Continua la ricerca tecnologica nel mondo dei compositi, dove la fibra di quarzo rappresenta la nuova frontiera tra caratteristiche peculiari e svantaggi.
Il mondo della Formula 1 è un continuo laboratorio di novità tecniche, tra materiali e processi di produzione all’avanguardia per offrire le migliori prestazioni. Oltre il mondo della stampa additiva, quello dei materiali compositi è una fucina di idee che non si arresta. L’ultima frontiera nel mondo dei compositi è quello della fibra di quarzo, tra caratteristiche tecniche uniche nonostante alcuni svantaggi nell’impiego.
Caratteristiche e produzione della fibra di quarzo
La fibra di quarzo è un materiale avanzato composto da biossido di silicio (SiO₂), noto per la sua elevata resistenza al calore (fino a 1600 °C), stabilità dimensionale e leggerezza. Tra i principali vantaggi, spiccano la resistenza agli shock termici, l’elevata resistenza chimica e le eccellenti proprietà dielettriche, che la rendono ideale per applicazioni ad alte prestazioni. Inoltre, uno dei motivi per cui il quarzo viene scelto è per la sua resistenza alle lavorazioni meccaniche superficiali o abrasioni. Peculiarità che ne permettono l’utilizzo in vari campi, dall’automobilistico all’aerospaziale, passando anche per le applicazioni elettriche.
Il processo di produzione inizia con la fusione del quarzo naturale o sintetico a temperature superiori ai 2000 °C. Il materiale fuso passa poi attraverso ugelli che lo trasformano in fibre sottilissime. Un successivo trattamento termico ne migliora le proprietà meccaniche e termiche. Per realizzare un pannello in fibra di quarzo, le fibre si dispongono in strati o si intrecciano per aumentarne la resistenza strutturale. Successivamente, le fibre si impregnano con una resina, come la epossidica, o con una matrice ceramica. Il pannello passa poi attraverso una fase di pressatura in autoclave, con temperatura e pressione controllate, per completare la polimerizzazione. Infine, il pannello si rifinisce tramite taglio CNC o levigatura per ottenere la forma e la finitura desiderate.
Applicazione in F1 e nel motorsport della fibra di quarzo
La continua ricerca tecnologica per offrire le migliori prestazioni passa anche per la scelta dei materiali. La fibra di carbonio, composito ormai conosciuto e dalle caratteristiche tecniche conosciute. Con i materiali compositi che procedono spediti nel mondo dell’automobilismo, la F1 si presenta come il laboratorio perfetto per la ricerca.
La prima ad utilizzare questo nuovo composito è stata la Red Bull, in una delle aree più esposte della monoposto. Dal debutto delle monoposto wing car nel 2022, la parte inferiore dei sidepods, non verniciata, presentava una superficie non uniforme alla fibra di carbonio impiegata su telaio e altre aree della monoposto. Osservata sin dal debutto nel 2022, questo materiale ha destato curiosità, con diversi addetti ai lavori che hanno pensato ad una superficie permeabile per un maggiore afflusso d’aria verso i radiatori.
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Tuttavia, questo materiale, dalla superficie diversa da quella tipica del carbonio, si è rivelato essere la fibra di quarzo. Secondo quanto appreso da F1inGenerale, Red Bull prima e adesso Racing Bulls, avrebbero scelto questo materiale per un motivo ben preciso. Il team di Milton Keynes impiega questo composito per via delle sue alte esigenze e qualità nei materiali compostiti. Difatti, il reparto materiali compositi di Red Bull è tra i migliori in griglia e l’attenzione rivolta alla qualità è maniacale per fornire prestazioni efficaci a livello aerodinamico. Questo perché una superficie levigata e resistente, con una finitura più “lucida”, permette una maggiore scorrevolezza del flusso d’aria.
Inoltre, la scelta di Red Bull è ricaduta sulla fibra di quarzo per via della sua alta resistenza meccanica alle lavorazioni superficiali, in quanto il team applica una nuova verniciatura ad ogni GP. Anche sulla RB21 possiamo trovare questo materiale sui sidepods e anche su tutto il cofano motore per una più efficace risposta al calore generato dalla power unit. Applicazione estesa sulla Racing Bulls, che ha scelto di utilizzare la fibra di quarzo per la costruzione e rinforzo del fondo.
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