Acciaio
La sua facile reperibilità in tutte
le forme e misure, la sua resistenza, la facilità
con cui si piega e il suo basso costo ne hanno
fatto storicamente uno dei materiali più
diffusi, ad esempio per la costruzione dei
telai anche se le maxisportive stanno prendendo
direzioni diverse fra di loro.
All’interno della categoria degli acciai è
possibile ritrovare materiali dalle caratteristiche
meccaniche anche molto diverse fra di loro:
- Acciai non legati da carpenteria con bassi
valori di resistenza (rottura a circa 420
N/mmq)
- Acciai legati ad elevate caratteristiche
meccaniche (rottura circa 1000 N/mmq)
- Superleghe con tensioni di rottura di 1600
N/mmq
Naturalmente la scelta del tipo di materiale
dipenderà, ovviamente, dall’impiego
e quindi dallo stato di sollecitazione a cui
è sottoposta la struttura.
Alluminio
E’ una lega leggera che si sta sempre più
diffondendo sui motocicli, il suo peso specifico
è circa un terzo di quello dell’acciaio
e tale caratteristica lo rende particolarmente
utile al contenimento della massa complessiva
dei motocicli. A suo sfavore, rispetto all’acciaio,
ci sono costi più elevati quanto a
materia prima e procedimenti di lavorazione
(in particolare la saldatura) molto più
complessi. Altro pregio dell’alluminio è
il fatto che si presta bene a essere trasformato
con diverse tecnologie:
- fusione e pressofusione
- estrusione
- laminazione
- forgiatura
Quando ciò che si ricerca è
l’elevato rapporto RIGIDEZZA/PESO le strutture
in alluminio diventano molto valide.
Magnesio
E’ un materiale molto leggero che teoricamente,
in un prossimo futuro, potrebbe diventare
il naturale sostituto dell’alluminio, oggi
non è utilizzato per larga produzione
dato che presenta alcuni limiti: scarsa
resistenza all’ossidazione, qualora non
si prevedano complicati e costosi trattamenti
superficiali.
Decadimento delle caratteristiche meccaniche
al crescere della temperatura, in alcuni
tipi di competizione è addirittura
vietato l’uso dei carter motore in magnesio,
dato il punto di rammollimento molto basso
e la sua facile infiammabilità, altro
discorso è per i coperchi e parti
non a contatto con il calore.
- elevato costo della materia prima
- difficile saldabilità
In alcuni settori specialistici, comunque,
il magnesio, date le sue qualità
è la lega privilegiata. Nelle competizioni
in pista, per le quali una prospettiva di
vita limitata non costituisce un problema,
tutti i cerchi ruota sono realizzati in
fusioni o forgiati di magnesio e quando
permesso dai regolamenti, anche i carter
motore vengono prodotti con leghe di magnesio
che ne alzano il punto di fusione
Titanio
E’ un materiale caratterizzato da costi
molto elevati e fino a poco tempo fa di
difficile approvvigionamento poiché
la maggior parte della produzione mondiale
proviene dagli stati ex-URSS. Il titanio
è un elemento metallico che è
ben conosciuto per la sua resistenza alla
corrosione (quasi quanto il platino) e per
il suo alto rapporto resistenza/peso. E'
leggero, duro, con una bassa densità
(il 40% di quella dell'acciaio). Quando
allo stato puro è abbastanza duttile,
facilmente lavorabile, lucido, di colore
bianco metallico. Il punto di fusione relativamente
alto di questo elemento lo rende utile come
metallo refrattario. Il titanio è
resistente come l'acciaio ma il 45% più
leggero, pesa il 60% in più dell'alluminio
ma con una resistenza doppia. Queste proprietà
rendono il titanio molto resistente alle
forme usuali di fatica dei metalli.
Grazie all’eccellente resistenza all’acqua
di mare, viene usato per fabbricare parti
dei propulsori marini e perché inerte
e di colorazione attraente lo rende popolare
per l’uso nei piercing.
Compositi
Provengono dalla tecnologia aeronautica
e militare dove trovano largo impiego già
da tempo e cominciano ad essere introdotti
anche nel campo motociclistico. Questi materiali
sono detti ANISOTROPI ovvero, presentano
comportamenti differenti a seconda della
direzione lungo la quale sono sollecitati.
Si tratta di un settore vasto nel quale
la ricerca porta ogni giorno a nuovi sviluppi.
La progettazione di un particolare in materiale
composito risulta comunque molto complessa
poiché molteplici sono i parametri
da controllare:
- tipo di materiale
- orientamento delle fibre
- laminazione
Gli impieghi si possono ulteriormente suddividere
in:
- applicazioni strutturali
- applicazioni di carrozzeria
Anche se le applicazioni in campo motociclistico
hanno vita piuttosto recente, per cui soltanto
ora si può cominciare a trarre delle
corrette valutazioni, le strutture in materiale
composito si stanno dimostrando estremamente
affidabili, specialmente per quanto riguarda
il comportamento a fatica: pare che la struttura
ANISOTROPA del materiale lo renda più
“insensibile” all’applicazione di cicli
di sollecitazione.
Conclusioni
Velocemente e senza dati possiamo considerare
che:
L'acciaio è il più resistente
alla rottura, il più elastico ma
anche il più pesante.
L'alluminio è circa un terzo in tutto
dell'acciaio
Il magnesio è circa un quarto in
tutto dell'acciaio
Il titanio pone già delle nette differenze
resistente a rottura ed elasticità
quasi quanto l'acciaio ma pesa la metà.
per i compositi ci sono notevoli differenze
soprattutto se si considera il carbonio
ad alto modulo, quello dei telai F1 per
intenderci, più resistente dell'acciaio
in tutto e pesa 5 volte meno...
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