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Dec 11, 2023

Come la stratificazione della fibra di carbonio rende i telai delle biciclette rigidi e conformi in tutti i posti giusti, con Alchemy

For being the lightest/stiffest/strongest material to build a bike frame out of,

Essendo il materiale più leggero/rigido/forte con cui costruire il telaio di una bicicletta, non mi aspettavo che gli ingegneri di Alchemy Bikes paragonassero la fibra di carbonio allo stucco. Ma, rispetto all'acciaio, all'alluminio o al titanio, la fibra di carbonio apre un mondo di opportunità per ottimizzare la rigidità e la qualità di guida di una bicicletta.

"Puoi davvero scolpirlo", mi ha detto Brad Click, il tecnico della fibra di carbonio di Alchemy.

Ci sono ovviamente differenze intrinseche tra la fibra di carbonio e i metalli che contribuiscono alla qualità di guida e non sono intercambiabili, ma la fibra di carbonio tende ad essere più "regolabile", dallo spessore delle pareti dei tubi, alla giunzione dei tubi e fino alla la forma del tubo stesso.

Ogni anno leggiamo dozzine di comunicati stampa di marchi che parlano di garantire la conformità, o flessibilità, di parte dei loro telai rafforzando al contempo altre parti per una maggiore rigidità. Perché? Alcuni tubi sono soggetti a una forza più bruta lungo i sentieri e devono essere il più resistenti possibile, mentre altri tubi possono offrire un po' di flessibilità per attenuare le vibrazioni e gli urti per l'essere umano appollaiato sopra. Come molti componenti della bici, è un equilibrio tra forza e sensibilità, come The Rock in uno di quei film in cui viene scelto come l'improbabile custode.

Per avere un'idea migliore di come funziona questo equilibrio, mi sono fermato al nuovo negozio Alchemy a Golden, in Colorado, per sentire come gli ingegneri costruiscono le bici migliori/più leggere/più resistenti possibili mettendo in primo piano il comfort del ciclista e le prestazioni del telaio.

Alchemy offre bici da strada e gravel con geometria adattata alle dimensioni del corpo del ciclista. Come succede con un telaio in carbonio? Con la costruzione tube-to-tube, i tubi orizzontali e verticali vengono tagliati alla giusta lunghezza come un tubo d'acciaio, quindi vengono uniti insieme con un processo di rivestimento in carbonio.

Prima che ciò accada, però, Click è nella sala di layup con le bobine di fibra di carbonio pronte per creare il programma di layup, ovvero l'orientamento dei fogli di fibra di carbonio nel tubo stesso.

"Ogni particolare tubo o parte della bici ha il proprio programma di layup", spiega Ryan Cannizzaro, fondatore di Alchemy. "Qual è il numero di strati [di fibra di carbonio] e in quali direzioni li stenderai."

Per la maggior parte, Alchemy utilizza fibra di carbonio unidirezionale anziché fibra di carbonio intrecciata. Con unidirezionale, la fibra scorre in una direzione come la fibra in un 2×4, sebbene possa essere tagliata in modo che la fibra scorra con un'angolazione diversa. Determinando il miglior programma di layup per ciascun tubo, Alchemy mette a punto le caratteristiche di guida, la quantità di cedevolezza e la rigidità in ciascuna sezione del telaio.

Di per sé, un foglio di fibra di carbonio può essere facilmente ridotto in brandelli. "Una volta che si incrociano, hai due fibre che combattono l'una contro l'altra", afferma Click. Quando gli artigiani del carbonio di Alchemy costruiscono il programma di stratificazione e i fogli iniziano a sovrapporsi ad angoli diversi, è allora che il telaio inizia a diventare forte. Metti insieme due fogli con fibre opposte e all'improvviso diventa molto difficile da strappare.

Alchemy sovrappone insieme i fogli di fibra di carbonio in un tubo. Un foglio può avere le fibre che corrono a 30° e su un altro foglio le fibre possono essere a 45°. Gli ingegneri determinano il miglior programma di layup per ciascun tubo per la rigidità desiderata, invece di utilizzare fibra di carbonio intrecciata dove la qualità di guida non è altrettanto regolabile. In media, ci sono circa sei fogli di fibra di carbonio che compongono ciascun tubo.

Alchemy utilizza solo la costruzione da tubo a tubo sui propri telai da strada e ghiaia che sono ancora realizzati internamente a Golden, in Colorado. Inoltre conferiscono ai telai una costruzione a camera chiusa. Ad esempio, l'interno del tubo orizzontale è separato dal tubo verticale. Ciò conferisce al telaio un migliore smorzamento delle vibrazioni. Tuttavia, sui telai delle mountain bike, utilizzano una struttura monoscocca a camera aperta. Con sospensioni e pneumatici più grandi, lo smorzamento delle vibrazioni non è così importante.

Cannizzaro spiega che la costruzione tubo-tubo e i programmi intensivi di layup sono più adatti per le sue bici da strada e gravel, mentre la monoscocca è più adatta per i suoi telai per mountain bike a sospensione completa.