L’alluminio del futuro

L’alluminio del futuro


Ci sono materiali che sono arrivati al capolinea in quanto ricerca e sviluppo? No, in ambiti diversi lo sviluppo di ogni materiale continua e recentemente questo è dimostrato da un articolo apparso su Nature, in cui si profilano nuovi orizzonti per un materiale considerato ormai relegato solo alla bassa gamma: l’alluminio.

Dopo aver vissuto un periodo fulgido, ma altrettanto breve a cavallo tra gli anni ’90 e 2000 del secolo scorso l’alluminio sembrava non avesse più molto da dire nell’industria della bicicletta, se non per alcuni componenti, ma ora un nuovo procedimento lo riporta di interesse.

La novità riguarda la lega di alluminio 7075, una lega utilizzata fin dagli anni ’40 nell’industria aerospaziale, col nome commerciale di Ergal, per produrre componentistica forgiata o lavorata dal pieno. È la lega di alluminio più leggera e, dal punto di vista meccanico, più resistente agli urti, agli sforzi, al peso e alla torsione. È anche la lega d’alluminio meno soggetta a “termodilatazione”, motivo per cui è di vitale interesse nell’industria aeronautica. In una sua sotto-forma, commercialmente nota come Titanal, con aggiunta di Zirconio e Cromo, raggiunge valori meccanici superiori al titanio con un peso inferiore.

Il problema di queste leghe è che impossibile saldarle, il che le rende inutilizzabili per fare telai da bici. Il motivo è che si criccano inesorabilmente sulle saldature. In realtà esiste un modo per saldare queste leghe, denominato Friction Stir Welding, una saldatura per attrito allo stato solido in cui nel materiale da saldare non viene raggiunta la temperatura di fusione. Ma è un metodo, totalmente automatico, in cui è molto difficile raggiungere parti non piane, quindi irrealistico da utilizzare su tubazioni tonde o ovali o comunque su parti di difficile accesso.

Il Team della scuola di ingegneria della University of California, Los Angeles (UCLA) negli USA, che ha ideato questo nuovo metodo, ha invece puntato ad utilizzare la classica saldatura TIG, ma aggiungendo al materiale di riporto (le cosiddette “bacchette” di saldatura) delle nanoparticelle di carburo di titanio (nella quantità di un volume del 1.7%). Questo permette ai componenti della lega di alluminio (rame, magnesio e zinco) di formare nella fusione della saldatura dei cristalli molto resistenti. L’esame post-saldatura ha mostrato che il materiale nelle saldature ha la medesima composizione della lega stessa, conservandone il 96% della resistenza meccanica: 551 MPa di carico di rottura (dopo trattamento termico post-saldatura).

Questo potrebbe aprire nuovi scenari nella produzione di telai in alluminio più leggeri di quelli attuali, con la stessa (o maggiore) resistenza meccanica e costi contenuti, in quanto questo nuovo metodo cambia rispetto la tecnica attuale solo per la composizione del materiale di riporto.

Sito del Team di ingegneria di UCLA

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  1. D’altronde adesso che hanno propinato il carbonio, han cambiato 5 formati di ruota in meno di 10 anni, han fatto bici lunghe come autotreni, hanno inventato tutti gli standard inutili che potevano inventare, dovranno pur tirar fuori qualcosa di “innovativo” per poter continuare a vendere delle bici no?
    Tra 5 anni probabilmente l’innovazione sarà una bici da 26″ e 120mm con giunto horst in alluminio e con angolo di sterzo da 75°

    17+
    1. Giustissimo sono pienamente d’accordo è solo una mossa commerciale, non sanno più cosa inventare per vendere, io ho usato per quasi 25 anni mtb da 26 in trutte le salse senza problemi, l’unico è l’età che fisicamente non regge più come una volta, meno male che grazie alle E-Bike posso continuare a fare l’attività preferita.
      Penso che la soluzione delle E-Bike sia veramente quella che stravolto il mercato e ha permesso anche a coloro che non hanno un fisico adeguato di usare le mountain bike

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  2. teoDH

    D'altronde adesso che hanno propinato il carbonio, han cambiato 5 formati di ruota in meno di 10 anni, han fatto bici lunghe come autotreni, hanno inventato tutti gli standard inutili che potevano inventare, dovranno pur tirar fuori qualcosa di "innovativo" per poter continuare a vendere delle bici no?
    Tra 5 anni probabilmente l'innovazione sarà una bici da 26" e 120mm con giunto horst in alluminio e con angolo di sterzo da 75°

    eh già, perché i ricercatori erano pagati dally bike industry. Prenditi almeno la briga di leggere prima di seminare fiele.

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    1. Ma per favore, il titanial lo usano sugli sci da più di 20 anni, poi se di innovazione vogliamo parlare, stiamo qua a discutere di saldatura? quando la stampa 3d del metallo è già avantissimo e sta già soppiantando qualsiasi saldatura?

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  3. Interessante invece.
    Faccio una domanda, forse, stupida @marco: ma se il problema sono le saldature, non si potrebbe ricavare un telaio con degli stampi?
    Se non erro con il carbonio si fa così anche se con un procedimento diverso.
    Indipendentemente da questo, sarebbe interessante sapere, a parità di telaio, se pesi di più un telaio costruito in Ergal o uno in carbonio.

