche una volta essiccata. Il processo di formazione della pellicola dipende essenzialmente dalla natura del componente filmogeno: oli siccativi (olio di lino cotto), resine naturali (copale), cellulosa e vari tipi di resine sintetiche (poliestere, fenoliche, epossidiche).
Immagine 02: camera di verniciatura con telai appena verniciati.
La verniciatura dei telai da biciclette avviene solitamente tramite spray, con lausilio di un compressore e di una pistola che spruzzano la vernice sul telaio, solitamente appeso per la scatola sterzo. Il telaio viene posizionato in "forno", che a differenza di quanto può far pensare la parola non produce calore. Si tratta in realtà di una camera (tecnicamente si chiava camera di verniciatura) in cui laria viene filtrata in modo che sia priva di polvere. In questo modo ci si assicura che non ci siano pulviscolo o particelle che potrebbero attaccarsi alla vernice rovinando il risultato finale.
La verniciatura avviene su più fasi:
La verniciatura a polvere
La verniciatura a polveri è un procedimento di rivestimento di superfici metalliche con un film organico, effettuato a scopo decorativo e/o di protezione dalla corrosione e da agenti aggressivi. Il risultato è molto simile alla verniciatura tradizionale, ma la vernice a polvere è più robusta e più protettiva.
I telai in lavorazione vengono ricoperti di polvere verniciante a base di resine sintetiche, che aderisce per effetto elettrostatico, e poi passati in un forno dove a causa della temperatura la vernice prima fonde e poi polimerizza dando uno strato aderente.
Il risultato è migliore in termini di resistenza della verniciatura, in quanto lo spessore dello strato verniciante ottenibile con questa tecnologia è nettamente superiore a quello ottenibile con vernice liquida (si superano agevolmente i 100 micrometri) e le caratteristiche meccaniche (durezza, elasticità) possono essere molto elevate. Tuttavia in mancanza di una adeguata preparazione si verificano facilmente sfogliature, formazione di bolle (per processi osmotici), screpolature. Con la verniciatura a polvere (anche chiamata plastificazione) si possono comunque ottenere ottime prestazioni sia a livello di finitura, anche se la brillantezza non raggiunge quella delle vernici liquide, che di tenuta meccanica.
Immagine 03: un esempio di vernici a polvere sono le colorazioni works di intense: la vernice si presenta come una specie di pellicola semitrasparente che fa intravedere il telaio grezzo e le saldature al di sotto di essa.
Lanodizzazione o elettrocolorazione.
Uno dei metodi più efficaci per la colorazione dellAlluminio è, insieme alla verniciatura, il metodo dellelettrocolorazione, chiamata comunemente anche anodizzazione.
Senza scendere troppo in dettaglio, il trattamento di elettrocolarazione è costituito dai seguenti passaggi: sgrassaggio, eventuale satinatura chimica, depatinatura, ossidazione anodica, neutralizzazione, eventuale colore, fissaggio e asciugatura.
Immagine 04: particolari di componenti in alluminio anodizzato.
L'anodizzazione (detta anche ossidazione anodica) è un processo elettrochimico irreversibile mediante il quale uno strato protettivo di ossido di alluminio si forma sulla superficie del particolare trattato e lo protegge dalla corrosione. Nel materiale avviene una vera e propria trasformazione superficiale: il metallo nudo reagisce con l'ossigeno che si sviluppa all'anodo durante il processo di elettrodeposizione e forma ossido di alluminio o allumina. Lo strato di materiale formato è variabile (normalmente 10 µm). Esistono due tipi di ossidazione anodica: quella sottile, che comporta uno strato variabile dagli 8 ai 20 micron, e quella dura, che comporta uno strato dai 20 ai 50 micron.
Il manufatto, una volta anodizzato, viene immerso in una soluzione acida contenente sali metallici, e sottoposto ad una corrente alternata. In queste condizioni si formano dei depositi metallici sotto forma di ossidi nella struttura porosa del film ossidato (film ossidato che si è generato durante il processo di anodizzazione), producendo il colore caratteristico del sale metallico usato.
Esistono numerosi brevetti industriali, ciascuno che utilizza sali metallici diversi, in grado di impartire colorazioni che vanno da sfumature di giallo - bronzo - oro (Manganese, Nickel, Cobalto e Stagno), a verde (Cromo), nero (Piombo), marrone (Zinco e Cadmio) e rosso (Selenio).
