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Aug 23, 2023

Fibra di carbonio

The secret life of carbon fiber—cycling’s most ubiquitous material. Since carbon

La vita segreta della fibra di carbonio, il materiale più onnipresente nel ciclismo.

Da quando la fibra di carbonio ha sostanzialmente conquistato il mondo del ciclismo ad alte prestazioni quasi due decenni fa, l'industria delle biciclette ha continuato a sfornare progetti sempre più leggeri, rigidi e impressionanti che erano impossibili da realizzare in metallo.

Ma i prodotti in fibra di carbonio possono anche essere più oscuri e misteriosi rispetto ai loro omologhi in metallo. Ecco 11 fatti che potresti non sapere sul materiale.

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Sembra proprio così. È vero, la maggior parte dei prodotti in fibra di carbonio dell'industria ciclistica provengono da Cina, Taiwan e, sempre più, Vietnam e Indonesia. Ma alcuni telai e parti in fibra di carbonio sono realizzati anche in fabbriche di biciclette statunitensi (Allied, Guerrilla Gravity, Zipp, Enve e Argonaut, per esempio), Portogallo, Tunisia (Guarda) e Italia (Sarto, Basso, Colnago C68).

Nonostante la sua reputazione di materiale aerospaziale, la fibra di carbonio è in realtà facile da lavorare su piccola scala quanto i tubi metallici. I negozi americani più piccoli e persino i singoli costruttori possono lavorare con il carbonio, e non solo con i tubi finiti disponibili da aziende come l'italiana Dedacciai o la Rock West nello Utah. Costruttori come Craig Calfee, Nick Crumpton e Matt Appleman, che hanno tutti esposto al North American Handmade Bike Show, creano i propri telai da fogli di carbonio più o meno allo stesso modo dei grandi costruttori come Giant.

[Le differenze tra i materiali del telaio della bicicletta: spiegazione]

La fibra di carbonio stessa è generalmente costituita da un materiale chiamato fibra di poliacrilonitrile (PAN). Un precursore meno comune è chiamato altezza. La fibra PAN viene cotta a temperature estremamente elevate, che bruciano tutto il materiale non carbonioso e lasciano una serie di fibre lunghe e molto sottili. Maggiore è la lavorazione, maggiore è la rigidità.

È un processo industriale sofisticato e solo poche aziende in tutto il mondo hanno la capacità di produrre fibra di carbonio grezza. Nel 2010, secondo un rapporto del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, oltre il 90% della fornitura mondiale di fibra di carbonio proviene da sole sei società: Toray, Teijin (Toho Tenax), Mitsubishi Chemical Corporation, Zoltek, Hexcel e Cytec. Toray, Teijin e Mitsubishi rappresentano quasi i due terzi della produzione globale di fibra di carbonio. Zoltek, Hexcel e Cytec hanno sede negli Stati Uniti e producono poco meno di un terzo della fibra di carbonio mondiale.

La fibra di carbonio è disponibile in varie forme: filo grezzo o fibra in fogli (entrambe fibre continue) e fibra a traino corto che può presentarsi come fogli o ciuffi di fibra tagliata di lunghezza molto corta. La fibra tagliata viene utilizzata in prodotti come i corpi dei pedali. Lo stile del foglio è più comune nei telai delle biciclette, ed è quello che sembra: fogli continui di fibra di carbonio (chiamati strati), che sembrano pezzi di tessuto e sono in genere altrettanto larghi, avvolti su bobine giganti. Il filo grezzo è molto meno comune nel settore delle biciclette; solo una manciata di produttori di biciclette come Giant e Time hanno la capacità tecnica di lavorare con il filo grezzo.

Diciamo "fibra di carbonio", ma ciò che intendiamo veramente è "composito in fibra di carbonio": non è l'unico materiale del telaio. Questo perché le incredibili proprietà di rigidità della fibra di carbonio hanno un prezzo: di per sé, è piuttosto fragile e soggetta a spaccature e screpolature. Per preservare le sue capacità, viene sospeso in un materiale simile alla colla chiamato resina epossidica prima di essere modellato, formando un materiale composito. La maggior parte della fibra di carbonio utilizzata nell'industria ciclistica si presenta in questa forma, chiamata "pre-preg".

La resina svolge due compiti. Innanzitutto, tiene insieme il carbonio: sia le singole fibre all'interno di uno strato che, una volta polimerizzate, l'orientamento di due strati tra loro. In secondo luogo, la resina aggiunge tenacità e durata cruciali. È leggermente plastico e si deforma sotto l'impatto per aiutare ad assorbire colpi forti come uno schianto o un colpo di roccia, senza creare una divisione cruciale tra le fibre.

Ogni azienda di biciclette esalta liberamente la propria letteratura sul design del telaio con parole d'ordine come modulo alto o addirittura "modulo ultra alto". Ma questi termini non sono di competenza dell'industria ciclistica. La fibra di carbonio viene classificata in base alla sua rigidità, valutata in termini di modulo di trazione o di quanto un materiale si deformerà sotto carico. Per la fibra di carbonio, i valori nominali e l'intervallo di rigidità coperti da ciascuna copertura sono stabiliti dalla Japan Carbon Fiber Manufacturers Association (JCMA).