    DON

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  4. Don Juan

    Interessante invece.
    Faccio una domanda, forse, stupida @marco: ma se il problema sono le saldature, non si potrebbe ricavare un telaio con degli stampi?
    Se non erro con il carbonio si fa così anche se con un procedimento diverso.
    Indipendentemente da questo, sarebbe interessante sapere, a parità di telaio, se pesi di più un telaio costruito in Ergal o uno in carbonio.

    DON

    E come caspita lo stampi un telaio in metallo?
    È un procedimento pressoché impossibile, la fibra di carbonio è un materiale completamente diverso da lavorare non puoi fare paragoni
    Comunque resterà un materiale relegato alla medio bassa gamma o a componenti a rischio urti, l’ergal non raggiunge comunque le caratteristiche meccaniche del carbonio

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  5. andry-96

    E come caspita lo stampi un telaio in metallo?
    È un procedimento pressoché impossibile, la fibra di carbonio è un materiale completamente diverso da lavorare non puoi fare paragoni
    Comunque resterà un materiale relegato alla medio bassa gamma o a componenti a rischio urti, l’ergal non raggiunge comunque le caratteristiche meccaniche del carbonio

    …l’avevo promesso che era una domanda forse stupida!
    Ahahahahahahahah
    Battute a parte Andry… si, lo so che il mio procedimento per il carbonio è totalmente diverso… pensavo un qualcosa tipo “infusione” del metallo liquido in uno stampo. Ma probabilmente, come dici tu, non è fattibile come realizzazione: altrimenti ci avrebbero già pensato presumo…

    DON

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    1. Non è una domanda stupida, c’è già un brand che produce telai in alluminio stampati come semigusci e poi incollati, non ricordo il nome, se lo trovo posto il link che è uscito proprio qui nel magazine

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      1. Il brand a cui ti riferisci è Pole.
        Cmq ragazzi le fusioni, comprese quelle in alluminio, esistono da centinaia di anni.
        Si possono realizzare con stampi esterni simili a quelli utilizzati per la produzione del carbonio ed anime interne resistenti al calore in sostituzione dei bladder gonfiabili.
        Ci sarebbe eventualmente da aspettarsi costi a metà tra la fibra di carbonio ed i tradizionali telai in alluminio a tubi saldati, mentre a livello dipeso non credo si avrebbero miglioramenti…

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    2. Non puoi farlo.
      Se prendi uno stampo per pressofusione e stampi un telaio da bici devi aver la possibilità di aprire lo stampo ed estrarre il pezzo visto le geometrie questo è impossibile perché hai dei sottosquadra.
      Puoi stampare 2 metà del telaio e poi unirle non so però quanto questo sia conveniente dal punto di vista del peso, resistenza e complessità delle lavorazioni.
      In alternativa potresti stampare in sabbia e quindi aprire lo stampo dove e possibile e poi asportare la sabbia comunque avresti vari problemi:
      – avere spessori piccoli costanti e controllati ( i telai hanno spessori anche inferiori 1mm e con le fusioni in sabbia sono “impossibili “da ottenere)
      – avere poche porosità e una finitura superficiale gradevole
      – rimuovere tutta la sabbia anche dalle parti piccole e poco raggiungibili
      – ricostruire per ogni telaio lo stampo in sabbia partendo da un modello ammesso che questo sia sempre possibile
      quindi in ultima analisi prendere dei tubi e saldarli è la miglior soluzione possibile sia come costi che come qualità del prodotto finito.
      P.S.
      mi rendo conto di non essere stato chiarissimo ma per capire i limiti della lavorazione ma spiegarle solo a parole non è semplice. Me ne scuso.

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      1. Ecco uno che sa il fatto suo.
        Però se non ho capito male ora con questa tecnica (TIG e rod con 1-2% di TiC) si potrebbero saldare dei normali tubi in alluminio 7075, giusto? A livello dell’acciaio o quasi… Cioè tutto quel “mondo sommerso” di produttori di telai self-made o tailor-made potrebbe emergere anche con modelli leggeri e resistenti con performance vicine a quelle del titanio, o mi sbaglio? E, se fosse possibile idroformare anche il 7075 (cosa che non so) le grandi aziende che già lo fanno con l’allumino ora potrebbero cominciare a produrre anche nuovi telai in alluminio più leggeri e pure dalle forme più morbide come quelli attuali! Dimmi tu se sbaglio 🙂
        MM

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        1. Il problema è che dei materiali si considera spesso la sola prestazione in termini di resistenza “assoluta”, quando c’è dell’altro, soprattutto quando si parla di telai ciclistici. Mi riferisco alla fatica. Anche in campo aeronautico, dove ormai da molti anni è in corso la transizione verso i compositi, le leghe 7000 non erano e non sono utilizzate su tutto il velivolo. L’esempio tipico è l’ala, dove il dorso è in genere in leghe 7000 e il ventre in leghe 2000. Questo perché le prime – di cui si parla nell’articolo – propagano le cricche più rapidamente, e quindi sono meno resistenti a fatica: si utilizzano dunque dove i carichi più elevati sono a compressione. Le seconde sono invece meno critiche per quanto riguarda la fatica, e perciò vengono preferite dove si lavora a trazione.
          Questo per dire che l’utilizzo del 7075 su un telaio può essere più vantaggioso in alcune zone, e meno in altre. Il bilancio delle due cose, unito alle caratteristiche di smorzamento che si vogliono dare al telaio, non è detto che sia positivo in termini di peso.
          Ben venga dunque un materiale “nuovo”, ma non dimentichiamo che i telai odierni con tubi idroformati sono tecnologicamente avanzatissimi, qualcosa che la stessa industria aeronautica che un tempo usava estensivamente il 7075 si sognava. La bici ha anche il vantaggio di poter utilizzare leghe più malleabili che acquistano ottime proprietà meccaniche dopo aver trattato termicamente il manufatto (vedi le leghe 6000), cosa che con un aereo non si può fare (non ci sono forni grandi a sufficienza, e il manufatto è costituito da troppi materiali diversi…).
          Oggi come oggi l’unico progresso che vedo all’orizzonte e che possa rivoluzionare la produzione dei telai è la stampa 3D. Un po’ difficoltosa, ma non impossibile, con polveri d’alluminio, molto appetibile per leghe di titanio e altre leghe impossibili da ottenere per fusione. Le macchine in grado di ottenere oggetti ben più grandi di un telaio già ci sono…