Immagine 05: tabella che riepiloga i principali processi di elettrocolorazione dellalluminio
Lossido pigmentante, contrariamente a quanto avviene nella colorazione organica, si deposita vicino allinterfaccia Al-Al2O3, infatti la deposizione inizia dalla base dei pori, raggiungendo altezze tipicamente di 2-10µm nello strato anodizzato.
I vantaggi di questo procedimento sono:
La lucidatura è un procedimento utilizzato da pochi produttori, in quanto molto costoso ma che garantisce un risultato di sicuro effetto. Solitamente chiamata finitura polish, si presenta alla vista come una specie di cromatura: lalluminio lucidato si presenta lucido, specchiato.
Immagine 06: telaio con finitura polish
Il procedimento è semplice ma richiede parecchio lavoro Il telaio grezzo viene lucidato con apposita pasta abrasiva. Una volta ottenuto leffetto lucido, si procede applicando eventuali adesivi e uno strato di trasparente. Senza trasparente infatti lalluminio tende a passivare assumendo una colorazione grigio opaco.
Altro procedimento simile alla lucidatura è quello dellalluminio grezzo, o raw. La tecnica prevede semplicemente di applicare il trasparente direttamente sullalluminio senza applicare particolari trattamenti, solo un trattamento sgrassante. A parte leffetto estetico, che può piacere o meno, il grosso vantaggio di questa colorazione è che non si vedono assolutamente righe o graffi.
Immagine 07: telaio con finitura raw
Dopo esserci occupati delle varie fasi di realizzazione di un telaio in alluminio, questoggi ci occupiamo dei trattamenti finali, che trasformano il telaio grezzo in prodotto finito: verniciatura, anodizzazione, lucidatura.
Immagine 01: verniciatore al lavoro
Se da un punto di vista strutturale e di performance del prodotto, questi trattamenti non hanno particolare importanza, da un punto di vista estetico la loro rilevanza è notevole. Il mercato valuta molto laspetto estetico che talvolta può essere predominante addirittura su quello tecnico (quanti bikers comprano una determinata bici invece che unaltra, solo perché per loro è più bella esteticamente?). Per questo motivo i vari produttori curano moltissimo l'aspetto grafico: d'altronde anche l'occhio vuole la sua parte!
Vedremo quindi di analizzare i vari trattamenti di rifinitura superficiale, cercando di capire quali sono le differenze tra le varie soluzioni.
La verniciatura.
La verniciatura è la soluzione più semplice ed economica che un costruttore può utilizzare per la finitura superficiale di un telaio. La verniciatura permette una grande libertà nella scelta delle grafiche che possono essere realizzate tramite adesivi applicati sotto il trasparente o realizzati direttamente con la vernice, solitamente utilizzando apposite mascherine. Alcuni produttori realizzano addirittura dei dettagli a mano, in modo da rendere ogni telaio unico.
La vernice è un materiale tipicamente fluido che viene steso sopra una superficie e che dopo l'essiccazione lascia una pellicola sottile, resistente ed elastica su di essa.
È costituita da un componente filmogeno meglio denominato come "legante", da un solvente che lo rende fluido e infine, da un agente plastificante che ne migliora le caratteristiche elastiche una volta essiccata. Il processo di formazione della pellicola dipende essenzialmente dalla natura del componente filmogeno: oli siccativi (olio di lino cotto), resine naturali (copale), cellulosa e vari tipi di resine sintetiche (poliestere, fenoliche, epossidiche).
Immagine 02: camera di verniciatura con telai appena verniciati.
La verniciatura dei telai da biciclette avviene solitamente tramite spray, con lausilio di un compressore e di una pistola che spruzzano la vernice sul telaio, solitamente appeso per la scatola sterzo. Il telaio viene posizionato in "forno", che a differenza di quanto può far pensare la parola non produce calore. Si tratta in realtà di una camera (tecnicamente si chiava camera di verniciatura) in cui laria viene filtrata in modo che sia priva di polvere. In questo modo ci si assicura che non ci siano pulviscolo o particelle che potrebbero attaccarsi alla vernice rovinando il risultato finale.
La verniciatura avviene su più fasi:
- Preparazione del fondo e stesura primer: nel caso di telai nuovi la superficie dei tubi è già regolare, altrimenti si dovrebbe procedere con la sabbiatura o la levigatura. Successivamente si stende una prima mano di primer o aggrappante che costituisce il fondo e la base per i successivi strati colorati.
