27g per una coppia: come OVERFAST ha progettato il perno passante in fibra di carbonio più leggero al mondo [Articolo del blog]
In passato sono esistiti perni passanti in fibra di carbonio, ma il motivo per cui nessuno è passato a questa soluzione non riguardava realmente il peso: riguardava la fiducia.
Ecco come OVERFAST ha trascorso due anni a risolvere ogni problema che ostacolava il progetto.
Perché i perni passanti sono stati gli ultimi a cedere
La fibra di carbonio è onnipresente nelle biciclette ad alte prestazioni al giorno d’oggi. Su qualsiasi bici da strada, gravel o mountain bike di livello, troverai fibra di carbonio ovunque. Attacchi manubrio, manubri, reggisella, binari della sella: il settore ha puntato tutto su questo materiale.
Quindi, perché i perni passanti sono rimasti in gran parte realizzati in alluminio, acciaio o titanio?
Perché il carbonio, come materiale per i perni passanti, presenta diverse problematiche nell’uso reale, tra cui:
1) L’albero in carbonio potrebbe torcersi sotto coppia?
2) Una filettatura metallica incollata potrebbe alla fine corrodersi e cedere?
3) La testa potrebbe creparsi sotto una forza di serraggio ripetuta?
4) È abbastanza durevole, resistente e sicuro?
Sono domande legittime e, per un componente che mantiene le ruote in posizione mentre si scende a tutta velocità lungo una catena montuosa, “dovrebbe andare bene” non è abbastanza.
OVERFAST è un’azienda di ingegneria che prende sul serio il ciclismo. Dopo due anni di sviluppo, test di laboratorio e utilizzo da parte di atleti in condizioni reali, ha realizzato un perno passante in carbonio che affronta nello specifico ciascuna di queste preoccupazioni, brevettando le soluzioni per sostenerle.
Il vantaggio del peso: numeri reali
Una coppia standard di perni passanti in alluminio pesa in genere circa 110g. I perni in carbonio di OVERFAST pesano circa 27g la coppia (maggio 2026), con un risparmio di circa 83g!
Per contestualizzare:
La coppia OVERFAST pesa meno di un singolo sgancio rapido leggero progettato per biciclette con freni a pattino. È un dato straordinario per un componente che deve gestire coppia, carichi di serraggio e vibrazioni.
La progettazione: quattro problemi, quattro soluzioni
Vediamo nel dettaglio come OVERFAST ha affrontato le preoccupazioni dei ciclisti riguardo a un perno passante in carbonio >>
1. Il problema della torsione. Soluzione: design anti-torsione a doppia scanalatura
La torsione è la principale sfida strutturale per un perno passante in carbonio. Quando si serra un perno passante, si applica una notevole forza rotazionale; se l’estremità filettata in metallo ruota rispetto all’albero in carbonio, significa che l’unione ha ceduto e non può essere serrata alla coppia specificata.
OVERFAST crea due scanalature concave sugli assi in carbonio. Il terminale in metallo presenta nervature sporgenti corrispondenti che si inseriscono in queste scanalature. Questo incastro meccanico fa sì che la forza rotazionale venga trasferita attraverso la geometria, non solo tramite l’adesivo. Sotto carico, le due parti non possono fisicamente ruotare l’una rispetto all’altra.
2. Il problema del cedimento dell'adesivo. Soluzione: incollaggio fisico MagicLock
Affidarsi esclusivamente all'adesivo per unire carbonio e metallo comporta un rischio noto a lungo termine. La corrosione galvanica tra fibra di carbonio e alluminio può degradare nel tempo le giunzioni adesive e, nel peggiore dei casi, l'inserto filettato può semplicemente fuoriuscire. Questa è la modalità di cedimento che mette a disagio la maggior parte dei ciclisti, a ragione.
OVERFAST utilizza un inserto filettato in alluminio 7075 lavorato internamente per creare una struttura di bloccaggio meccanico. L'interno del fusto in carbonio utilizza un design ad espansione che si interblocca fisicamente con questa struttura. Il risultato: anche senza adesivo, l'unione metallo-carbonio è stata testata per resistere a una trazione di 500 kgf senza separarsi. Con l'aggiunta di adesivo come misura secondaria, questo valore sale a 1,000 kgf. I carichi reali sugli assi passanti sono una frazione di entrambi i valori.
3. Il problema della rottura della testa. Soluzione: tappo in carbonio stampato in un unico pezzo
Quando gli assi passanti in alluminio vengono ottimizzati per il peso, il tappo (la testa flangiata che poggia contro la superficie della forcella o del forcellino) deve essere realizzato con uno spessore molto ridotto. I tappi sottili in alluminio sono soggetti a fatica del metallo. Nel corso di migliaia di cicli di serraggio si sviluppano piccole crepe, che alla fine portano alla frattura. Ecco perché talvolta la testa di un asse leggero economico si crepa o si deforma.