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  6. inoltre l’aluminio ha un altro vantaggio, è riciclabile…. cosa succede ai telai di carbonio a fine vita? mi pare che solo Specialized e Trek abbiano un sistema di pseudo recupero sul mercato americano. troppe resine, colle ed elementi che rendono difficile il recupero (oltre ad essere pericolosi per l’ambiente)
    bentornato Aluminio

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    1. Hai centrato il punto. Infatti costruttori come Nicolai fanno leva su questo. E la produzione resta in loco e si spostano meno navi o aerei. Se la bici ed i materiali compositi vogliono rimanere competitivi devono diventare a basso impatto ambientale anche a livello di produzione. Mi ricordo che i surfisti ritornarono ad usare le tavole di legno (pesanti e poco performanti) perché schifati dalle tavole in vetro resina e polistirolo che inquinavano le coste e i mari in cui surfavano. È un po’ un controsenso.

      3+
  7. p84
    Don Juan
    andry-96

    E come caspita lo stampi un telaio in metallo?
    È un procedimento pressoché impossibile, la fibra di carbonio è un materiale completamente diverso da lavorare non puoi fare paragoni
    Comunque resterà un materiale relegato alla medio bassa gamma o a componenti a rischio urti, l’ergal non raggiunge comunque le caratteristiche meccaniche del carbonio

    …l’avevo promesso che era una domanda forse stupida!
    Ahahahahahahahah
    Battute a parte Andry… si, lo so che il mio procedimento per il carbonio è totalmente diverso… pensavo un qualcosa tipo “infusione” del metallo liquido in uno stampo. Ma probabilmente, come dici tu, non è fattibile come realizzazione: altrimenti ci avrebbero già pensato presumo…

    DON

    Non è una domanda stupida, c'è già un brand che produce telai in alluminio stampati come semigusci e poi incollati, non ricordo il nome, se lo trovo posto il link che è uscito proprio qui nel magazine

    POLE fa una roba del genere, anche FOES e altri marchi sono famosi per i semigusci,ma saldati al centro.

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    1. Pole ha già utilizzato quella soluzione, proprio per sfruttare le caratteristiche della lega 7075, realizzando due semigusci e poi incollandoli. Il problema fondamentale sono i costi di produzione, più alti rispetto all’alluminio normale saldato

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  8. p84

    Non è una domanda stupida, c'è già un brand che produce telai in alluminio stampati come semigusci e poi incollati, non ricordo il nome, se lo trovo posto il link che è uscito proprio qui nel magazine

    Si l’unica alternativa sono i semigusci che comunque richiedono una buona precisione e una successiva fase di incollaggio oltre ad avere un risultato finale bruttino

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    1. Ma no dai, la Mountain Cycle San Andreas è un classico intramontabile, poi c’era la Turro Meteor bellissima che arrivò seconda ai mondiali con Caramellino. Anche la soluzione di usare l’honeycomb della NASA per farci un “travone” non era male…

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  9. avalonice

    Non è una nuova lega è solo una nuova tecnica di saldatura.
    Quindi tutti i limiti/pregi delle leghe di alluminio restano invariati.

    Però l’ergal non si usava per i telai da bici proprio perché non si riusciva a saldare quindi effettivamente c’é un nuovo materiale a disposizione

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  10. andry-96

    Però l’ergal non si usava per i telai da bici proprio perché non si riusciva a saldare quindi effettivamente c’é un nuovo materiale a disposizione

    Si però le caratteristiche del Ergal non si discostano in modo significativo rispetto a quelle di altre leghe sono certamente migliori ma non da rivoluzionare completamente il modo rispetto ad altre leghe di alluminio usata attualmente.

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  11. avalonice

    Non è una nuova lega è solo una nuova tecnica di saldatura.
    Quindi tutti i limiti/pregi delle leghe di alluminio restano invariati.

    ok. quindi in pratica sara' iperigida, non vedo che miglioramenti puo portare, meglio un buon acciao columbus o un titanio se proprio voglio qualcosa di veramente duraturo e comodo, oppure il carbonio.

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  12. MilSpec

    Il brand a cui ti riferisci è Pole.
    Cmq ragazzi le fusioni, comprese quelle in alluminio, esistono da centinaia di anni.
    Si possono realizzare con stampi esterni simili a quelli utilizzati per la produzione del carbonio ed anime interne resistenti al calore in sostituzione dei bladder gonfiabili.
    Ci sarebbe eventualmente da aspettarsi costi a metà tra la fibra di carbonio ed i tradizionali telai in alluminio a tubi saldati, mentre a livello dipeso non credo si avrebbero miglioramenti…

    Si ma una fusione con spessori sotto il millimetro è alquanto complicata non mi sembra una buona scelta

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  13. pavlinko80

    ok. quindi in pratica sara' iperigida, non vedo che miglioramenti puo portare, meglio un buon acciaio columbus o un titanio se proprio voglio qualcosa di veramente duraturo e comodo, oppure il carbonio.

