La tecnologia "Spiral Taping" di 4a generazione che utilizziamo per primi in Europa deriva dal "Filament Winding", sviluppato in Germania da qualche anno ed ha cambiato totalmente il modo di produrre compositi in strutture tubolari come i cerchi di una bicicletta.
Lo "Spiral Taping" è stato sviluppata per il settore Aerospace; è usata ad esempio per produrre parti di aerei da guerra come il Lockheed Martin F22 Raptor (air intake del motore) o le pale turbofan dei motori General Electric GEnX o ancora la carlinga in carbonio del nuovo Boeing 787 DreamLiner (vedi foto).
Diversamente dalla laminazione classica dei cerchi in composito, la tecnica "Spiral Taping" viene eseguita da un Cobot (Collaborative Robot), programmato per avvolgere (sotto tensione costante e controllata) le fibre di carbonio con orientamento definito dagli sforzi predetti a FEA in fase di progettazione.
Differenze tra Spiral Taping, Filament Winding, e laminazione tradizionale
Nella "Spiral Taping" le fibre di carbonio sono perfettamente stese e non hanno il tipico "crimp" assunto dalla fibra durante il processo di trecciatura usato nel "Filament Winding". Questo conferisce al composito caratteristiche meccaniche elevatissime e un rapporto peso/resistenza più elevato di qualsiasi altro metodo di laminazione. Al contrario del "Filament Winding" classico, l'assenza del "crimp" delle fibre di carbonio nello "spiral taping" le fa lavorare omogeneamente nelle zone di stress insieme alla matrice resinosa.
Questa tecnologia apporta parecchi vantaggi rispetto a qualsiasi tecnica tradizionale (pur avanzatissima) e anche rispetto al filament winding, perchè supera limiti invalicabili di entrambe le tecnologie:
- Assenza di qualsiasi interruzione delle fibre lungo la circonferenza cerchio. Con la tecnica tradizionale si depositano manualmente nello stampo fasce di carbonio UD con inclinazione alternata, per formare le pareti e il canale del cerchio. Ogni strato deve per forza avere un’interruzione per far posto allo strato successivo con inclinazione opposta delle fibre. Nello "Spiral Taping" c’è solo un inizio e una fine avvolgimento delle fibre UD in tutto il cerchio, non ci sono quindi giunzioni nette ne’ interne al composito ne’ in superficie, sempre presenti ed inevitabili in qualsiasi cerchio laminato tradizionalmente (vedi foto).
- Con lo "Spiral Taping" si elimina qualsiasi giunzione nel tallone del cerchio, inevitabile con qualsiasi tecnica tradizionale. Gli strati di carbonio che compongono le pareti del cerchio e quelle del canale del cerchio cioè si interrompano nella zona del tallone. Questo in un cerchio MTB rende il punto più debole del composito esposto a rotture. Con la tecnologia "Spiral Taping" le fibre di carbonio che compongono il cerchio sono continue su tutti i 360 gradi del perimetro di sezione, aumentando notevolmente la resistenza del composito in questa zona.
- Nello "Spiral taping" le fibre continue UD pre-preg che entrano nel composito vengono tenute sotto tensione, quindi perfettamente stese. Questo è impossibile da ottenere nelle tecniche tradizionali a laminazione manuale. Non solo si ottiene una costanza altissima di comportamento, ma aumenta la resistenza a parità di spessore, perchè tutte le fibre vengono inglobate nella matrice resinosa alla stessa tensione e quindi lavoreranno all’unisono sotto stress.
- La laminazione classica viene sostituita da una macchina programmata con molti controlli di processo. Lo "Spiral taping"assicura una ripetibilità altissima e precisa per ogni cerchio prodotto, riducendo gli scarti e garantendo una qualità eccezionale. Alla fine passa attraverso una macchina a raggi X per l'ispezione. La nostra serie di cerchi Athmos™ utilizza un modello a tre incroci sul foro del nipplo per resistenza e rigidità.
- Assenza di intervento umano nella laminazione del composito, massima ripetibilità. L’intervento umano è limitato all’inserimento del cerchio appena formato nello stampo per le successive fasi di cura della resina, unica fase rimasta uguale alla laminazione tradizionale.
- Tutti i numeri del composito (resistenza tallone, flessibilità laterale, rottura pareti, strappo nipplo) sono nettamente superiori alla tecnica tradizionale di laminazione.
Svantaggi tecnologia "Spiral Taping":
- Notevoli costi di investimento in hardware (Robot System), software e know how specifico, fatti fissi quelli standard.
Sicuramente ci sarà una estensione di questa tecnologia nel settore ciclo; Il Team di RaceFactory™ è felice di essere tra i primissimi a introdurre quella che tra qualche anno diventerà la tecnologia standard per produrre cerchi in composito.
Innovation, not Imitation™