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...