    La rigidità dipende anche dalla geometria.
    Ma sono d'accordo con te il presente è il carbonio il futuro qualche altro materiale composito che risolve qualche problema che attualmente il carbonio presenta.
    Acciaio e titanio sono riservati ad un utente di nicchia che cerca soluzioni "speciali"

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  14. gargasecca

    Mah…dall'aver scoperto come saldarlo…all' utilizzo a regime da parte delle case costruttrici…passeranno 10 anni.
    Lo trovo inutile visto il ventaglio di scelte che già abbiamo.

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    Nel mondo non c'è solo MTB, alluminio saldato si usa anche in altre applicazioni o probabilmente hanno sviluppato la tecnologia pensando solo parzialmente ai telai da bici.
    Ad esempio potrebbe essere utile in parti di motori di areo dove oltre alla leggerezza e resistenza deve esserci anche la capacità di resistere a temperatura elevate.

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  15. avalonice

    Nel mondo non c'è solo MTB, alluminio saldato si usa anche in altre applicazioni o probabilmente hanno sviluppato la tecnologia pensando solo parzialmente ai telai da bici.
    Ad esempio potrebbe essere utile in parti di motori di areo dove oltre alla leggerezza e resistenza deve esserci anche la capacità di resistere a temperatura elevate.

    Certamente…ma questo è un forum di MTB…e per me questo è l' argomento.
    Il resto che dici va benissimo…ma non è la sede giusta.

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  16. il carbonio, oggi e molto marketing e speculazione(nonostante la sua bonta), x guadagni alti e facili, si potrebbe ritornare ai nuovi acciai inox di alta qualita, che son migliori, uguali o piu leggeri dell'carbonio (non bisogna guardare solo il peso specifico di un prodotto, ma come viene realizzato x matenere la sua "struttura")piu facili da realizzare e sopratutto piu economici ma alle aziende questo non intetessa (poi c'è il costosissimo titanio e anche magnesio da poter svilupare, per abassare i costi e renderli "popolari" ) non credo che x questo futuro sia in programma l'uso di un nuovo alluminio "rivoluzionario", rispetto a quelli gia conosciuti e usati, pensiamo solo a quante aziende son ritornate dall'alluminio 7xxx all'alluminio 6xxx, x via de costi (anche se non troppo lontani tra essi)

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  17. andry-96

    E come caspita lo stampi un telaio in metallo?
    È un procedimento pressoché impossibile, la fibra di carbonio è un materiale completamente diverso da lavorare non puoi fare paragoni
    Comunque resterà un materiale relegato alla medio bassa gamma o a componenti a rischio urti, l’ergal non raggiunge comunque le caratteristiche meccaniche del carbonio

    vero , ma la cosa è così a parità di disegno , forma , diametro e spessore della lamina usata per la tubazione , in questi casi il carbonio dimostra una resistenza di quasi il 40% superiore ai carichi di rottura .
    ma c'è un mà…
    …se come ho detto , fai a parità di tutte le misure di tubazione , due telai identici , la differenza di peso tra i due , diventa dell'ordine di qualche centinaio di gr , e non più kg .
    ecco perchè invece le fanno più sottili in composito , per accentuare il fattore della differenza di peso tra i due telai , altrimenti chi spende il doppio per una bike più leggera di neanche mezzo kg ? il problema è che come si vede ( ed è la cosa che crea ancora un poco di diffidenza , si vedono maggiori rotture su alcune componenti in carbo , non che quelle in allu ne sono esenti cmq) .
    ricordo ad esempio la santa nomad di qualche anno fà , quando usciva sia allu che carbo , con telai identici , la differenza di peso era di 320 gr tra i due telai , con quello in carbo ovviamente migliore come resistenza e rigidità .

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    1. Sì giusto, ma quando parli di carbonio parli di compositi. Quello utilizzato nell’industria del ciclo è di molto inferiore a quello usato in F1 che è a sua volta inferiore a quello usato per andare su Marte. Lo sviluppo dei compositi è appena iniziato…

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  18. Ispettore Zenigata

    inoltre l'alluminio ha un altro vantaggio, è riciclabile…. cosa succede ai telai di carbonio a fine vita? mi pare che solo Specialized e Trek abbiano un sistema di pseudo recupero sul mercato americano. troppe resine, colle ed elementi che rendono difficile il recupero (oltre ad essere pericolosi per l'ambiente)
    bentornato Alluminio

    E' vero, infatti è l'unica cosa che mi scazza di brutto del mio telaio in carbonio è lo 0 riciclo, sempre che con la sua diffusione spropositata non trovino presto il modo per riciclarlo almeno parzialmente nelle discariche. Però al di la del riciclo l'ho preso appositamente per tenermelo eternamente, a differenza dell'alluminio che una volta stressato non assicura più le proprietà originali e anche per risaldare eventuali crepe occorre una gran bella esperienza il carbonio lo puoi facilmente riparare (già fatto)…

