Telaio della moto: acciaio o alluminio?

Per quasi un secolo, i telai e i forcelloni delle moto sono stati in tubi di acciaio; poi, nel corso degli Anni 80, i giapponesi hanno introdotto, prima in corsa e poi nella produzione di serie, l’alluminio in tutte le sue forme: doppi travi, estrusi, scatolati, addirittura monoscocca. Nel decennio successivo, l’alluminio è sbarcato anche fuoristrada e sembrava destinato a diventare la regola.

Ma se alcuni costruttori europei si sono allineati, come Bimota e molti costruttori di 125 sportive (Aprilia, Cagiva, Gilera) o anche off-road (TM), quelli con una tradizione più consolidata, come Ducati, BMW e KTM, sono rimasti fedeli al classico acciaio, sperimentando però strade alternative: il traliccio a Borgo Panigale, strutture ridotte a Monaco, spessori ridotti al minimo a Mattighofen).

Cos'è e a cosa serve il telaio della moto

Vista la enorme variabilità di forme e soluzioni sviluppata in questi ultimi decenni, vale la pena definire prima di tutto che cos’è il telaio della moto: è l’elemento che collega in un tutto unico la forcella, il forcellone e l’ammortizzatore o gli ammortizzatori, garantendo un ancoraggio sicuro e stabile alle sospensioni e mantenendo in posizione tutti gli altri elementi che costituiscono una moto (motore, luci, radiatori, carene, eccetera).

Ma il telaio non ha solo funzioni di collegamento. Una funzione che nel tempo è diventata sempre più importante – oggi fondamentale – è quella soddisfare, grazie alla geometria con cui è stato progettato, i requisiti necessari per assicurare una guida intuitiva e gestire prestazioni sempre più elevate. Come? Con un’adeguata distribuzione dei pesi, delle rigidezze, una lunghezza dell’interasse e una inclinazione del cannotto ben definiti.

Non esiste infatti una geometria di telaio "ideale". La scelta dipende dallo scopo del veicolo, che può privilegiare funzionalità, estetica, peso o rigidità, ma anche in una certa misura dalla tradizione progettuale della Casa e dalla “personalità” che si vuole dare al veicolo (più agile, più stabile, eccetera). La varietà di modelli e soluzioni costruttive è uno degli aspetti che rende le moto così interessanti, e il telaio, spesso visibile, contribuisce significativamente all'estetica generale. Esaminiamo le proprietà dei due materiali principali utilizzati per la costruzione dei telai: l'acciaio e l'alluminio.

IL TELAIO IN ACCIAIO

L'acciaio è stato storicamente il primo materiale utilizzato per la fabbricazione dei telai di motociclette, grazie alla possibilità di essere formato in tubi di varie forme e dimensioni, alla sua grande resistenza, alla facilità con cui può essere piegato e saldato e, non da ultimo, al suo basso costo. Inoltre ha un’ottima capacità di assorbire le vibrazioni e anche una buona riparabilità per danni di lieve entità. Ancora oggi, questi vantaggi lo rendono il materiale da costruzione più utilizzato per i telai.

L'acciaio viene utilizzato per fabbricare tubi tondi e quadrati, che, se adeguatamente progettati, risultano facili da piegare (i tondi) o da preparare per l'accoppiamento e la saldatura (i quadri), offrendo anche un elevato momento d'inerzia. Viene anche impiegato sotto forma di lamiera stampata, unita per creare tubi a sezione scatolata che offrono vantaggi in termini di aspetto estetico e elevata rigidità.

All'interno della famiglia degli acciai, esistono materiali con proprietà meccaniche molto varie. Si possono scegliere acciai strutturali non legati con bassi valori di sollecitazione, leghe di acciaio con buone proprietà meccaniche o superleghe con valori di resistenza a rottura elevatissimi. La scelta del materiale dipende ovviamente dall'uso, che determina i tipi di sollecitazioni a cui sarà sottoposta la struttura.

Molti telai in acciaio sono realizzati con tubi piegati. Il tipo più diffuso è il telaio “a culla", costituito da un tubo centrale che parte dal cannotto di sterzo, passa sopra il motore, si biforca intorno all'area del perno del forcellone e si ricongiunge con la culla, avvolgendo la parte inferiore del motore e ricollegandosi infine al cannotto di sterzo. Esistono diverse varianti, come telai a doppia culla, e questi layout sono semplici da fabbricare, pratici e robusti, e utilizzati nella maggior parte della produzione motociclistica. La loro diffusione è tornata ad aumentare per effetto del successo delle Case cinesi, che lo utilizzano largamente; in ambito off-road resta caratteristico delle moto europee (KTM, Husqvarna, GASGAS, Beta, Sherco…) con l’eccezione di TM e ora Ducati che usano alluminio.

