C4-TECNICA

I compositi di fibra di carbonio e resina epossidica stampati a caldo ed in pressione realizzano il miglior materiale da costruzione che l’uomo conosca.

La specializzazione di C4 è di usare questi materiali per realizzare strutture complesse, senza giunzioni, quali telai e forcelle per bicicletta.

Dalla sua nascita,1986, C4 ha messo a punto un particolare sistema di stampaggio dei compositi, denominato NJC (No Joint Construction), che consente di stampare manufatti cavi in carbonio ad alte prestazioni.

Il sistema NJC controlla la pressione la temperatura e la quantità di resina durante la stampata del manufatto, sistema che C4 perfeziona dal 1986, controllando tutto il processo produttivo che avviene integralmente, dal 1993, nella sede di Airuno.

Anche le attrezzature necessarie alla lavorazione sono progettate e realizzate da C4, questo consente una continua evoluzione del prodotto ed il miglior controllo qualitativo.

Dal 1989 tutte le parti metalliche inserite nei telai e forcelle, necessarie al montaggio della bicicletta, sono incollate direttamente in stampata rendendo questo tipo di giunzione assolutamente indistruttibile.

La combinazione dell’orientamento delle fibre nei telai e forcelle da bicicletta rende queste strutture particolarmente rigide ed elastiche, a bassa dispersione di energia .

Forse non tutti sanno che la bicicletta da corsa è il mezzo meccanico che, spinto dalla sola forza umana, produce la velocità più alta.

Necessariamente, biciclette diverse hanno diversi rendimenti, con conseguenti diverse velocità. Tecnologie, materiali, misure e qualità di costruzione influiscono sul rendimento della bicicletta. Il ciclista applica la propria energia tramite la trazione sul manubrio, l’appoggio sulla sella e la spinta sui pedali. La “macchina” bicicletta trasforma questa energia in movimento di rotazione della ruota posteriore che, grazie all’attrito della gomma con il terreno, consente il movimento e di conseguenza, la velocità.

Dai testi di fisica sappiamo che l’attrito è sempre inferiore ad uno, ciò significa che la gomma posteriore sta sempre slittando, un poco, però slitta.

Dato che l’applicazione dell’ energia da parte del ciclista non è costante, ma la forza applicata ha dei punti di massimo e di minimo per effetto dovuto al meccanismo delle pedivelle, durante la pedalata si hanno variazioni continue di sollecitazioni tra un massimo ed un minimo alla gomma posteriore.

Con la potenza al valore massimo, si avrà il massimo dello slittamento della ruota posteriore, corrispondente ad un minimo di rendimento. Ovvero noi facciamo fatica, le gambe girano veloci ma la bicicletta di strada ne fa poca.

Se a questo punto stiamo pedalando su una C4, il nostro telaio avrà automaticamente posto rimedio al problema grazie alla sua straordinaria elasticità. Esso è costruito per lavorare come una grossa molla rigida, si deforma elasticamente nei momenti di massima applicazione di energia riducendo la forza ( coppia ) applicata alla gomma posteriore, diminuendo lo slittamento sul terreno e aumentando il rendimento della bici.  

L’ accumulo di energia fatto dal telaio durante la fase di massima spinta, viene resa dallo stesso nelle fasi di minima spinta, incrementandola in una fase della pedalata in cui la gomma posteriore è poco sollecitata e può trasmettere a terra più coppia motrice senza incrementare in modo significativo lo slittamento.

Il composito di carbonio e resina epossidica prodotto da C4 possiede un ciclo di isteresi molto stretto.( L’isteresi di un materiale è la quantità di energia che lo stesso assorbe per deformarsi senza poi più riuscire a renderla ).

Il nostro valore di isteresi è prossimo allo zero, e questo vuol dire due cose: la prima è che l’ energia assorbita dai nostri telai durante le sollecitazioni è praticamente resa tutta nelle fasi “morte” della pedalata; la seconda dà la garanzia di un’ eccezionale resistenza alla fatica del materiale, caratteristica che il composito possiede da sempre.

Pedalare su un telaio monoscocca in carbonio, stampato in un sol pezzo senza giunzioni, progettato e costruito perché funzioni come una grossa molla, non solo garantisce un altissimo rendimento grazie alla migliore motricità della ruota posteriore, ma assicura anche un confort senza pari.

Il carbonio rigidissimo e spacca schiena è dovuto a telai costruiti con errati concetti progettuali. Una giunzione incollata ha buona resistenza alla fatica solo se la giunzione è estremamente rigida, con ridottissimi movimenti elastici tra gli elementi collegati, viceversa le cricche sono quasi garantite, per evitarle il prezzo da pagare è il mal di schiena.

Una molla non è mai giuntata, incollata o saldata, è sempre in pezzo unico. Non tutto il nostro telaio è fatto in composito: per forcellini posteriori e puntalini anteriori usiamo leghe di alluminio di altissima qualità (avional 2024).

Come tutti sanno, le leghe leggere sono materiali fondamentalmente plastici di ridotto campo elastico, con ciclo di isteresi molto ampio, e grazie alle piccolissime dimensioni dei particolari realizzati con questi materiali, essi non riescono a rovinare l’ elasticità dei nostri telai. Il carbonio pur costando (anni ’90) 20 volte di più delle leghe di alluminio che noi acquistavamo, male si presta ad essere forato, filettato e stretto meccanicamente da bulloni. Perciò gli inserti in metallo sono necessari per il montaggio della bicicletta. Senza di essi e senza vernice il nostro telaio CLASS peserebbe circa 700 gr. Non male vero? Ma, vi domandate, è rigido? E’ rigido il massimo che le ruote e le gomme attuali sopportano per trasmettere al meglio la potenza a terra (sempre concetti espressi negli anni ’90)

Il concetto ” più rigido è, meglio è “, è un errore tecnico enorme.  