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  19. Telai stampati erano i primi Intense e Foes saldati sull’obliquo e orizzontale, di fusioni in sabbia c’aveva provato la Empire anni fa, metodo che costruivano i forcelloni delle moto da cross.
    La fresatura da piastra e successivo incollaggio è ciò che sta facendo Pole, fa due semigusci che poi incolla con resine aerospaziali e viti in certi punti ( Machine e Stamina).
    Volendo si potrebbe anche trattare a freddo, a in ambiente riducente, stato supercritico per far rinvenire la cosiddetta Martensite sulla superficie del metallo, la Martensite è uno stato spaziale del metallo, le molecole si orientano in un modo particolare che fa aumentare la resistenza dell’impatto ecc, ma non dilunghiamoci.
    Esistono macchine che sparano nanosfere di CO2 allo stato supercritco sulla superficie del metallo con lo scopo di renderlo liscio più del vetro che altro non fanno che aumentare la resistenza del metallo, barre di alluminio che non trasmettono il calore o che resistono a proiettili, ci sono studi sopra ecc.
    Il problema lo pongo sulla saldatura, basta incollarlo e il gioco è fatto, una lattina della cola più robusta di un tubo innocenti, si può creare.
    Tantissime cose si posso fare, il neo è poi applicarlo in grande scala e che sia competitivo con il carbonio, altrimenti per l’artigiano il costo di tali tecnologie è talmente impensabile che mai le studierà per poi applicarle.
    Ricordo di anni fa di una ditta chiamata Titus che usava dei tubi in exogrid ( titanio e carbonio), oppure la Arantix con un telaio in carbonio talmente esclusivo che mi pare nel 2006 costasse 12K dollari. Sono tutte fallite.
    Diciamolo chiaramente chi cazzo se lo compra un telaio con un concentrato di tecnologie così elevate quando ogni anno per effetto del MK devi poi sostituirlo? Andiamo avanti con la plastica nera e va bene così. Produrre un telaio in alluminio di eccellente qualità costa come produrne uno uguale di plastica nera. E voi cosa acquisterete? Quello in plastica nera, anche se l’altro ve lo saldasse Frank ” The Welder”.

    3+
  20. petauro

    E' vero, infatti è l'unica cosa che mi scazza di brutto del mio telaio in carbonio è lo 0 riciclo, sempre che con la sua diffusione spropositata non trovino presto il modo per riciclarlo almeno parzialmente nelle discariche. Però al di la del riciclo l'ho preso appositamente per tenermelo eternamente, a differenza dell'alluminio che una volta stressato non assicura più le proprietà originali e anche per risaldare eventuali crepe occorre una gran bella esperienza il carbonio lo puoi facilmente riparare (già fatto)…

    Il carbonio è tutto meno che "eterno" o duraturo. Gli unici telai con quella caratteristica sono in acciaio.

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    1. Mi permetto di dissentire sulla non eternità del carbonio, lo riconosco, non è acciaio, non è eterno in quel senso. Però possiamo tranquillamente ipotizzare una durata di 20 anni o più per un buon telaio in carbonio, ed essendo il nostro un hobby… Persino un parsimonioso come me mette in conto almeno un paio di telai in quel lasso di tempo onestamente.

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  21. tecnicamente è un procedimento interessante.
    ma commercialmente potrebbe esserlo molto meno. alla fine costerebbe di più degli attuali telai in alluminio, avvicinandosi molto al carbonio.
    e manterrebbe, anzi enfatizzerebbe alcune caratteristiche negative dell’alluminio. per avere dei vantaggi di peso derivanti dalla maggiore resistenza della lega, si dovrebbe lavorare sempre più su sezioni resistenti per forma e non per area. ovvero sempre telai idroformati con spesori molto bassi. il che è a rischio sia per l’effetto lattina di coca cola (avete presente i megabolli dovuti a urti anche piccoli presi trasversalmente) sia a problemi di fatica nei punti critici. telai del genere inoltre sarebbero rigidi nel piano ruote e delicati se sollecitati in maniera anomala.
    sono leghe di origine aeronautica. ma in quel settore si usano rivetti ed incollaggi. e gli aerei di fuori strada scassato di solito ne fanno poco. certo che hanno delle vibrazioni, ma su frequenze diverse.

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  22. Anche se un giorno dovessero fabbricare una bici con componenti in 7075 saldato, non credo proprio che mi inventerei di usarla.
    Il 7075 ha dei pregi, pochi (resistenza meccanica in relazione alla densità, in pratica) e dei difetti, tanti.
    E' sensibile alla tensocorrosione, la corrosione intergranulare facilitata dalla composizione della lega innesca la fatica come ridere, in pratica in applicazioni in ambiente corrosivo non controllabile è del tutto inaffidabile, anzi, direi pure molto pericoloso da usare.
    Vernici e anodizzzione (quasi inapplicabile sull'Ergal) non sono sufficienti per garantire una protezione adeguata, e un telaio non può essere protetto all'interno.
    La microstruttura lo rende persino parzialmente anisotropo, per cui la tendenza alla frattura per fatica, se sollecitato perpendicolarmente alla direzione di laminazione, è più elevata. E l'Ergal, come tutti i materiali pregiati ad alta resistenza, è tra i più sensibili alla fatica di suo.
    Le caratteristiche della lega dipendono tantissimo dal rispetto della composizione, in particolare dal tenore di ferro che deve essere controllato con estrema cura, pena un drammatico decadimento della tenacità.

    Esistono già leghe di alluminio dalle eccellenti proprietà e perfettamente idonee per la costruzione di telai, per le quali la saldatura consente di ottenere un cordone metallurgicamente corretto.
    Nelle leghe non saldabili non è che non si possa creare un cordone di saldatura, ma succede che la composizione della zona fusa non è controllabile e quindi si hanno scadenti se non terrificanti proprietà meccaniche, di resistenza, resistenza alla fatica e alla corrosione.

