Alp Bike Ciclotrekking - Bolzano

TELAIO:

Il telaio nasce più compatto e robusto di un telaio per bici da strada, inizialmente erano in acciaio cromo mobileno, per le sue caratteristiche di saldabilità, robustezza e relativa leggerezza, si è passati all'aluminio, meno costoso e più leggero e più facile da lavorare.

Sempre in voga e molto apprezzato il titanio, metallo pregiato, leggero e resistente ma costoso, caratterizza MTB di alta gamma.

Algli inizi degli anni 2000 fa la sua comparsa il carbonio, oggi largamente usato per la sua robustezza ed elasticità e durata, fa da contraltare il costo ancora elevato. 

Nel tempo sono cambiate le geometrie, ora più "sloop" ovvero inclinate, sono comparsi telai full-suspended, ammortizzati davanti con la forcella, posteriormente con un ammortizzatore azionato da rinvii e un carro posteriore flottante, di diverse tipologie. 

Telai in Acciaio:

Sono quelli dalla prima era, inizialmete saldati per brasatura, sistema che permette di saldare l'acciaio con temperature inferiori a 900°C pur portando a fusione il metallo e lo strato protettivo di zinco riducendone lo spessore, non ne provoca la sublimazione (930°C) e quindi la scomparsa. In seguito si adottò la saldatura a TIG (Tungsten Inert Gas) è un procedimento di saldatura ad arco con elettrodo infusibile (di tungsteno), sotto protezione di gas inerte, che può essere eseguito con o senza metallo di apporto. La saldatura TIG è uno dei metodi più diffusi, fornisce giunti di elevata qualità, ma richiede operatori altamente specializzati, il vantaggio dato è un minor peso delle saldature, quindi del telaio a parità di resistenza.

Sono ancora prodotti per alcuni settori di nicchia, come telai con ruote da 29 pollici e telai per singlespeed.

 Telaio 29 pollici in acciaio.  

Telai in Titanio:

Presenti fin dalle prime apparizioni della MTB, da sempre sinonimo di qualità e di ricercatezza, ma anche di costi elevati.

Classico telaio front in titanio.

La densità del titanio e' di circa 4, 5 kg/dm3, circa a metà tra Acciaio e Alluminio, quindi facile immaginare telai in titanio piu' leggeri, a parità di carattersitiche di quelli in acciao, ma non cosi leggeri come quelli in alluminio. L'ottima restenza alla fatica e buona resistenza alla trazione, unita a una buona duttilita' fanno si che un telaio con questo nobile materiale sia considerato "per sempre", inoltre la non attaccabilità agli agenti atmosferici permette di non dover verniciare il telaio, con conseguente risparmio di peso.

   Ibis Bow Ti una delle poche Full in titanio.

Nessun difetto quindi? no, ancheil titanio ha dei difetti:

• Il titanio costa quasi il doppio dell'alluminio e dell'acciaio, quindi un telaio di questo materiale sara' sempre piu' costoso;
• Il titanio e' piu' difficile da lavorare, solo industrie o artigiani altamente specializzati realizzano telai affidabili ben progettati e realizzati;

Telai in Alluminio:

La proprietà che ha spinto l'industria ciclistica ad impiegare l'alluminio è senza dubbio la densità; il valore che fa segnare alla bilancia (2,7 kg/dm3) è pari alla metà di quello del titanio e addirittura un terzo di quello dell'acciaio.

Valore che permette di progettare e realizzare telai più leggeri a partità di resistenza e rigidità; il concetto di rigidità del telaio ci indica quella proprietà meccanica della struttura che non fa disperdere la forza impressa sui pedali dal ciclista. Negli ultimi dieci anni, per soddisfare la domanda di telai rigidi, gli sforzi delle aziende del settore si sono concentrati sulla ricerca in questo campo e l'alluminio, pur essendo un materiale elastico rispetto ad acciaio e titanio, una accurata progettazione di tubi "oversize" e di differenti misure rispetto alla loro collocazione ha permesso di ottenere ottimi risultati.

Telai in alluminio idroformati. 

Oggi l'ultima frontiera è l'idroformatura delle tubazioni di alluminio, ottenuta posizionando i tubi in stampi con una sagoma definita, quindi viene iniettato un liquido a base di acqua ed emulsionanti, che a pressione elevatissima forma il tubo al disegno della sagoma dello stampo. Questa procedura permette di sagomare i tubi a piacere ottenendo rigidità e spessori differenziati in parti differenti dello stesso tubo, migliorando quindi le carateristiche del tubo stesso, successivamente il tubo di alluminio riceve dei trattamenti termici e quindi saldato al Tig per formare in fine un  telaio leggero resistente e rigido.

Nessun difetto quindi? no, anche l'alluminio ha dei difetti:

• il primo e' quello che dopo la saldatura la lega di alluminio perde alcune delle sue caratteristiche, pertanto si deve procedere a dei trattamenti termici per ripristinare tali caratteristiche, quindi un agravio di costi;
• il secondo e' il carico di rottura di circa 480 N/mm²  delle migliori leghe, circa la metà di un buon acciaio, cosa che comporta progettazioni molto elaborate;
• il terzo e' il limite di fatica l'alluminio è un materiale che purtroppo si "stanca facilmente". Basta infatti un carico anche minimo per far "invecchiare" la struttura cristallina dell'alluminio, non esiste come nell'acciaio e nel titanio un'intensità di carico limite, sotto la quale possiamo applicare un numero infinito di sollecitazioni senza provocare fratture da fatica. Quindi il solo fatto di salire in bici e pedalare implica un "consumo" del telaio;

Telai in Carbonio:

Fenomeno recente, tutti i produttori di Mountainbike propongono telai in carbonio, ma in realtà è dal 1988 che sono comparsi i primi telai in materiale composito.

