Aluminium is oral waar óf liggewigstruktuur óf hoë termiese en elektriese geleidingsvermoë vereis word. Die tipiese sportfiets het 'n aluminium silinderblok, kop en krukas, plus 'n gesweisde aluminium onderstel en swaaiarm. Binne die enjin is die deurslaggewende aluminiumtoepassing die suiers, wat deur hitte so goed te gelei, blootstelling aan verbrandingstemperature ver bo hul smeltpunt kan oorleef. Die wiele, koelmiddel- en olieverkoelers, handhefbome en hul hakies, boonste en (dikwels) onderste vurkkrone, boonste vurkbuise (in USD-vurke), remklauwe en hoofsilinders is eweneens aluminium.
Ons het almal al met bewondering gestaar na 'n aluminium-onderstel waarvan die sweislasse lyk soos die beroemde gevalle stapel pokerskyfies. Sommige van hierdie onderstelle en swaaiarms, soos dié van Aprilia se tweeslag 250-renmotors, is grasieuse kunswerke.
Aluminium kan gelegeer en hittebehandel word tot sterktes groter as dié van sagte staal (60 000 psi treksterkte), maar die meeste legerings word vinnig en maklik gemasjineer. Aluminium kan ook gegiet, gesmee of geëxtrudeer word (wat is hoe sommige onderstelbalke gemaak word). Aluminium se hoë hittegeleidingsvermoë maak dat die sweiswerk baie stroom benodig, en die warm metaal moet teen atmosferiese suurstof beskerm word deur inerte gasafskerming (TIG of heli-boog).
Alhoewel aluminium groot hoeveelhede elektrisiteit benodig om uit sy bauxieterts te wen, kos dit min om te herwin sodra dit in metaalvorm bestaan en gaan dit nie verlore aan roes soos staal kan nie.
Vroeë vervaardigers van motorfietsenjins het vinnig die destydse nuwe metaal vir krukas aangeneem, wat andersins van gietyster moes gewees het wat amper drie keer meer weeg. Suiwer aluminium is baie sag—ek onthou my ma se woede oor my pa se gebruik van haar 1 100-legering dubbelkoker as 'n geïmproviseerde BB-val: Die bodem daarvan het 'n massa kuiltjies geword.
Die verhoogde sterkte van 'n eenvoudige legering met koper is gou ontdek, en dit was so 'n legering wat die motorpionier WO Bentley in sy eksperimentele aluminium suiers voor die Eerste Wêreldoorlog gebruik het. In opeenvolgende toetse teen die gietyster suiers wat destyds dominant was, het Bentley se eerste aluminium suiers onmiddellik krag verhoog. Hulle het koeler geloop, die inkomende brandstof-lugmengsel minder verhit en meer van sy digtheid behou. Vandag word aluminium suiers universeel in motor- en motorfietsenjins gebruik.
Tot die koms van Boeing se koolstofveselversterkte plastiek 787-passasiersvliegtuig, was dit 'n basiese feit van lugvaart dat byna elke vliegtuig se leë gewig 60 persent aluminium was. As mens na die relatiewe gewigte en sterktes van aluminium en staal kyk, lyk dit aanvanklik vreemd. Ja, aluminium weeg slegs 35 persent soveel as staal, volume vir volume, maar hoësterkte-staal is ten minste drie keer sterker as hoësterkte-aluminium. Waarom nie vliegtuie uit dun staal bou nie?
Dit het neergekom op die weerstand teen knik van ekwivalente strukture van aluminium en staal. As ons begin met aluminium- en staalbuise van dieselfde gewig per voet, en ons die wanddikte verminder, knik die staalbuis eerste omdat die materiaal daarvan, wat slegs een derde so dik soos die aluminium is, baie minder selfversterkende vermoë het.
Gedurende die 1970's het ek saam met raambouer Frank Camillieri gewerk. Toe ek hom vra hoekom ons nie staalpype met groter deursnee en dunner wand gebruik om ligter, stywer rame te maak nie, het hy gesê: "Wanneer jy dit doen, vind jy dat jy 'n klomp materiaal by goed soos enjinmonterings moet voeg om te keer dat hulle kraak, sodat die gewigsbesparing verdwyn."
Kawasaki het die eerste keer aluminium-swaaiarms op sy fabrieks-MX-fietse in die vroeë 1970's aangeneem; die ander het gevolg. Toe, in 1980, het Yamaha Kenny Roberts op 'n 500-tweeslag-GP-fiets gesit waarvan die raam van vierkantige geëxtrudeerde aluminiumbuise vervaardig is. Baie ontwerp-eksperimentering was nodig, maar uiteindelik, met behulp van die idees van die Spaanse ingenieur Antonio Cobas, het Yamaha se GP-padrenrame ontwikkel tot die bekende groot dubbele aluminiumbalke van vandag.
Daar is beslis suksesvolle onderstelle van ander tipes—Ducati se staalbuis-"traliewerk" byvoorbeeld, en John Britten se "vel en bene" koolstofvesel-onderstelle van die vroeë 1990's. Maar dubbele aluminiumbalk-onderstelle het vandag dominant geword. Ek is vol vertroue dat 'n werkbare onderstel van gevormde laaghout gemaak kan word, mits dit duursame boutpunte en die gewone bewese geometrie het.
Nog 'n beduidende verskil tussen staal en aluminium is dat staal 'n sogenaamde moegheidslimiet het: 'n werkspanningsvlak waaronder die leeftyd van die onderdeel in wese oneindig is. Die meeste aluminiumlegerings het nie 'n moegheidslimiet nie, en daarom word aluminium-vliegtuigrame vir 'n beplande aantal ure se gebruik "leeftyd" gegee. Onder hierdie limiet vergewe staal ons ons oortredings, maar aluminium onthou alle beledigings in die vorm van onsigbare interne moegheidsskade.
Die pragtige GP-onderstelle van die 1990's kon nooit 'n basis vir massaproduksie gewees het nie. Daardie onderstelle het bestaan uit stukke wat aanmekaar gesweis is uit bewerkte, geperste en gegote aluminium-elemente. Dit is nie net kompleks nie, maar dit vereis ook dat al drie legerings onderling sweisbaar moet wees. Sweiswerk kos geld en tyd, selfs al word dit deur produksierobotte uitgevoer.
Die tegnologie wat vandag se liggewig vierslag-enjins en gietonderstelle moontlik gemaak het, is lae-turbulensie vormvulmetodes wat nie die films van aluminiumoksied meesleur wat onmiddellik op gesmelte aluminium vorm nie. Sulke films vorm swakheidsones in die metaal wat in die verlede vereis het dat gietstukke baie dikker moes wees om voldoende sterkte te verkry. Gietonderdele van hierdie nuwe prosesse kan nogal kompleks wees, maar vandag se aluminiumonderstelle kan saamgestel word met sweislasse wat op een hand telbaar is. Daar word beraam dat die nuwe gietmetodes 30 of meer pond gewig in produksiemotorfietse bespaar.
Saam met die wye verskeidenheid staalsoorte, is aluminium 'n basiese werkesel van die menslike beskawing, maar dit is meer as dit vir moderne motorfietse. Dit is die vleis van 'n fiets, so alomteenwoordig dat ons dit skaars sien of erken hoeveel van die masjien se werkverrigting ons daaraan verskuldig is.
Plasingstyd: 20 Junie 2019