Perché i materiali possano essere efficaci nell’utilizzo ciclistico devono essere lavorati. Ecco i procedimenti più comuni che vengono applicati:
Cnc o lavorazione dal pieno
Questo tipo di lavorazione avviene mediante l’azione di frese su un blocco grezzo di alluminio. Le frese sono controllate direttamente dal computer potendo così ottenere pezzi di assoluta precisione. La lavorazione al cnc è utilizzate per realizzare particolari di piccole e medie dimensioni, dalle scatole del movimento centrale ai forcellini, agli attacchi manubrio e così via. Il vantaggio di questa lavorazione è nella relativa facilità di realizzazione dei pezzi senza dover fare investimenti notevoli come nel caso della forgiatura. Inoltre i pezzi realizzati al controllo numerico offrono un’estetica molto accattivante.
Hydroforming
È una delle ultime novità in fatto di lavorazione dell’alluminio (per ora). Si tratta di modellare un tubo facendo scorrere al suo interno un liquido a pressione elevatissima che schiaccia letteralmente le pareti esterne del tubo contro lo stampo che lo contiene.
Facile? Non tanto. E’ importante infatti riuscire a progettare bene il lavoro da fare per poter controllare gli spessori dell’alluminio per non rischiare rotture o, all’opposto, tubazioni troppo pesanti. La soluzione hydroforming ha più valenza estetica che tecnica e i tubi ottenuti mediamente sono leggermente più pesanti di un normale trafilato.
L’hydroforming però ha permesso di ottenere forme altrimenti possibili solo alla fibra di carbonio. Interessante l’arrivo di alcuni manubri wing ottenuti con questa tecnologia.
Forgiatura
Consiste nel pre riscaldare una barra d’alluminio e poi sottometterla alla formatura mediante un’altissima pressione applicata da due semi stampi. Durante questo procedimento i cristalli di materiale si allineano secondo le linee di sollecitazione e, proprio grazie alla pressione elevatissima vengono eliminate tutte le impurità e le pericolosissime bolle d’aria. Terminata la lavorazione i pezzi forgiati vengono solitamente rifiniti con una procedura di anodizzazione. La resistenza offerta dai pezzi forgiati e notevole ma questa lavorazione è piuttosto costosa a causa della necessità di realizzare uno stampo per ogni serie di pezzi. Sotto un certo quantitativo di produzione questa lavorazione non è conveniente.
Forgiatura 3D
Il lavoro è analogo al processo di forgiatura spiegato sopra ma la lavorazione permette di intervenire contemporaneamente su più piani di lavoro ottenendo pezzi leggeri, con le caratteristiche dei forgiati ma dalla lavorazione più rapida e, in definitiva, più conveniente dal punto di viste economico.
Questa tecnologia viene utilizzata per la realizzazione di pedivelle cave e di attacchi manubrio.
Pressofusione
È un procedimento utilizzato per la realizzazione di prodotti economici. I pezzi così realizzati devono essere progettati con dimensioni maggiori rispetto a quelli forgiati per via della minore resistenza meccanica che si riesce ad ottenere. Con la pressofusione i cristalli metallici non si allineano ma rimangono in disposizione casuale con seguente minore qualità meccanica del pezzo finito. Anche esteticamente il risultato è minore rispetto alla forgiatura e come la resistenza agli agenti atmosferici. I pezzi così realizzati vengono finiti con la verniciatura.
Saldatura
Sono due i tipi di saldatura utilizzati nelle biciclette, la saldatura a tig e la saldobrasatura.
Qui ne sono descritte le caratteristiche principali semplificando molto le lavorazioni che, al contrario, prevedono fasi importanti nella preparazione dei tubi e delle superfici da saldare oltre che nell’effettuazione stessa del lavoro.
Tig (Tungsten Inert Gas)
Parlando di biciclette è indispensabile per le leghe di alluminio ma utilizzata sempre più spesso anche per l’acciaio perché permette di unire due tubi direttamente senza l’ausilio di congiunzioni che aumenterebbero il peso finale. Le due parti vengono unite mediante un riporto di materiale. Questo tipo di saldatura è ad arco elettrico, viene cioè a crearsi una differenza di potenziale elettrico tra l’elettrodo e le parti da saldare e l’arco elettrico che viene a crearsi provoca una temperatura molto elevata che fonde l’elettrodo che va ad unire le due sezioni. È importante utilizzare un elettrodo in materiale che fonda ad una temperatura inferiore rispetto a quella delle parti da saldare e, soprattutto, è importante che la saldatura avvenga con la massima velocità e precisione. L’elevata temperatura infatti fa perdere qualità meccaniche alle parti da saldare tanto che una volta terminata la saldatura va fatto un trattamento termico di stabilizzazione del materiale. Il nome di questo tipo di saldatura deriva dalla modalità di esecuzione che deve avvenire in atmosfera di gas inerte, che non modifichi la chimica dei materiali stessi aggiungendone impurità.
Saldobrasatura
Viene utilizzata per l’acciaio ponendo il tubo da saldare all’interno della congiunzione. Una volta messe in posizione le parti e scaldati i lembi avviene la saldatura vera e propria facendo colare il materiale di apporto che, una volta raffreddato provoca unisce perfettamente le parti. La saldobrasatura può essere eseguita a fiamma, in forno, con ultrasuoni oppure immergendo le parti da saldare in un bagno di materiale d’apporto fuso.
Il materiale d’apporto fonde ad una temperatura molto inferiore rispetto a quanto non accade nella saldatura a tig. Questo è un vantaggio per la tubazione che viene saldata poiché non viene sottoposta allo shock termico necessario per la lavorazione a tig.
Trattamenti termici
Vengono anche chjamati processi di invecchiamento artificiale. Sono eseguiti principalmente sull’alluminio per riportare la struttura cristallina del metallo alla situazione precedente la saldatura. Lo shock termico della saldatura a tig, infatti, provoca una vera tempesta nel reticolo cristallino del metallo causandone una perdità di qualità meccaniche.
Il trattamento termico avviene riscaldando il pezzo ad una temperatura molto elevata (fino a 500°) e poi raffreddandolo graduatamente. Questa procedura può avvenire diverse volte a seconda del tipo di trattamento termico da eseguire.
