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La colonna centrale

Oggi, treppiedi sono realizzati prevalentemente da due materiali, in fibra di carbonio e alluminio. Coloro che cercano di investire in un set di gambe del treppiede dovranno spesso scegliere tra i due. Questo avrebbe potuto essere un breve post. La fibra di carbonio è chiaramente il materiale migliore dal punto di vista ingegneristico e progettuale. Il perché e quanto meglio è la lunga porzione di questo post.

Dal punto di vista teorico, la scelta di utilizzare la fibra di carbonio su alluminio è ben fondata. La rigidità di un materiale è quantificata da una metrica chiamata modulo di Young. In quella pagina di wikipedia, la rigidità per la fibra di carbonio è elencata a 181 GPa mentre quella dell’alluminio è 69 GPa. Pertanto, un treppiede in carbonio con le stesse dimensioni del tubo di un alluminio funzionerà molto meglio. Inoltre, la fibra di carbonio è meno densa dell’alluminio e quindi anche il treppiede sarà più leggero.

Questo confronto semplicistico è lontano dall’intera storia. In pratica, tubi in fibra di carbonio variano selvaggiamente in termini di qualità e rigidità. Ci sono molti fattori che vanno a fare un tubo in fibra di carbonio come la direzione delle fibre, il modulo delle fibre e il rapporto resina/fibra. Ad esempio, quella stessa pagina di wikipedia a cui si fa riferimento nel paragrafo precedente elenca una fibra di carbonio diversa con un modulo di 30-50 GPa, molto meno dell’alluminio. È facile da comprimere il costo sul lato di fabbricazione avendo usando i tubi di qualità scadente mentre ancora può commercializzare il treppiede come fibra del carbonio. I produttori di treppiedi spesso elencano il numero di strati di fibra di carbonio utilizzati nei loro tubi, ma anche questo può essere fuorviante e ha solo una piccola correlazione con la rigidità finale del tubo. C’è una ragione per cui nessuno dei migliori produttori elenca il numero di strati nei loro tubi. È una misura priva di significato. Non conosco alcun modo per raccogliere la qualità dei tubi in fibra di carbonio utilizzati in un treppiede a corto di misurare la rigidità del treppiede come fatto su questo sito. C’è molto di più da dire per quanto riguarda la fibra di carbonio, come la natura non isotropica della rigidità, e probabilmente lo farò in un post futuro. Per ora, notiamo semplicemente che c’è un’enorme varianza nella rigidità dei diversi compositi in fibra di carbonio.

Di seguito è riportato un grafico della rigidità regolata in altezza rispetto al peso per ogni treppiede che ho testato. Questa è semplicemente una rappresentazione visiva della pagina classifica. Più in alto e a sinistra si trova un treppiede sulla trama, migliore è il punteggio. In questa trama però, i treppiedi gamba in alluminio sono tracciati in blu, e quelli con gambe in fibra di carbonio sono tracciati in rosso.

La differenza di prestazioni è chiaramente evidente, con treppiedi in fibra di carbonio che eseguono molto meglio di quelli in alluminio. Ciò che è particolarmente interessante è che i treppiedi in alluminio sembrano tutti cadere su una linea, con la rigidità che è approssimativamente proporzionale al peso. Sembra che la vecchia idea che i treppiedi stabili siano necessariamente pesanti sia corretta quando si tratta di gambe in alluminio. Per le gambe in fibra di carbonio, vediamo molta più dispersione tra i treppiedi più performanti e più performanti ad un dato peso. Questo ha perfettamente senso data la nostra comprensione della vasta gamma nella qualità dei tubi in fibra di carbonio. I migliori treppiedi in fibra di carbonio sono notevolmente più leggeri e rigidi di quelli in alluminio. I peggiori sembrano avere una rigidità simile a una controparte in alluminio pur mantenendo vantaggi di peso.

Teoricamente, anche la fibra di carbonio sembra avere uno smorzamento migliore rispetto all’alluminio. I dati per il rapporto di smorzamento possono essere trovati sia per il composito in alluminio che in fibra di carbonio. I rapporti di smorzamento sono migliori per i compositi in fibra di carbonio rispetto all’alluminio di un fattore compreso tra 1-3x a seconda del campione di fibra di carbonio utilizzato e della direzione della vibrazione. Il rapporto di smorzamento dipende dalla rigidità e dal peso del materiale. La fibra di carbonio è generalmente più rigida e leggera, e questi si compenserebbero approssimativamente l’un l’altro in grandezza, quindi i rapporti di smorzamento dovrebbero essere in qualche modo comparabili. Basta essere avvertiti che stiamo facendo un po ‘ di seria scienza posteriore della busta qui. Si noti che le cifre di smorzamento riportate su questo sito non sono un rapporto, ma il coefficiente di smorzamento assoluto e sono direttamente paragonabili tra loro. Ancora una volta, il composito in fibra di carbonio può essere fabbricato in molti modi diversi e dovremmo naturalmente aspettarci una varianza nelle proprietà di smorzamento. In sintesi, dovremmo aspettarci migliori proprietà di smorzamento dalle gambe in fibra di carbonio.

Con alcune aspettative sotto la nostra cintura ora possiamo dare un’occhiata ai dati. Di seguito è riportato un grafico dello smorzamento medio (media armonica del passo e dello smorzamento dell’imbardata) rispetto al peso del treppiede. La logica di questa trama è meno teoricamente sana di quella della rigidità, ma è comunque utile.