    Insomma, queste ricerche hanno lo scopo che hanno, cioè fare ricerca per studiare i materiali e i procedimenti.
    L'applicazione affidabile è un'altra cosa, che magari potrà interessare il settore aerospaziale e militare, dove la durata "limitata" dei componenti non è un problema e dove le condizioni d'uso sono rigorosamente definite. Settori che probabilmente finanziano la ricerca, nella speranza che un'applicazione utile possa un giorno saltar fuori.

    Dimenticavo…
    Per tutte le leghe di alluminio da trattamento termico (serie 2000, 6000, 7000) la resistenza al calore si ferma ad appena 150°C, se non meno. Oltre quella temperatura si verifica la progressiva distruzione della microstruttura responsabile dell'indurimento (si dice superinvecchiamento), pressoché totale nel giro di poche decine di minuti una volta oltrepassati i 200°C, con la caduta delle proprietà meccaniche del materiale.

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  23. Fantasticare va sempre bene ma tutta la documentazione sul sito tratta sul nuovo processo di saldatura . Quello che non mi è chiaro è se tale alluminio si può idroformare come avviene per in telai attuali mantenendo le elevate caratteristiche meccaniche e assottigliando ulteriormente la pareti il che porterebbe una riduzione di peso. Nelle foto del telaio che stanno saldato ci sono delle belle tubazioni tonde che x fare un telaio dei giorni nostri non mi sembrano il massimo.
    Comunque da fun dell’alluminio se sarà realtà in tempi ragionevolmente brevi mi sembra una passo avanti interessante

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  24. alexh1983

    Mi permetto di dissentire sulla non eternità del carbonio, lo riconosco, non è acciaio, non è eterno in quel senso. Però possiamo tranquillamente ipotizzare una durata di 20 anni o più per un buon telaio in carbonio, ed essendo il nostro un hobby… Persino un parsimonioso come me mette in conto almeno un paio di telai in quel lasso di tempo onestamente.

    Io li ho esplosi tutti nel giro di 6-8 mesi i telai in carbonio quindi leggere 20 anni mi fa sentire strano…
    Comunque non è vero quello che dici, anche se rimane intero cambia come proprietà.

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  25. fafnir

    Io li ho esplosi tutti nel giro di 6-8 mesi i telai in carbonio quindi leggere 20 anni mi fa sentire strano…
    Comunque non è vero quello che dici, anche se rimane intero cambia come proprietà.

    Anche il tuo è un caso particolare se si distruggessero in 8 mesi come norma il mercato sarebbe pari a 0. Per il cambio di proprietà può darsi, ma è realmente quantificabile e tangibile nell'uso pratico?

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  26. alexh1983

    Anche il tuo è un caso particolare se si distruggessero in 8 mesi come norma il mercato sarebbe pari a 0. Per il cambio di proprietà può darsi, ma è realmente quantificabile e tangibile nell'uso pratico?

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    Non so se è tangibile, purtroppo non sono arrivato a quel punto [emoji28]

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  27. No per me l’ergal era meglio per i componenti singoli come corone o perni perché consumava di più gli utensili delle macchine CNC. Ia lega 7020 era la migliore, sicuramente meno performante della 7075 ma quella con la migliore lavorabilita’ e saldabilita’ complessiva. Le peggiori leghe sicuramente lo Scandium, perché Easton forniva dei tubi con spessori ridicoli (la norma era 2mm, loro facevano anche metà) che rendevano i telai di carta velina! E poi il 6061 che necessitava di invecchiamento artificiale solo a telai finito. Da fresare è una cacca, gli utensili si impastavano di continuo, era crudo. Non so xchè piacesse così tanto ai taiwanesi… Mi ricordo che tanti anni fa ad una fiera c’era una bici concept arancio bruttissima che vinse il premio innovazione xchè di alluminio interamente saldata AL PLASMA e aveva già tutti i cavi interni. Praticamente sembrava una monoscocca in fibra di carbonio! Con l’idroformatura portata a livello industriale l’alluminio ha già raggiunto una buona maturità (maggior controllo degli spessori e via tutti le piastrine di rinforzo) ed anche telai economici passano i test di omologazione (che credo che 30 anni fa manco esistessero) vedo bene anche la stampa 3d come fusione selettiva a laser, anche se un conto è fare una produzione di nicchia (vedi ceramic speed col titanio) un altro paio di maniche è industrializzare e fare grandi numeri e abbassare i costi.

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  28. 96% significa che nei punti di saldatura è resistente il 4% in meno, e se un telaio così si rompe poi dove lo porti a saldare, alla NASA? già è un casino saldare l'alluminio normale. Io credevo che certe problematiche riguardassero il carbonio finché non mi sono trovato con un carro di alluminio crepato… A questo punto davvero meglio il carbonio, anche perché se mai ci faranno delle bici vista la novità e la particolare lavorazione non credo che il prezzo sarà quello del classico alluminio…

    1+
  29. jo il pazzo

    96% significa che nei punti di saldatura è resistente il 4% in meno, e se un telaio così si rompe poi dove lo porti a saldare, alla NASA? già è un casino saldare l'alluminio normale. Io credevo che certe problematiche riguardassero solo il carbonio finché non mi sono trovato con un carro di alluminio crepato… A questo punto davvero meglio il carbonio, anche perché se mai ci faranno delle bici vista la novità e la particolare lavorazione non credo che il prezzo sarà quello del classico alluminio…