La proprietà che ha man mano convinto tutti i produttori a proporre telai in carbonio è il peso specifico 1,45 kg/dm3, ma non solo, anche il rapporto peso resistenza è elevato, come quello alla trazione, inoltre ha una eccellente resistenza alla corrosione, unico dato negativo è la duttilità, sicuramente la minore di tutti i materiali trattati.

Iniziamente ci furono coraggiosi costruttori che proposore telai completi in carbonio, costosi ed esclusivi.

K2 Proflex, Trek Y33, Cannondale Raven tre telai full in carbonio esclusivi e innovativi.

I più iniziarono con telai ibridi, triangolo principale in alluminio e triangolo posteriore in carbonio, o a volte solo i foderi orrizontali, per dare più morbidezza al telaio.

Esiste un costruttore che realizza telai in carbonio e titanio sovrapposti in una particolare struttura, molto particolari ed esclusivi, coniugando le caratteristiche dei due materiali leggerezza, flessibilita' e durata, oltre a una finitura estetica di primordine.

Quindi arrivarono i primi telaio completi eseguiti con incollaggi di tubi di vario spessore, un po come si usava per i tubi di alluninio saldati, tecnica ben presto sostituita da giunzioni per fasciatura, piu resistente e esteticamente molto più bella.

In ultimo i telai eseguiti in monoscocca, per il triangolo principale e per alcune full anche quello posteriore, i vantaggi dati da questa tecnica di costruzione sono il peso e l'estatta resistenza/flessibilita' data ad ogni punto del telaio in quanto programmabile in fase di progettazione. Lo svantaggio e' il costo in quanto ogni misura di telaio ha necessita' di uno stampo dedicato, quindi ho i costruttori limitano le misure 3/4 anziche' le classiche 5/6 dei telai n alluminio, ho alzano i costi. Spesso e' la prima scelta ad essere operata, rendendo cosi' piu' complicata la scelta della misura del tealio, specie per i piu' alti e i piu' bassi.

Una piccola spiegazione tencnica: si chiama telaio in carbonio ma di fatto non di solo carbonio si tratta, in realta' il nome piu' appropiato e' tealio in materiale composito, formato dall'unione di fibre di carbonio  e una matrice resinosa termostabile.

Proviamo a tradurre queste due definizioni: 

le fibre di carbonio sono fili di carbonio ottenuti riscaldando e ossidando il poliacrilonitrile, un polimero a base di materie plastiche, quindi riscaldandolo nuovamente per formare la grafite, anche qui' si puo operare uns scelta sulle caratteristiche future del materiale, se si ricalda tra 1500 e 2000 gradi centrigradi si ottegono fibre con un alto carico di rottura mentre se si riscalda tra i 2500 e 3000 gradi centigradi si ottemgo fibre con maggiore elasticita'.

Queste fibre vengono "tessute" in tele con vari tipologie di incrocio, spessore e strati, determinando quindi una moltitudine di caratteristiche, che possono essere scelte a seconda dell'uso che se ne vuole fare.

Una matrice resinosa termostabile e' un resina ottenuta per via di sintesi costituita da polimeri che sono morbidi quasi liquidi ad una certa temperatura, ma portati ad un certa temperatura subiscono una trasformazione irreversibile, mantenendo quindi forma e caratteristiche per sempre.

Unendo le caratteristiche delle tele di carbonio alle caratteristiche delle resine si possono ottenere una infinita gamma di proprieta' dei materiali finiti, inoltre con l'aggiunta di Kevlar(r) e Nomex(r) o altre fibre aramidiche, si possono ottenere strutture resistenti anche cinque volte quelle pari peso in acciaio,

Da qui la grande flessibilita' offerta da questo materiale per i progettisti che possono pensare telai con qualunque caratteristica voluta.

Nessun difetto quindi? no, anche il carbonio ha dei difetti:

• Il carbonio e' scarsamente duttile, non oltre il 2% caratteristica che porta alla rottura in caso di deformazione oltre una certa percentuale, la consolazione sta che il limite di rottura e' comunque molto piu' alto di alluminio ed acciaio, quindi un certo rischio di distruggere un tealaio in caso di caduta c'e'. 
• Il carbonio , se non di buona qualita', ha fenomeni di delaminazione, ovvero una perdita di adesione delle fibre di carbonio alla resina termostabile, con conseguente decadimento delle caratteristiche globali del telaio.
• Il carbonio necessita' di lavorazioni accurate e progettazione attenta, di una corretta valutazione delle caratteristiche che si vogliono dare al telaio, quindi a strutture di costruzione e a staff di progettazione importanti, quindi costosi, che ovviamente si riversano sul costo del prodotto finito.

  Conclusioni:

Telaio in acciaio: prodotto di nicchia, costoso, delicato ma bello.

Telaio in titanio: prodotto di nicchia, molto costoso, resistente, comodo, bello. 

Tealio in alluminio: prodotto di massa, costi variabili secondo la qualità,  molto adattabile alle esigenze piu' varie.

Telaio in carbonio: prodotto di massa, costi alti ma in calo, molto adattabile alle esigenze più varie.