I treppiedi in fibra di carbonio sembrano ancora fare meglio in media, ma non in modo dominante. Come abbiamo visto nei post precedenti, lo smorzamento può comportarsi in modi divertenti rispetto al bel comportamento lineare della rigidità. In particolare, è facile aggiungere un sacco di smorzamento ad un treppiede semplicemente variando il materiale della piastra superiore o impegnando le viti di fermo che tengono la testa in posizione. Lo smorzamento inerente alle gambe può quindi essere sminuito da altri fattori di progettazione del treppiede. Dato che abbiamo visto treppiedi in fibra di carbonio con smorzamento molto basso, postulo che i materiali delle gambe contribuiscono relativamente poco allo smorzamento che di solito vediamo nei treppiedi. La fibra di carbonio sembra inumidire meglio dell’alluminio, come previsto.

Oltre ad analizzare l’intero database di treppiedi testati, ho testato quattro set di treppiedi identici ad eccezione del materiale delle gambe. Questi forniscono un controllo molto migliore per il nostro studio. Le specifiche misurate per questi treppiedi sono elencate di seguito. Come al solito, la rigidità e lo smorzamento riportati sono la media armonica delle misurazioni sui due assi.

Treppiede Prezzo Media Rigidità Nm Media Smorzamento Js Peso lbs (kg)
Manfrotto MT055CXPRO3 $340 0.386 4.26 (1.933)
Manfrotto MT055XPRO3 $230 877.8 0.200 5.50 (2.498)
Manfrotto MT190CXPRO3 $330 756.6 0.177 3.49 (1.587)
Manfrotto MT190XPRO3 $176 519.7 0.067 4.39 (1.995)
Manfrotto 190go! Carbon $280 548.2 0.148 2.97 (1.351)
Manfrotto 190go! Aluminum $150 482.7 0.125 3.63 (1.65)
MeFoto GlobeTrotter Carbon $350 531.2 0.166 2.97 (1.35)
MeFoto GlobeTrotter Alluminio $200 495.4 0.196 3.64 (1.653)

Come si può vedere dalla tabella, la fibra di carbonio treppiedi sono circa il 20% più leggero, con una migliore rigidità, generalmente migliore di smorzamento, poco meno del doppio del prezzo. C’è una diffusione significativa tra le coppie di treppiedi rispetto alla differenza di rigidità e prestazioni di smorzamento. Per i treppiedi Manfrotto MT, la rigidità e lo smorzamento sono molto migliori per le versioni in carbonio, mentre per il Mefoto Globetrotter la rigidità è più o meno la stessa e lo smorzamento è in qualche modo peggiore.

Questa disparità direttamente è quasi certamente il risultato della qualità della fibra di carbonio utilizzata. I tubi in fibra di carbonio economici del Mefoto sono significativamente più leggeri rispetto alle loro controparti in alluminio, ma in realtà non hanno prestazioni migliori. I treppiedi Manfrotto MT hanno intensificato il loro gioco di recente, e sono chiaramente utilizzando tubi di qualità superiore. Questo set di dati è intrinsecamente limitato ai treppiedi che hanno entrambe le versioni in fibra di carbonio e alluminio. Tutti i treppiedi più costosi (e più performanti) non sono disponibili nelle versioni in alluminio. Questo ci nega il confronto diretto di quanto meglio possono essere i migliori treppiedi in carbonio. Tuttavia, la trama di rigidità vs peso per tutti i treppiedi sopra ci dice che le prestazioni del carbonio sono almeno diverse volte migliori. Non è un mistero il motivo per cui quei produttori che cercano di realizzare i migliori treppiedi possibili utilizzano solo carbonio.

Finora ci siamo concentrati solo sugli aspetti prestazionali della fibra di carbonio e dell’alluminio. Ci sono altre proprietà di questi materiali che influenzano l’uso del treppiede. La fibra di carbonio ha una conduttività termica molto inferiore rispetto all’alluminio. Maneggiare un treppiede in alluminio in una fredda mattina può essere un’esperienza davvero scomoda e influire su un tiro. Le proprietà isolanti della fibra di carbonio possono rendere questo un non-problema. In un pizzico però, così può avvolgere le gambe, ma questi aggiungono ulteriormente al peso di un treppiede. Sotto forte stress, l’alluminio si deforma mentre la fibra di carbonio si frantuma. Un treppiede piegato è ancora probabilmente utile mentre uno in frantumi non lo è. Se il danno è un problema per la vostra attrezzatura, questo può fattore nella vostra scelta del materiale.

In sintesi:

Carbonio

  • Migliore Rigidità
  • Meglio di Smorzamento
  • Leggero
  • Bassa Conducibilità Termica

Alluminio

  • Economico
  • Resistente ai Danni

fibra di Carbonio è chiaramente il migliore materiale per treppiedi. Si comporta semplicemente ad un molto più alto di alluminio, che era il materiale precedente di scelta. L’alluminio ha ancora un ruolo da svolgere per i treppiedi economici. È molto più economico e può essere utilizzato per fornire un buon valore e qualità costruttiva. Se alla fine di questo articolo stai ancora cercando di scegliere tra alluminio e fibra di carbonio, devi semplicemente decidere se i guadagni in termini di prestazioni della fibra di carbonio valgono il costo aggiuntivo. E ricorda, non tutta la fibra di carbonio è creata uguale.