    Gli attuali telai in alluminio perdono più del 4% nelle zone di saldatura

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  30. jo il pazzo

    96% significa che nei punti di saldatura è resistente il 4% in meno, e se un telaio così si rompe poi dove lo porti a saldare, alla NASA? già è un casino saldare l'alluminio normale. Io credevo che certe problematiche riguardassero solo il carbonio finché non mi sono trovato con un carro di alluminio crepato… A questo punto davvero meglio il carbonio, anche perché se mai ci faranno delle bici vista la novità e la particolare lavorazione non credo che il prezzo sarà quello del classico alluminio…

    Non vedo perché meglio il carbonio, se anche si rompessero con la stessa frequenza uno costa quasi sempre la metà dell'altro…
    Tra l'altro in moltissimi telai in carbonio il carro è in alluminio, quindi con molta probabilità non sarebbe cambiato nulla

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  31. W l’alluminio, reciclabile e sicuro!
    Io sono alla seconda bici in fibra di carbonio e non ho ancora capito dove sia il vantaggio pratico rispetto all’alluminio se non quello di avermi alleggerito di piu il portafoglio.
    La prossima sarà in alluminio alla faccia di tutte le belle “favolette” sui pregi del carbonio.

    Non dico che il carbonio non sia migliore ma a noi utenti normali non da reali vantaggi.

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  32. jimmy27

    W l'alluminio, reciclabile e sicuro!
    Io sono alla seconda bici in fibra di carbonio e non ho ancora capito dove sia il vantaggio pratico rispetto all'alluminio se non quello di avermi alleggerito di piu il portafoglio.
    La prossima sarà in alluminio alla faccia di tutte le belle "favolette" sui pregi del carbonio.

    Non dico che il carbonio non sia migliore ma a noi utenti normali non da reali vantaggi.

    Se parli di prestazioni posso anche concordare (anche se leggo di molti che fanno gare più o meno serie e, di conseguenza, forse avranno da ridere..).
    Se invece valutiamo anche altri aspetti, risulta essere un affermazione non corretta.

    DON

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  33. DG_MTBiker

    No per me l'ergal era meglio per i componenti singoli come corone o perni perché consumava di più gli utensili delle macchine CNC. Ia lega 7020 era la migliore, sicuramente meno performante della 7075 ma quella con la migliore lavorabilita' e saldabilita' complessiva. Le peggiori leghe sicuramente lo Scandium, perché Easton forniva dei tubi con spessori ridicoli (la norma era 2mm, loro facevano anche metà) che rendevano i telai di carta velina! E poi il 6061 che necessitava di invecchiamento artificiale solo a telai finito. Da fresare è una cacca, gli utensili si impastavano di continuo, era crudo. Non so xchè piacesse così tanto ai taiwanesi… Mi ricordo che tanti anni fa ad una fiera c'era una bici concept arancio bruttissima che vinse il premio innovazione xchè di alluminio interamente saldata AL PLASMA e aveva già tutti i cavi interni. Praticamente sembrava una monoscocca in fibra di carbonio! Con l'idroformatura portata a livello industriale l'alluminio ha già raggiunto una buona maturità (maggior controllo degli spessori e via tutti le piastrine di rinforzo) ed anche telai economici passano i test di omologazione (che credo che 30 anni fa manco esistessero) vedo bene anche la stampa 3d come fusione selettiva a laser, anche se un conto è fare una produzione di nicchia (vedi ceramic speed col titanio) un altro paio di maniche è industrializzare e fare grandi numeri e abbassare i costi.

    Ciao,
    Vedo che parli di Easton, che tu sappia le frecce tipo ACG o ACE sono fatte in lega 6000 o 7000?

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  34. sono piuttosto ignorante in materia, però tutto ciò aiuta veramente ? Per aumentare la resistenza dei telai in carbonio, negli ultimi anni i costruttori ne hanno aumentato anche il peso, avvicinandolo sempre di più all’alluminio, per esempio due biciclette con montaggio di alto livello:
    * Evil the Wreckoning 29, taglia M, senza pedali: kg 13,30
    * Ancillotti Scarab 29, taglia M, con pedali flat e ammo a molla: 14,10
    Praticamente, considerando il peso dei pedali flat e la differenza di peso fra ammo a molla e ammo ad aria, la Evil in carbonio pesa uguale se non qualcosa in più rispetto alla Ancillotti (che non mi risulta fare telai poco resistenti). Anche la Liteville fa telai in alluminio, saldati, molto leggeri.

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  35. menollix

    Penso, dopo aver letto i commenti a questo articolo, di aver sufficiente materiale per poter preparare la tesi di laurea in ingegneria dei materiali 😀

    ma guarda, non esserne sicuro, ci sarebbe da riempir pagine e pagine solo sulla passivazione anodica. 🙂

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  36. menollix

    Penso, dopo aver letto i commenti a questo articolo, di aver sufficiente materiale per poter preparare la tesi di laurea in ingegneria dei materiali 😀

    Magari :razz:aur: c’è forse la base di conoscenze per tentare l’esame di tecnologie meccaniche:cassius:

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  37. ginelio

    sono piuttosto ignorante in materia, però tutto ciò aiuta veramente ? Per aumentare la resistenza dei telai in carbonio, negli ultimi anni i costruttori ne hanno aumentato anche il peso, avvicinandolo sempre di più all'alluminio, per esempio due biciclette con montaggio di alto livello:
    * Evil the Wreckoning 29, taglia M, senza pedali: kg 13,30
    * Ancillotti Scarab 29, taglia M, con pedali flat e ammo a molla: 14,10
    Praticamente, considerando il peso dei pedali flat e la differenza di peso fra ammo a molla e ammo ad aria, la Evil in carbonio pesa uguale se non qualcosa in più rispetto alla Ancillotti (che non mi risulta fare telai poco resistenti). Anche la Liteville fa telai in alluminio, saldati, molto leggeri.