- Stesura strati colorati: dopo che il primer è asciugato, si procede con la stesura degli strati colorati. Nel caso di telai con più colori si procede solitamente stendendo prima gli strati di colore più chiaro. Successivamente si applicano le mascherine e si applica la vernice di colore più scuro. In questo modo i due colori si sovrappongono. Solitamente per ogni colore si danno più mani, almeno 2.
- Applicazione adesivi: terminata la colorazione, si applicano gli adesivi che costituiscono le grafiche più complesse e gli eventuali loghi e scritte.
- Stesura trasparente: applicati gli adesivi vengono applicate alcune mani di trasparente. Il trasparente ha la funzione di proteggere la vernice da graffi e abrasione e solitamente offre anche una protezione dai raggi UV, che possono degradare i pigmenti della vernice causando alterazioni cromatiche. La buona qualità del trasparente è importante per la qualità della verniciatura: un trasparente scadente, inadatto o applicato troppo tardi (a vernice ormai secca) tenderà a scrostarsi, un trasparente di buona qualità, applicato correttamente ed in più strati, garantirà una buona protezione dai graffi (i graffi che interessano il trasparente sono quasi invisibili, quelli visibili interessano anche gli strati inferiori) e una buona durata nel tempo.
Come si può capire una verniciatura di qualità richiede lapplicazione di più strati, che però comportano un incremento di peso. Il peso di una buona verniciatura è di qualche etto, parecchi se si considera i salti mortali che si devono fare per assicurare alle nostre biciclette dei pesi contenuti. La vernice pesa, poco da fare. Anche la Mc Laren si è guadagnata il soprannome frecce dargento perché, per limitare il peso delle proprie vetture, aveva sverniciato le sue automobili. D'altronde la vernice all'atto pratico non serve!- Stesura strati colorati: dopo che il primer è asciugato, si procede con la stesura degli strati colorati. Nel caso di telai con più colori si procede solitamente stendendo prima gli strati di colore più chiaro. Successivamente si applicano le mascherine e si applica la vernice di colore più scuro. In questo modo i due colori si sovrappongono. Solitamente per ogni colore si danno più mani, almeno 2.
- Applicazione adesivi: terminata la colorazione, si applicano gli adesivi che costituiscono le grafiche più complesse e gli eventuali loghi e scritte.
- Stesura trasparente: applicati gli adesivi vengono applicate alcune mani di trasparente. Il trasparente ha la funzione di proteggere la vernice da graffi e abrasione e solitamente offre anche una protezione dai raggi UV, che possono degradare i pigmenti della vernice causando alterazioni cromatiche. La buona qualità del trasparente è importante per la qualità della verniciatura: un trasparente scadente, inadatto o applicato troppo tardi (a vernice ormai secca) tenderà a scrostarsi, un trasparente di buona qualità, applicato correttamente ed in più strati, garantirà una buona protezione dai graffi (i graffi che interessano il trasparente sono quasi invisibili, quelli visibili interessano anche gli strati inferiori) e una buona durata nel tempo.
La verniciatura a polvere
La verniciatura a polveri è un procedimento di rivestimento di superfici metalliche con un film organico, effettuato a scopo decorativo e/o di protezione dalla corrosione e da agenti aggressivi. Il risultato è molto simile alla verniciatura tradizionale, ma la vernice a polvere è più robusta e più protettiva.
I telai in lavorazione vengono ricoperti di polvere verniciante a base di resine sintetiche, che aderisce per effetto elettrostatico, e poi passati in un forno dove a causa della temperatura la vernice prima fonde e poi polimerizza dando uno strato aderente.
Il risultato è migliore in termini di resistenza della verniciatura, in quanto lo spessore dello strato verniciante ottenibile con questa tecnologia è nettamente superiore a quello ottenibile con vernice liquida (si superano agevolmente i 100 micrometri) e le caratteristiche meccaniche (durezza, elasticità) possono essere molto elevate. Tuttavia in mancanza di una adeguata preparazione si verificano facilmente sfogliature, formazione di bolle (per processi osmotici), screpolature. Con la verniciatura a polvere (anche chiamata plastificazione) si possono comunque ottenere ottime prestazioni sia a livello di finitura, anche se la brillantezza non raggiunge quella delle vernici liquide, che di tenuta meccanica.
Immagine 03: un esempio di vernici a polvere sono le colorazioni works di intense: la vernice si presenta come una specie di pellicola semitrasparente che fa intravedere il telaio grezzo e le saldature al di sotto di essa.