Il tappo dell'asse OVERFAST è stampato in un unico pezzo insieme al fusto in carbonio. Non c'è alcun tappo separato incollato o pressato.
Le proprietà del materiale della fibra di carbonio fanno inoltre sì che non sia soggetta a fatica del metallo. Ciò significa che mantiene le proprie caratteristiche indefinitamente sotto cicli di carico ripetuti, senza accumulare danni.
Inoltre, l'interfaccia tra l'asse e il tappo è angolata e presenta un raggio curvo. In combinazione con una rondella angolata, questo design curvo aumenta l'area di contatto rispetto a una rondella piatta standard, consentendo di resistere a una forza d'impatto laterale maggiore.
4. Il problema degli utensili ad alta coppia. Soluzione: inserto esagonale in titanio integrato
I veicoli di assistenza neutrale in gara utilizzano regolarmente avvitatori elettrici ad alta coppia per sostituire rapidamente le ruote. Una bussola esagonale standard in carbonio rischierebbe di spanarsi se utilizzata con un avvitatore a impulsi impostato su valori di coppia elevati.
OVERFAST installa una guaina in titanio spessa 0.8mm all'interno della bussola esagonale. Questa guaina in titanio è realizzata mediante elettroerosione a filo (WEDM), comunemente nota come "taglio a filo". Questo processo viene utilizzato specificamente per ottenere forme complesse e di alta precisione su metalli duri e conduttivi come il titanio, senza stress meccanico né deformazioni.
Il titanio offre la durezza e la tenacità necessarie per resistere all'uso con una chiave a impulsi, aggiungendo al contempo un peso minimo, molto inferiore rispetto a un inserto in acciaio. La bussola esagonale è pronta per le gare direttamente dalla confezione.
Bonus (speriamo non si arrivi mai a questo punto): apposita sede per utensile
Nello scenario peggiore, se l'asse si rompe all'interno del telaio, queste fessure consentono di rimuovere la parte filettata in alluminio.
È davvero sicuro? I test alla base del prodotto
Prima del lancio, ogni asse passante OVERFAST ha dovuto superare una serie completa di test distruttivi e non distruttivi. Questi includono standard internazionali riconosciuti.
- Test di fatica dell'asse passante con wheelset (standard EN)
- Test d'impatto con wheelset (standard UCI)
- Test di coppia massima - superato a 45 Nm
- Resistenza massima alla trazione - 1,250 kgf prima della rottura
- Ispezione interna a raggi X di ogni lotto di produzione
- Test d'impatto e di fatica del tappo in carbonio - impatto di 20J, coppia di 12 Nm, 500 cicli di torsione continui
- Oltre due anni di test nel mondo reale con atleti agonisti
Test di trazione
Test di coppia oltre 45Nm. Le raccomandazioni tipiche per la coppia sono 10-12 Nm.
Ispezione a raggi X di ogni lotto. Nota l'interfaccia a doppia scanalatura.
In sintesi
Overfast ha progettato correttamente gli assi passanti in carbonio: la geometria antirotazione, l'inserto fissato meccanicamente (oltre all'adesivo, per maggiore sicurezza), il tappo monoblocco resistente alla fatica e l'anima esagonale in titanio. Ognuno di questi elementi risponde direttamente a una reale modalità di cedimento.
Con un peso di circa 27 grammi per la coppia anteriore e posteriore, questi sono tra gli assi passanti più leggeri oggi disponibili. Gli eccellenti risultati dei test rendono inoltre il risparmio di peso un aspetto da prendere sul serio.
Compatibilità: supportati oltre 20 marchi di telai
Gli assi passanti OVERFAST sono disponibili in diverse lunghezze e specifiche di filettatura per adattarsi ai più diffusi telai da strada e gravel con freni a disco presenti sul mercato.
Tra i marchi compatibili confermati figurano Pinarello, Bianchi, Giant, Colnago, Merida, Specialized, Trek, Cannondale, Factor, Cervelo, BMC e Scott, tra gli altri.
Se il tuo telaio non è incluso nell'elenco standard, OVERFAST può produrre assi passanti personalizzati in base alle tue misure. Dovrai conoscere la specifica della filettatura (passo M12 x 1.0, 1.5 o 1.75mm), la lunghezza effettiva e la lunghezza totale. Consulta la guida alle misurazioni qui sotto per ottenere i valori corretti prima dell'ordine.
Sono disponibili anche opzioni di colore personalizzate oltre al nero standard. È possibile ordinare bianco, rosa, viola, sfumatura arancio-rosso e sfumatura viola-verde, ma vengono realizzati su ordinazione e comportano tempi di consegna più lunghi.
Una nota su materiali e imballaggi
OVERFAST riconosce che la produzione della fibra di carbonio non è il processo manifatturiero più ecologico. Per questo, tutti gli imballaggi sono completamente riciclabili e realizzati in carta. L'azienda si è impegnata a procurarsi e riciclare i materiali in modo responsabile con la crescita della linea di prodotti.
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