    Il nido di rondine pesa

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  38. Alluminio o carbonio , acciaio o titanio , tutti discorsi vecchi ; per il futuro mi aspetto un bel telaio in Adamantio-vibranio ( prodotto dalla Marvel ) e verniciato con la vernice speciale ultraresistente di Suprecar !

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  39. jimmy27

    W l'alluminio, reciclabile e sicuro!
    Io sono alla seconda bici in fibra di carbonio e non ho ancora capito dove sia il vantaggio pratico rispetto all'alluminio se non quello di avermi alleggerito di piu il portafoglio.
    La prossima sarà in alluminio alla faccia di tutte le belle "favolette" sui pregi del carbonio.

    Non dico che il carbonio non sia migliore ma a noi utenti normali non da reali vantaggi.

    A parita' di peso se ti porti dietro il portafoglio durante un uscita in bici, sei comunque piu' leggero…scherzo
    Il carbonio ha diversi vantaggi per il progettista: i materiali metallici hanno una struttura uniforme, quindi se fai un telaio rigido trasversalmente sara' rigido anche longitudinalmente. Mentre con la fibra di carbonio (giocando con l' orientamento ed il tipo delle fibre e le resine) puoi fare un telaio che e' rigido trasversalmente ma che flette longitudinalmente oppure il contrario. E lo si nota anche in manubri e cerchi di brand diversi costruiti con compositi diversi. Per quel che riguarda i pesi c'e' poco da dire: le omologazioni hanno fregato tutti! E saranno sempre piu' dure! Per chi e' piu' pesante sicuramente e' meglio prendere o fare un telaio in carbonio perche' ha piu' possibilita' di essere omologato di quello in alluminio. Gia' negli anni '90 c'erano telai rigidi in lega leggerissimi, ma non credo che al giorno d'oggi passerebbero le omologazioni senza essere aggiornati.

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  40. daneel67

    Ciao,
    Vedo che parli di Easton, che tu sappia le frecce tipo ACG o ACE sono fatte in lega 6000 o 7000?

    Lo so che Easton forniva l'alluminio per diversi articoli sportivi (come le mazze da hokey). Non so per le frecce, io una volta lavoravo per una fabbrica di telai bici/moto/altro ed ho voluto portare la mia esperienza. A livello di alluminio si parlava solo di Easton, Oria, e Metalba. Easton e Oria fornivano i tubi gia' piegati e sagomati (un po' come per l'acciaio ed il titanio) mentre Metalba forniva la materia prima (tondo, tubo, estruso) e poi facevano tutto in casa.

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  41. teoDH

    Da dove pensi arrivino i tubi di alluminio che usa nicolai? da una fonderia tedesca? arriva tutto o da cina o da usa!

    Probabile. Nel periodo in cui facevamo/riparavamo i telai Nicolai la materia prima (piastre, tubi ecc ) veniva tutto dalla Metalba, poi non so dove li prendessero, di miniere di bauxite ce ne sono un po' dappertutto. In sardegna c'era l' Alcoa… che quando e' andata via ha lasciato un cesso memorabile.

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  42. teoDH

    Ma per favore, il titanial lo usano sugli sci da più di 20 anni, poi se di innovazione vogliamo parlare, stiamo qua a discutere di saldatura? quando la stampa 3d del metallo è già avantissimo e sta già soppiantando qualsiasi saldatura?

    so what? È uno studio che esula dall'ambito ciclo. Te lo ripeto per la seconda volta, magari la capisci.

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  43. Per me, sinceramente, è il carbonio che è arrivato al capolinea. A tradito tutte le promesse fatte a suo tempo, quando si prospettava, per il futuro, diminuizione del peso e abbasssamento del prezzo.
    Ad oggi una bici in carbonio di media/alta gamma pesa circa un kg o anche meno, di una in alluminio di fascia inferiore, con una differenza di prezzo di 1000 e passa euro. Per non parlare dei vari componenti (reggisella, manubri, ecc.), che per un risparmio di pochi grammi vengono chieste cifre esorbitanti. Inoltre non sappiamo con certezza cosa acquistiamo, fibra, plastica, resina, ognuno ha la propria fibra proprietaria, e solo loro sono a conoscienza dell’ effettiva composizione.

    Ps: inizialmente fissato con il carbonio, poi negli anni ho posseduto sia mtb in carbonio che in alluminio. Attualmente ho una Trek Remedy 8 in alluminio con la quale mi ci trovo benissimo, pagata 2500 euro. Non penso che ritornerò al carbonio……

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  44. Anche io la penso così. Oggi ci fanno credere che per meno di 7/8000 euro è impossibile pedalare su mtb "decenti"con telai in carbonio (per le bdc 10.000,00€)… forse non tutti ce li hanno. così signori, ecco servita la grande novità: l' alluminio. Sensazionale, anche Sagan usa l'alluminio e vince… l'alluminio diventa l'uovo di Colombo: il telaio di alluminio accontenta le masse perché più alla portata, e le bici si continuano a vendere… con buona pace d i tutto il bombardamento che abbiamo subitoper anni su pesi, rigidità ecc… Vuoi vedere che quell' Alan in cantina….

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