La lavorazione del composito nel settore bici non si differenzia in linea di massima da quella eseguita per settori come l’aerospazio e la Formula 1, almeno come principi base.
La produzione di un telaio viene sempre preceduta da uno studio di fattibilità e dalla progettazione delle laminazioni tenendo conto delle caratteristiche tecniche e di resistenza meccanica che il telaio dovrà avere.
Per questo verranno stabiliti e poi utilizzati vari tipi di materiale che possono variare dal carbonio intrecciato, al carbonio unidirezionale fino al kevlar.
Telai monoscocca e fasciati
Le procedure di realizzo dei telai in carbonio sono principalmente differibili in due tipi: i telai realizzati in scocca unica (monoscocca) e quindi tubi principali, snodi zona sella, zona manubrio e zona pedali uniti in un pezzo strutturale unico, di cui a volte anche le forcelle posteriori ne fanno parte, e i telai cosiddetti “fasciati” perché realizzati con i tubi principali a parte uniti successivamente agli snodi. Seppur di minor pregio, oramai anche i fasciati hanno raggiunto qualità eccelse in fatto di leggerezza e robustezza. Di base si può semplicemente dire che un telaio monoscocca proviene da uno stampo a due semigusci solitamente realizzato in fibra di carbonio e avente taglia unica proveniente a sua volta da un modello master (quindi per ogni taglia un singolo stampo), mentre per un fasciato gli stampi vengono solitamente realizzati in alluminio senza l’ausilio di un modello master. Realizzati gli stampi non rimane che partire per la produzione pura del telaio.
Procedure in ambiente perfettamente pulito
La prima operazione che viene fatta è il trattamento distaccante degli stampi. Viene effettuato tramite l’utilizzo di prodotti chimici, liquidi e in cera, ed è necessario affinché la parte successivamente realizzata possa staccarsi facilmente dallo stampo stesso. Si procede poi alla laminazione (lay-up) e quindi alla produzione vera e propria del telaio che verrà eseguita in un ambiente perfettamente pulito e filtrato dalle maggiori particelle di polvere (clean-room). Le varie pelli di fibra di carbonio, precedentemente tagliate in sagome tramite un plotter di taglio completamente automatizzato, vengono posizionate nei vari punti dello stampo seguendo scrupolosamente la documentazione emessa in fase di progettazione e utilizzando tutti i mezzi necessari a non inquinare il materiale con agenti esterni (guanti, cuffiette per capelli, camici antistatici, ecc.), vengono inseriti vari rinforzi e se necessario vengono eseguite delle consolidazioni intermedie per far sì che le varie pelli (ply) laminate vengano perfettamente compattate in unica parte.
Estrema attenzione
Al termine di tutta la laminazione si esegue il sacco a vuoto (vacuum-bag) finale, prestando molta attenzione nel non danneggiarlo poiché un'eventuale perdita del sacco a vuoto in fase di cottura significherebbe la mancata omogeneità di compattezza tra le varie pelli e, quindi, presenza di vuoti d’aria (bolle) aventi come risultato un prodotto non conforme da dover per forza eliminare. Una volta eseguito il vacuum-bag si procede con l’inserire lo stampo laminato e sotto vuoto in autoclave dove avverrà la cura (curing) del telaio. Solitamente, in questi casi, vengono utilizzati materiali che polimerizzeranno a 120 °C circa. All’interno dell’au toclave, oltre al vuoto totale continuo e alla temperatura di cottura, è presente una pressione atmosferica variabile dai 3 ai 6 bar a seconda del tipo e del sistema di costruzione effettuato. Al termine della cura, lo stampo, dopo raffreddamento, viene estratto dal sacco a vuoto utilizzato e dopo l’apertura delle varie parti componenti si estrae il telaio finito pronto per essere portato nel reparto assemblaggio e finitura dove verrà rifinito e lavorato per poter essere finalmente verniciato e poi assemblato. Nel caso dei tubi invece, gli stessi vengono sempre rifiniti e, quindi, successivamente assemblati agli snodi (che solitamente sono realizzati a parte con la stessa procedura) mediante collanti strutturali e fasciature esterne in composito.
Riparazione del telaio in composito
Per quanto riguarda le riparazioni di parti in fibra di carbonio e specificatamente di telai per bici, la procedura, nel caso si verificasse un danneggiamento dovuto a incidente, cedimento strutturale o altro è la stessa possibile ed eseguita per le riparazioni strutturali effettuate sulle auto da Formula 1 e su parti aerospaziali. Le riparazioni vengono eseguite in modo uniforme alla struttura originale salvaguardando le parti non intaccate dal danno, ma controllando che lo stesso danno visibile in superficie non sia molto più vasto in profondità. L’utilizzo di materiali idonei implica anche il riconoscimento di quelli originariamente utilizzati dal produttore. La riparazione deve essere effettuata anche senza sovradimensionamenti in modo da non creare ulteriori possibili punti di rottura. L’utilizzo di fibre pre impregnate (pre-preg) fa sì che la cura si debba effettuare tramite sacco a vuoto (vacuum-bag) in forno o in autoclave.
Il processo è molto simile a quello di produzione primaria: dopo un controllo approfondito si procede nel preparare e sgrassare la superficie della parte da riparare, si prosegue nel ripararla tramite colanti strutturali e fibra di carbonio pre impregnata e, dopo aver eseguito il sacco a vuoto, si procede alla relativa cura del materiale, stavolta a temperature minori per l’utilizzo di materiali di tipo “bassa temperatura”. Una volta curata, la parte viene rifinita e preparata per l’eventuale successiva verniciatura. Inutile dire che la riparazione di parti così delicate deve essere sottoposta a visione di personale veramente esperto.