Lanodizzazione o elettrocolorazione.
Uno dei metodi più efficaci per la colorazione dellAlluminio è, insieme alla verniciatura, il metodo dellelettrocolorazione, chiamata comunemente anche anodizzazione.
Senza scendere troppo in dettaglio, il trattamento di elettrocolarazione è costituito dai seguenti passaggi: sgrassaggio, eventuale satinatura chimica, depatinatura, ossidazione anodica, neutralizzazione, eventuale colore, fissaggio e asciugatura.
Immagine 04: particolari di componenti in alluminio anodizzato.
L'anodizzazione (detta anche ossidazione anodica) è un processo elettrochimico irreversibile mediante il quale uno strato protettivo di ossido di alluminio si forma sulla superficie del particolare trattato e lo protegge dalla corrosione. Nel materiale avviene una vera e propria trasformazione superficiale: il metallo nudo reagisce con l'ossigeno che si sviluppa all'anodo durante il processo di elettrodeposizione e forma ossido di alluminio o allumina. Lo strato di materiale formato è variabile (normalmente 10 µm). Esistono due tipi di ossidazione anodica: quella sottile, che comporta uno strato variabile dagli 8 ai 20 micron, e quella dura, che comporta uno strato dai 20 ai 50 micron.
Il manufatto, una volta anodizzato, viene immerso in una soluzione acida contenente sali metallici, e sottoposto ad una corrente alternata. In queste condizioni si formano dei depositi metallici sotto forma di ossidi nella struttura porosa del film ossidato (film ossidato che si è generato durante il processo di anodizzazione), producendo il colore caratteristico del sale metallico usato.
Esistono numerosi brevetti industriali, ciascuno che utilizza sali metallici diversi, in grado di impartire colorazioni che vanno da sfumature di giallo - bronzo - oro (Manganese, Nickel, Cobalto e Stagno), a verde (Cromo), nero (Piombo), marrone (Zinco e Cadmio) e rosso (Selenio).
Immagine 05: tabella che riepiloga i principali processi di elettrocolorazione dellalluminio
Lossido pigmentante, contrariamente a quanto avviene nella colorazione organica, si deposita vicino allinterfaccia Al-Al2O3, infatti la deposizione inizia dalla base dei pori, raggiungendo altezze tipicamente di 2-10µm nello strato anodizzato.
I vantaggi di questo procedimento sono:
- Minor peso: essendo estremamente sottile lo strato di deposito metallico, il peso del telaio praticamente rimane lo stesso di quello del telaio grezzo. Non a caso capita spesso che, lo stesso telaio, in versione anodizzati pesi meno della versione verniciata.
- Maggiore resistenza superficiale: lanodizzazione offre un eccellente protezione dallabrasione e garantisce una migliore resistenza ai graffi.
- Migliore resistenza alla corrosione, in particolare agli acidi che possono provenire dal sudore che cola sul telaio.
Altre finiture: la lucidatura e lalluminio grezzo (raw).- Maggiore resistenza superficiale: lanodizzazione offre un eccellente protezione dallabrasione e garantisce una migliore resistenza ai graffi.
- Migliore resistenza alla corrosione, in particolare agli acidi che possono provenire dal sudore che cola sul telaio.
La lucidatura è un procedimento utilizzato da pochi produttori, in quanto molto costoso ma che garantisce un risultato di sicuro effetto. Solitamente chiamata finitura polish, si presenta alla vista come una specie di cromatura: lalluminio lucidato si presenta lucido, specchiato.
Immagine 06: telaio con finitura polish
Il procedimento è semplice ma richiede parecchio lavoro Il telaio grezzo viene lucidato con apposita pasta abrasiva. Una volta ottenuto leffetto lucido, si procede applicando eventuali adesivi e uno strato di trasparente. Senza trasparente infatti lalluminio tende a passivare assumendo una colorazione grigio opaco.
Altro procedimento simile alla lucidatura è quello dellalluminio grezzo, o raw. La tecnica prevede semplicemente di applicare il trasparente direttamente sullalluminio senza applicare particolari trattamenti, solo un trattamento sgrassante. A parte leffetto estetico, che può piacere o meno, il grosso vantaggio di questa colorazione è che non si vedono assolutamente righe o graffi.
Immagine 07: telaio con finitura raw
) che si rigano e crepano con poco (basta lo sfregamento della borraccia
...
