Ruote forgiate: dal racing alle moto di serie

di Massimo Clarke

Le ruote forgiate uniscono leggerezza a robustezza e sono frutto di una tecnologia raffinata. Riguarda le competizioni e le migliori moto super sportive di serie

di Massimo Clarke

13 novembre 2015

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Via il peso dove serve
La tecnologia della forgiatura
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Per anni le moto stradali e da competizione sono state dotate invariabilmente di ruote a razze ottenute per fusione. Le uniche eccezioni erano costituite, come oggi, da modelli dotati di ruote a raggi per ragioni estetiche (custom, old style, alcune naked) o destinati a impiego almeno in parte fuoristradistico.

L’evoluzione, il cui obiettivo principale era ottenere una maggiore leggerezza, ha portato a realizzazioni di notevole pregio, con razze e mozzi cavi. Le ruote sono organi non sospesi e quindi una riduzione del loro peso è sempre vantaggiosa, ai fini del comportamento della moto e delle condizioni di lavoro delle sospensioni.

Questo però non è tutto perché le ruote girano, e ciò ha conseguenze importanti. Tanto per cominciare, accelerare parti rotanti non è come accelerare parti che non girano. Alla variazione della velocità lineare (diciamo della moto, e quindi degli assi sui quali sono montate le ruote) si va ad aggiungere infatti quella della velocità di rotazione. A dirci quanto un corpo resiste ai cambiamenti della velocità con la quale gira è il suo momento d’inerzia, legato non solo alla massa ma anche al raggio di rotazione (elevato al quadrato). Al suo diminuire, aumenta la rapidità con la quale la ruota è in grado di “prendere i giri”, a parità di potenza erogata dal motore. Entra qui in gioco anche la disposizione del materiale. A contare maggiormente, a parità di diametro della ruota, è infatti quella che si trova a maggiore distanza dall’asse, ovvero in corrispondenza del cerchio. Di due ruote aventi peso e dimensioni eguali, quella con un minore momento d’inerzia è avvantaggiata.

Occorre poi considerare gli effetti giroscopici, legati oltre che al momento di inerzia, anche alla velocità delle ruote. Particolarmente importanti in questo caso, sono le forze che si oppongono ai cambiamenti di inclinazione della moto. Pure in questo caso un minore momento di inerzia è vantaggioso; si traduce infatti in una maggiore agilità e in una migliore prontezza nei cambiamenti di direzione.

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Le ruote devono quindi abbinare robustezza a peso ridotto, con la minor quantità possibile di materiale nella parte più esterna, al fine di avere un momento di inerzia contenuto. Entrano qui in scena la loro struttura e la densità del materiale

Le ruote devono quindi abbinare robustezza a peso ridotto, con la minor quantità possibile di materiale nella parte più esterna, al fine di avere un momento di inerzia contenuto. Entrano qui in scena la loro struttura e la densità del materiale. Ormai da molti anni le ruote da competizione sono in lega di magnesio (densità 1,8 kg/dm3) e quelle di serie sono pressoché invariabilmente in lega di alluminio (2,7 kg/dm3). Il disegno della ruota e il dimensionamento delle parti che la costituiscono (mozzo, razze e cerchio) sono fortemente legati alle proprietà meccaniche del materiale impiegato: più sono elevate, infatti, minori possono essere le sezioni, e quindi anche il peso. Assumono pertanto notevole rilevanza il tipo di lega impiegato e il trattamento termico al quale essa può venire sottoposta. Ancora più importante è però il passaggio a un procedimento produttivo che consente di impartire al materiale caratteristiche superiori, rispetto a quelle che si possono ottenere realizzando i pezzi per fusione. Si tratta della forgiatura, nella quale il metallo viene deformato in uno stampo, con l’ausilio di una pressa, dopo averlo portato ad alta temperatura in modo da renderlo adeguatamente plastico. In questo modo si ottiene un pezzo grezzo costituito da materiale privo di porosità e dotato di una grana cristallina fine e omogenea. Inoltre, le fibre possono essere orientate in maniera vantaggiosa.

La tecnologia della forgiatura

Da oltre quindici anni le ruote Marchesini vengono prodotte, sia per le moto da competizione che per i modelli stradali di altissime prestazioni, utilizzando esclusivamente la forgiatura. Disponibili in svariate misure e con differenti disegni, sono realizzate tanto in lega di alluminio quanto in lega di magnesio, con queste ultime che da tempo dominano la scena sulle moto da Gran Premio e sulle superbike.

Per la progettazione si fa ricorso alle più moderne tecniche di simulazione e di calcolo al computer, utilizzando i dati forniti dai costruttori di pneumatici e di moto e quelli rilevati con sofisticati sistemi che prevedono il ricorso a tecniche estensimetriche e il rilevamento della coppia trasmessa, con ruote appositamente strumentate. Numerose informazioni ottenute con queste tecnologie vengono poi fornite ai tecnici delle case motociclistiche e dei team, con i quali c’è una intensa collaborazione.

Di grande interesse appare la recente realizzazione di ruote da competizione dotate all’interno del mozzo di un sensore che conta i giri che esse effettuano; in questo modo i tecnici della Marchesini sono in grado di sapere con precisione quando si sta avvicinando il termine della loro vita utile.

Le ruote grezze vengono ottenute con un innovativo processo di forgiatura multidirezionale, che si effettua a caldo utilizzando stampi in più parti

Il processo di fabbricazione inizia con la realizzazione delle ruote grezze, che viene effettuata facendo ricorso a un procedimento particolarmente evoluto, denominato multiforging e costituito da una forgiatura pluridirezionale, con impiego di più presse, che agiscono simultaneamente su di uno stampo in diverse parti. Dopo il trattamento termico si passa alle lavorazioni, che vengono effettuate con modernissime macchine utensili a controllo numerico all’interno dello stabilimento di Curno.

All’uscita della linea di produzione le ruote sono pronte per i controlli finali, che saranno seguiti dall’eventuale trattamento protettivo e dalla verniciatura

Dai forgiati grezzi si arriva, al termine delle operazioni di tornitura e di fresatura, con le quali viene asportata una cospicua quantità di materiale, alle ruote finite. Durante le varie fasi del processo vengono effettuati controlli a bordo macchina. Al termine si passa a quelli con liquidi penetranti (per individuare la presenza di eventuali piccole cricche), ai quali vengono sottoposte tutte le ruote prodotte. Per quelle in lega di magnesio segue un trattamento che forma un sottile strato di conversione superficiale, in grado di assicurare una eccellente protezione nei confronti della corrosione. Dopo la verniciatura, il canale viene dotato di un riporto antislip, che impedisce al pneumatico di spostarsi, scorrendo sul cerchio, nelle condizioni più critiche, come massime accelerazioni e frenate al limite. Le ruote vengono completate con l’installazione dei cuscinetti (che in quelle destinate alle Moto2 e alle Moto3 da quest’anno sono muniti di sfere in materiale ceramico) e dei distanziali. Quasi tutte le posteriori infine vengono dotate di parastrappi prima di essere inviate al magazzino di stoccaggio. Le ruote Marchesini vengono commercializzate in esclusiva dalla MotorQuality.