Il telaio rigido oltre la resistenza delle ruote le farà slittare tantissimo con un rendimento bassissimo della bicicletta. Lo scopo di un buon telaio è quello di far andare forte la bicicletta, non di essere il più rigido sul banco prova. La rigidità dei nostri telai non teme confronti con la migliore concorrenza.

Dal punto di vista della cinematica, la bicicletta è un oggetto abbastanza semplice, due ruote, una motrice, l’ altra direzionale, senza sospensioni. Non vi sono quindi variazioni di assetto durante il moto. Per ottenere la massima scorrevolezza in curva, la geometria di sterzo deve essere neutra, ne sovrasterzante, ne sottosterzante. Questo per evitare che nella ridotta area di contatto a terra della gomma anteriore ( una piccola ellissoide ) agisca una componente laterale di forza che crea un attrito indesiderato, rendendo la bicicletta poco scorrevole, riducendo nel contempo, in modo sensibile, la tenuta di strada in curva. Cadere in curva, magari in discesa, non è certo una bella esperienza. La pedalata, alternata e con posizione di applicazione della forza laterale rispetto all’ asse del veicolo, crea una componente di forza che spinge lateralmente la bici. Il piede destro, spingendo, sposta la bici verso sinistra, il sinistro la spinge a destra. Il ciclista, per procedere dritto in rettilineo, compensa questo spostamento con una opportuna piccola sterzata dal lato opposto, ottenuta inclinando leggermente la bicicletta ( per effetto della geometria di sterzo, alla sterzata corrisponde sempre una inclinazione della bici proporzionale alla velocità ) .

Se il telaio e la forcella realizzano una bici sottosterzante o sovrasterzante, noi viaggeremo sempre con un attrito supplementare, un piccolo freno sempre tirato, anche in rettilineo. Per queste ragioni la prima cosa che disegniamo, progettando un nuovo telaio, è la geometria di sterzo assolutamente neutra, per le prestazioni, questo è importante quanto la costruzione monoscocca in un pezzo o la bontà della tecnologia di stampaggio.

La posizione del ciclista sulla bicicletta è data dalla rispettiva posizione reciproca di pedali, sella e manubrio. Fissate queste posizioni e data alla struttura resistenza ed elasticità opportune, ciò che sta nel mezzo è solo una personale interpretazione di ciò che Marco Bonfanti, progettista di tutti i telai prodotti da C4, chiama ” regola estetica tradizionale ” , che impone un reggisella svettante, un attacco manubrio di lunghezza proporzionata (?) alla dimensione del telaio, ed un “centraggio”  della posizione della sella rispetto al cannotto sella. Considerato che il ciclista ha posizioni d’ uso della bicicletta variabili (appoggio completo sulla sella, avanzato sulla sella, in piedi sui pedali) e le selle hanno forme tali che variano, giustamente, di oltre due centimetri il punto di seduta,tra modello e modello,per consentire a tutti l’ adattabilità corretta, se ne deduce che il telaio dalle misure perfette non esiste. A parte la rispondenza o meno alla “regola estetica tradizionale”, che di tecnico per influenzare le prestazioni ha poco,le misure dei telai sono una conseguenza delle posizioni relative di sella, manubrio e pedali, queste sono le nostre vere misure da rispettare. Pedalare non è un movimento naturale, è una abitudine che assumiamo per usare un oggetto artificiale, la bicicletta. Le misure del telaio non danno come conseguenza la bici su misura.

La scelta di un opportuno modello di sella e manubrio, un montaggio professionale,fatto regolando le loro posizioni reciproche, è l’ unica soluzione al problema della posizione in bici, cosa questa necessaria anche al momento del montaggio di un telaio su misura, a dimostrazione che ciò che risolve il problema è la regolazione di montaggio della bici, non le misure del telaio.

La catena è asimmetrica sulla bicicletta. La sua massima tensione supera i 1000 Kg. Per effetto di questi 1000 Kg., asimmetrici, il telaio si torce, disallineando la ruota posteriore; fine della scorrevolezza. Non si può fingere che 1000 Kg. di sforzo non esistano. Da sempre C4 progetta e costruisce i propri telai con spessori e direzione delle fibre asimmetrici, per compensare questa deformazione. Quanto e dove sono asimmetrici è un piccolo segreto di C4.

Vi consigliamo di non seguire la moda di usare un telaio più piccolo di ciò che a voi serve. Le vostre misure di sella, manubrio e pedali non sono cambiate,con un telaio più piccolo applicherete gli sforzi con leve (cannotto sella e attacco manubrio) più lunghe. La matematica non dà scampo. Pur avendo un telaio più rigido, perchè più piccolo, otterrete una bici meno rigida. Non si può credere che una piramide rovesciata, appoggiata sulla punta, sarebbe più stabile che appoggiata sulla base. Il telaio è la base della bici. Una base più larga aumenta il momento di inerzia della struttura della bicicletta, la funzione del telaio è di supportare le ruote, più il supporto è stabile (maggiore momento di inerzia della struttura) meno le ruote si disallineano durante la pedalata, a pari energia applicata otterremo più velocità. 

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