IL TELAIO IN ALLUMINIO

L'alluminio è una lega leggera che, col tempo, è diventata sempre più popolare per i telai di moto grazie alle sue proprietà meccaniche. Il suo peso specifico è circa un terzo quello del ferro, rendendolo particolarmente utile per ridurre il peso complessivo della motocicletta. Anche la sua resistenza è più bassa, ma non così tanto da vanificare il vantaggio di peso. Inoltre è facilmente fondibile, lavorabile alle macchine utensili e naturalmente resistente alla corrosione.

I suoi svantaggi, rispetto all'acciaio, includono costi più elevati della materia prima e tecniche di saldatura molto più sofisticate: la procedura deve avvenire in un'atmosfera controllata di gas inerte (TIG o MIG).

L'alluminio può essere trasformato attraverso vari processi tecnologici in diverse forme:

• Fusi e pressofusi: Con forme complesse e pareti sottili, grazie alle buone proprietà di fusione del metallo.
• Estrusi: Con spessori sottili e forme complesse, con la possibilità di ottenere nervature interne.
• Laminati: Successivamente pressati e uniti per formare strutture a sezione scatolata.
• Forgiati: Con eccellenti risultati sia estetici che meccanici.

L'utilizzo della migliore tecnologia per ogni parte, a seconda del tipo di sollecitazione e delle esigenze, consente di assemblare lo stesso materiale in varie strutture per una eccellente costruzione del telaio. Non è raro veder coesistere in uno stesso telaio estrusi e scatolati di diversa foggia, spessore e a volte anche lega.

Il costo più elevato dell'alluminio è compensato dai vantaggi in termini di peso e/o rigidità. Ad esempio, una lamiera laterale di un telaio sportivo in alluminio spessa 2,5 mm, piegata e saldata, avrebbe lo stesso peso di una lamiera d'acciaio a sezione scatolata spessa solo 0,86 mm. Quest'ultima sarebbe però instabile, mentre la struttura in alluminio da 2,5 mm è molto più stabile. L'uso di leghe di alluminio è sempre più diffuso grazie alle recenti tecniche di saldatura robotizzate, più veloci e affidabili, quando sono necessari elevati rapporti rigidità/peso.

Per quanto sia difficile isolare i fattori che concorrono al feeling di guida su una moto, le moto con telaio in alluminio tendono ad essere più rigide rispetto a quelle con telaio in acciaio, e questo è un altro fattore che può influenzare la scelta dei tecnici.

CONCLUSIONI

Acciaio e alluminio offrono vantaggi diversi nella costruzione dei telai delle motociclette. L'acciaio si distingue per la sua economicità e versatilità nella lavorazione, rendendolo ideale per una vasta gamma di applicazioni. L'alluminio, d'altra parte, consente una maggiore varietà di forme ed è privilegiato nelle applicazioni ad alte prestazioni dove la riduzione del peso e l'elevata rigidità sono fondamentali, come nelle moto sportive o da corsa.
 

La convivenza dei due materiali anche nell’ambito delle corse (ricordiamo il telaio in acciaio con cui KTM ha corso e vinto in MotoGP e il sostanziale equilibrio tra telai in alluminio e in acciaio in tutti gli ambiti dell’off-road racing) dimostra come ormai la scelta sia diventata un problema non tecnico, ma tecnologico. Il miglioramento delle conoscenze sulla dinamica della moto e dei processi di lavorazione consente ormai di scegliere indifferentemente l’una o l’altra soluzione: è possibile realizzare quasi qualunque valore di peso e rigidezza con entrambi i materiali, e il vincolo diventa l’estetica, l’occupazione di spazio, la disponibilità di fornitori e la tradizione del costruttore. Ducati, che ha per esempio una grande tradizione nei tralicci in acciaio, per la sua Desmo 450MX da cross ha scelto l’alluminio: non però estruso come la gran parte delle Case giapponesi, bensì una fusione, tecnologia che nel cross non si era praticamente mai vista e che ha consentito di semplificare le lavorazioni e ridurre il peso.

La scelta tra acciaio e alluminio riflette insomma un compromesso tra prestazioni, costi, facilità di produzione e l'uso previsto della motocicletta, dimostrando come l'ingegneria motociclistica continui a evolversi per ottimizzare ogni aspetto del veicolo. In qualche caso (MV Agusta, Bimota, Moto Morini) si è addirittura scelto di unire entrambi, alla ricerca di soluzioni originali e inedite.