Freni Formula 1: come funzionano e quali macchinari creano le monoposto?

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I freni delle monoposto di Formula 1 sono un elemento cruciale per garantire la sicurezza e le prestazioni delle vetture da corsa ad altissime velocità. La tecnologia impiegata nei freni delle Formula 1 è all’avanguardia, e per noi del settore è sempre interessante andare a vedere come funzionano i sistemi frenanti più sofisticati.

Inoltre, generalmente, quando si assiste alle gare ci si concentra sulla potenza, sui piloti, sulle scuderie, sulla nuova auto uscita…

Ma vi è mai venuta la curiosità di sapere invece come funzionano i freni Formula 1? Sono le cose invisibili o che passano in sordina quelle che molto spesso, in realtà, fanno la differenza.

Andiamo allora a vedere nel dettaglio come funziona il sistema frenante delle Formula 1, come si raffredda grazie alle caratteristiche delle sue componenti e, infine, quali macchinari industriali vengono utilizzati per costruire queste fenomenali vetture.

Funzionamento dei freni delle monoposto Formula 1

I freni delle monoposto Formula 1 utilizzano un sistema di frenatura ad alta pressione idraulica e soprattutto sofisticati sistemi di raffreddamento. Questo perché l’energia meccanica genera calore e il calore deve essere necessariamente tenuto a freno per evitare conseguenze disastrose.

Quindi sono fondamentali, così come lo sono nei macchinari per la produzione industriale.

Se ci pensate bene, infatti, è meglio un macchinario che sfrutta tutta la sua potenza degradandosi presto o un macchinario controllato a dovere e che dura di più garantendo anche sicurezza?

Ritornando alle Formula 1, il loro sistema frenante è costituito da diversi componenti chiave:

Dischi dei freni realizzati generalmente in carbonio composito ad alta resistenza e montati sulle ruote.
Le pinze dei freni, che sono collegate ai dischi tramite dei supporti, consentendo una distribuzione uniforme della pressione frenante su tutta la superficie del disco.
Le pastiglie dei freni, realizzate anch’esse in materiale composito, sono inserite tra i dischi e le pinze. Quando le pastiglie vengono premute contro i dischi, si crea attrito ed è così che è possibile frenare la vettura, anche ad alte velocità.

Come dicevamo prima però rimane il problema del calore.

Vediamo un po’ come si risolve.

Raffreddamento dei dischi, delle pastiglie e delle pinze

Date le velocità estreme raggiunte dalle monoposto di Formula 1, è fondamentale mantenere i freni a una temperatura operativa ottimale. Se i freni si surriscaldano, le prestazioni possono essere compromesse e la sicurezza dei piloti può essere messa a rischio.

Per prevenire il surriscaldamento, i dischi, le pastiglie e le pinze dei freni sono progettate con sistemi di raffreddamento avanzati.

Raffreddamento dischi freni Formula 1

I dischi freni Formula 1 sono dotati di fori e scanalature che permettono un migliore smaltimento del calore generato durante la frenata. Questi fori favoriscono il passaggio dell’aria attraverso il disco, accelerando il raffreddamento e riducendo la possibilità di surriscaldamento.

Inoltre, le scanalature presenti sulla superficie del disco aumentano l’area di contatto tra disco e pastiglia, migliorando l’efficienza della frenata.

Raffreddamento pastiglie

Anche le pastiglie sono dotate di canali di raffreddamento interni. Questi canali consentono la circolazione dell’aria attraverso le pastiglie, contribuendo a mantenere la loro temperatura entro i limiti accettabili.

Inoltre, i materiali compositi utilizzati per la fabbricazione delle pastiglie hanno una bassa conduttività termica, che aiuta a isolare il calore generato durante la frenata.

Raffreddamento pinze

Allo stesso modo anche le pinze sono progettate per consentire il flusso d’aria attorno ai dischi e alle pastiglie. Le pinze dei freni Formula 1 sono spesso realizzate in lega di alluminio leggera per ridurre il peso e massimizzare l’efficienza del raffreddamento.

In alcuni casi vengono utilizzati sistemi di raffreddamento attivo, come piccoli condotti o prese d’aria per garantire un flusso d’aria ottimale intorno alle pinze.

E quali sono i macchinari industriali che servono a costruire le monoposto Formula 1?

Concludiamo con una rassegna dei principali macchinari industriali che servono a produrre le vetture Formula 1. Macchinari, per l’appunto, che possono anche avere un loro sistema frenante per i quali l’azienda Brakefactory può costruire componenti su misura.

Torni CNC: i torni a controllo numerico computerizzato (CNC) vengono utilizzati per lavorare su componenti come assi, ingranaggi e alberi motore. Questi macchinari consentono di ottenere elevati livelli di precisione e finitura superficiale, garantendo la corretta funzionalità delle parti.
Fresatrici CNC: le fresatrici CNC vengono utilizzate per lavorare pezzi complessi e sagomati, come le scatole del cambio, i supporti dei motori e altre parti strutturali delle vetture da Formula 1. Grazie alla loro capacità di lavorazione in tre dimensioni, queste macchine consentono di ottenere forme e dettagli intricati con estrema precisione.
Stampanti 3D: le stampanti 3D sono sempre più utilizzate nell’industria automobilistica, compresa la Formula 1. Queste macchine consentono di creare prototipi e componenti personalizzati con rapidità e precisione. Sono spesso impiegate per produrre parti leggere e complesse, come prese d’aria, supporti per alettoni e parti del sistema di raffreddamento.
Macchine per la lavorazione del carbonio: il carbonio composito è un materiale ampiamente utilizzato nella costruzione delle vetture da Formula 1 a causa delle sue proprietà di leggerezza e resistenza. Macchinari specializzati per la lavorazione del carbonio, come taglierine al plasma, fresa ad alta velocità e macchine per il taglio al laser, vengono utilizzati per tagliare e sagomare i pannelli in carbonio in modo preciso e efficiente.
Macchine per la saldatura: la saldatura è un processo cruciale nella costruzione delle macchine da Formula 1, specialmente per la realizzazione del telaio e delle strutture portanti. Le macchine per la saldatura ad arco, come gli impianti di saldatura MIG e TIG, sono utilizzate per creare giunzioni solide e resistenti tra i componenti metallici.