Da blocco d’alluminio a capolavoro: le pinze freno della F1

Nei giorni immediatamente precedenti al Gran Premio del Belgio è apparsa in rete una splendida immagine scattata da Nicolas Carpentiers, pubblicata sul proprio profilo X, della pinza freno utilizzata sulla Red Bull RB22 guidata da Max Verstappen e Isaac Hadjar. 

Le pinze sono uno dei componenti chiave dei sistemi frenanti delle auto da competizione e sono solitamente poco visibili, sopratutto dal momento in cui i progettisti della Massima Formula hanno iniziato a racchiudere gli elementi dei sistemi frenanti nei cosidetti "cestelli".

Questi cestelli sono, in sostanza, gusci che racchiudono l'impianto frenante, la cui funzione è convogliare con precisione l'aria verso l'impianto frenante per raffreddarlo e nel contempo utilizzare l'aria calda per propagare il calore verso il cerchione e, da questo, allo pneumatico.

L’aspetto termico tornerà in primo piano in seguito, ora val la pena ricordare che la pinza freno è il componente che incorpora le pastiglie e i cilindri idraulici che spingono le pinze contro il disco nella fase di frenata.

Gli effetti subiti dalla pinza sono principalmente due: uno meccanico che tende letteralmente ad allargare la pinza per reazione alla pressione della frenata e uno termico dato dal calore sviluppato per attrito tra pastiglie e disco.

Perché adottare pinze monoblocco?

Tornando all'incredibile immagine di cui sopra e dato il campo applicativo decisamente estremo, colpisce la costruzione in un blocco unico del componente.

Il regolamento in tal senso permette la fabbricazione da una serie di leghe di alluminio elencate in una specifica sezione (C15.2.1.b) e, sebbene siano ammessi anche altri vari processi produttivi, per i componenti “open source” si impone la realizzazione tramite lavorazione meccanica.

In sostanza, le pinze oggi presenti in Formula 1 e fornite da Brembo, AP Racing o Hitco sono realizzate da un blocco di alluminio, lavorate per asportazione di truciolo e infine sottoposte a trattamenti termici e superficiali.

Pioniera di questa tecnologia fu la nostrana Brembo che, sul finire degli anni ottanta, introdusse le pinze monoblocco lavorate dal pieno garantendo un migliore rapporto leggerezza/rigidità, maggiore resistenza a fatica, migliori tolleranze generali e migliore scambio termico proprio in virtù della assenza di giunzioni tra vari elementi e o materiali.

Allo stato attuale ogni pinza monoblocco viene realizzata in collaborazione tra il fornitore e gli esperti di ciascun team. Il risultato di questo co-design è una ottimizzazione della forma atta a centrare le esatte caratteristiche necessarie alla specifica monoposto.

Red Bull adotta le borchie

Nel caso della pinza della Red Bull colpiscono anche alcuni dettagli aggiuntivi simili a una serie di borchie.
Questi peduncoli hanno il preciso scopo di aumentare la superficie di scambio termico tra la pinza freno e il complesso sistema costituito dal cosiddetto “cestello” a cui si accennava nella parte iniziale di questo articolo. Una sofisticazione presente da alcuni anni sulle vetture di Milton Keynes.

La cosa sconvolgente è che queste forme contribuiscono ad aumentare enormemente la sfida di realizzare una pinza monoblocco tramite lavorazione meccanica da un singolo blocco di alluminio. 

La fabbricazione avviene tramite macchine a controllo numerico a 5 assi che permettono di realizzare geometrie così complesse poiché l’utensile riesce a raggiungere zone e sottosquadra impossibili da realizzare altrimenti. 
Permettendo il contatto continuo utensile-pezzo e l’uso di utensili relativamente più corti, si ottiene una precisione di lavorazione estrema, così come è altissima la finitura superficiale ottenibile, parametro che gioca un ruolo importantissimo nella resistenza a fatica di questi elementi.

Foto copertina x.com

Foto interna www.redbullcontentpool.com

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