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I Materiali: l’Alluminio

Blog Accademia Nazionale di Mountain Bike

Facile da lavorare, reperibile a bassi costi e, anche se soggetto ad invecchiamento, è stato visto subito di buon occhio dalle aziende per la produzione di massa. La sua caratteristica principale è la leggerezza: pesa circa un terzo dell’acciaio ma ad un alto costo, infatti l’alluminio non ha un modulo di elasticità basso (circa 1/3 dell’acciaio). A parità di sforzo, una barra d’alluminio deve avere una dimensione tre volte superiore rispetto ad una d’acciaio, perdendo così il vantaggio della sua leggerezza.

TUBAZIONI “OVERSIZE”

Per non perdere il vantaggio dato dalla sua caratteristica principale ci si è inventati tubazioni “OVERSIZE”, tubi con sezioni sovradimensionate. A questa soluzione è insorto però un altro problema: irrigidendo troppo la struttura si rischia di perdere il “confort”, assorbimento delle vibrazioni con conseguente affaticamento precoce del ciclista. E’ per questo che spesso i telai da corsa in alluminio hanno i pendenti o tutto il carro posteriore in fibra di carbonio e stessa cosa vale per le forcelle. Questo, ovviamente, non succede con le Mountain Bike, in quanto dotate di sospensioni. Per costruire una bicicletta in alluminio è necessaria una quantità di materiale equivalente a 800 lattine. Nel panorama delle biciclette in alluminio non mancano i modelli realizzati con materiali riciclati, tuttavia, quando si parla di biciclette in alluminio non si fa riferimento al metallo puro: il telaio delle biciclette è realizzato con leghe di alluminio da lavorazione meccanica (identificata con sigle a 4 numeri) o a lavorazione da fonderia (identificata con sigle a 5 numeri).

telaio 1.jpg

Se stiamo valutando l’acquisto di una bicicletta in alluminio, meglio focalizzarci sulla sigla identificativa della lega che andremo a scegliere. Le leghe possono contenere una percentuale più o meno alta di alluminio combinato a un altro metallo che ne va a determinare le caratteristiche quali resistenza all’usura e alla corrosione, lavorabilità, resistenza alla deformazione:

1xxx – molto resistente alla corrosione e facilmente deformabile. Si tratta di alluminio puro. La percentuale di alluminio va dal 99,9 per cento fino al 99,5 per cento.

2xxx – legato con rame così da ottenere telai con una buona resistenza alle sollecitazioni meccaniche. Purtroppo la lega con il rame offre una modesta resistenza alla corrosione.

3xxx – legato con manganese.

4xxx – combinato con silicio.

5xxx – legato con magnesio così da ottenere il miglior compromesso tra resistenza alle sollecitazioni meccaniche e alla corrosione.

6xxx – mix di alluminio, magnesio e silicio. Il risultato è un telaio particolarmente resistente all’usura e molto facile da lavorare.

7xxx – combinato con lo zinco per la realizzazione di un telaio dall’ottima resistenza meccanica.

8xxx – questa sigla identifica leghe speciali e/o sperimentali.

Sono numerosi i tipi di alliganti, dallo scandio al litio. Si tratta di soluzioni più “innovative” ma anche meno conosciute. Acquistando una bicicletta in alluminio 8xxx si potrebbero trovare “sorprese”. Le biciclette in alluminio 6xxx (per esempio, 6061…) di solito, sono caratterizzate da un telaio dalle geometrie più complesse proprio perché la lega Al-Mg-Si (Alluminio, magnesio e silicio) presenta un’elevata facilità di estrusione.

A fare il prezzo delle biciclette in alluminio non è solo la lega scelta ma anche il tipo di lavorazione e la complessità del telaio. Per una bici top gamma in alluminio la spesa non dovrebbe superare i 1.800 euro). Una buona entry level in alluminio può costare intorno ai 300 euro con un peso di circa 9 kg per telaio).

LA METODOLOGIA DI SALDATURA DIVERGE DA QUELLA DELL’ACCIAIO.

Se nel primo caso la più frequente è la saldobrasatura, ovvero un materiale con punto di fusione più basso viene “fatto scogliere” tra tubazione e congiunzione, nell’alluminio la saldatura avviente con processo TIG. Il TIG (Tungsten inert gas) è una procedura che sfrutta l’arco elettrico che scocca tra metallo da saldare ed elettrodo in lega di tungsteno. L’arco elettrico rimane protetto da un cono di gas inerte, di solito argon, che fuoriesce dalla pinza sulla quale è montato l’elettrodo. Con il TIG si ottengono saldature di elevata qualità, cordoni esteticamente molto belli e il gas protettivo impedisce l’ossidazione del cordone. Nel caso dell’alluminio, grazie alla tecnologia TIG, è stato possibile abbandonare le congiunzioni tipiche dei telai in acciaio, saldando direttamente tra loro le varie tubazioni, opportunamente lavorate.

telaio 3.jpg

COSTRUIRE UN TELAIO IN ALLUMINIO È PIÙ ECONOMICO DEL SUO CORRISPETTIVO IN FIBRA DI CARBONIO.

La tecnologia di processo che permette la costruzione di telai in alluminio è molto più flessibile e abbordabile rispetto a quella del composito. Le tubazioni sono reperibili in commercio, la saldatura TIG è una tecnologia ampiamente diffusa e dalle attrezzature semplici, che una volta installata in officina non necessita di continue revisioni (come avviene invece per gli stampi per la fibra di carbonio) il costo principale sta nella progettazione e in tutto quello che ne consegue. Quindi il telaio in alluminio costa meno di uno in acciaio o in fibra di carbonio non perché questo sia meno pregiato, bensì perché per produrlo si hanno avuto costi minori. E’ vero che l’alluminio ha caratteristiche di resistenza a fatica minori sia dell’acciaio che della fibra, per cui la durata di una bicicletta in alluminio è più corta rispetto alle corrispettive in altri materiali. Questo però è da valutare ponendo al centro dell’attenzione l’effettivo utilizzo di una bicicletta e gli sforzi alla quale è sottoposta.

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L’ASSOCIAZIONE “ALLUMINIO=BICI SCADENTE” VERRÀ SUPERATA.

Ci sono costruttori che ci credono e stanno proponendo prodotti molto validi. Ma il mondo del ciclismo è soggetto a mode che influenzano il mercato e gli stessi ciclisti. Forse fra dieci anni tutti esalteremo i telai innovativi, come quelli di alluminio legato alla ceramica, o chissà quali altre soluzioni tecniche.

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