يُستخدم الألومنيوم في كل مكان يتطلب هيكلًا خفيف الوزن أو موصلية حرارية وكهربائية عالية. تحتوي الدراجة الرياضية النموذجية على كتلة أسطوانة ورأس وعلبة مرافق من الألومنيوم، بالإضافة إلى هيكل وذراع تأرجح ملحومين من الألومنيوم. داخل المحرك، يُعدّ استخدام الألومنيوم الأساسي هو مكابسه، التي بفضل توصيلها الممتاز للحرارة، قادرة على تحمل درجات حرارة الاحتراق التي تتجاوز بكثير درجة انصهارها. كذلك، تُصنع العجلات، ومشعات سائل التبريد والزيت، ورافعات اليد وحواملها، وتيجان الشوكة العلوية (وغالبًا السفلية)، وأنابيب الشوكة العلوية (بالدولار الأمريكي)، وفرجار المكابح، والأسطوانات الرئيسية من الألومنيوم.

لقد حدقنا جميعًا بإعجابٍ في هيكلٍ من الألومنيوم، تُشبه لحاماته كومة رقائق البوكر المتساقطة الأسطورية. بعض هذه الهياكل والأذرع المتأرجحة، مثل تلك الموجودة في دراجات أبريليا 250 ثنائية الأشواط، تُعتبر أعمالًا فنيةً رائعة.

يمكن سبائك الألومنيوم ومعالجته حرارياً لدرجات قوة تفوق قوة الفولاذ الطري (60,000 رطل/بوصة مربعة)، ومع ذلك، تُشَغَّل معظم السبائك بسرعة وسهولة. كما يمكن صب الألومنيوم أو تشكيله بالطرق أو بثقه (وهي الطريقة التي تُصنع بها بعض العوارض الجانبية للهيكل). الموصلية الحرارية العالية للألومنيوم تجعل لحامه يتطلب تياراً كهربائياً عالياً، ويجب حماية المعدن الساخن من الأكسجين الجوي بواسطة درع غاز خامل (TIG أو قوس حلزوني).

على الرغم من أن الألومنيوم يتطلب كميات كبيرة من الكهرباء لاستخراجه من خام البوكسيت، إلا أنه بمجرد وجوده في شكل معدني، فإن تكلفة إعادة تدويره قليلة ولا يضيع بسبب الصدأ، كما يمكن أن يحدث للصلب.

سرعان ما تبنى صانعو محركات الدراجات النارية الأوائل هذا المعدن الجديد آنذاك في صناعة علب المرافق، والتي لولا ذلك لكان من الضروري أن تكون مصنوعة من الحديد الزهر الذي يزن حوالي ثلاثة أضعاف وزنه. الألومنيوم الخالص لين للغاية - أتذكر غضب والدتي من استخدام والدي لغلاية مزدوجة من سبائك الألومنيوم، يبلغ وزنها 1100 سبيكة، كمصيدة مرتجلة لـ BB: فقد أصبح قاعها كتلة من الغمازات.

سرعان ما اكتُشفت قوة سبيكة بسيطة مع النحاس، وهي سبيكة استخدمها رائد صناعة السيارات، دبليو أو بنتلي، في مكابس الألومنيوم التجريبية التي أجراها قبل الحرب العالمية الأولى. في اختبارات متتالية على مكابس الحديد الزهر التي كانت سائدة آنذاك، عززت مكابس الألومنيوم التي جربها بنتلي في البداية قوة المحرك على الفور. فقد انخفضت درجة حرارتها، وقلّت درجة حرارة خليط الوقود والهواء الداخل، وحافظت على كثافته. واليوم، تُستخدم مكابس الألومنيوم على نطاق واسع في محركات السيارات والدراجات النارية.

حتى ظهور طائرة بوينغ 787 المصنوعة من البلاستيك المقوى بألياف الكربون، كان من المعروف في عالم الطيران أن وزن جميع الطائرات تقريبًا فارغًا يتكون من 60% من الألومنيوم. بالنظر إلى الأوزان النسبية وقوة الألومنيوم والفولاذ، قد يبدو هذا غريبًا للوهلة الأولى. صحيح أن وزن الألومنيوم لا يتجاوز 35% من وزن الفولاذ، حجمًا مقابل حجم، لكن الفولاذ عالي القوة أقوى بثلاث مرات على الأقل من الألومنيوم عالي القوة. فلماذا لا تُصنع الطائرات من الفولاذ الرقيق؟

يتعلق الأمر بمقاومة الانحناء للهياكل المتماثلة المصنوعة من الألومنيوم والفولاذ. إذا بدأنا بأنابيب من الألومنيوم والفولاذ بنفس الوزن لكل قدم، وقللنا سمك الجدار، فإن أنبوب الفولاذ ينبعج أولاً لأن مادته، نظرًا لسمكها الذي يبلغ ثلث سمك الألومنيوم فقط، تتمتع بقدرة أقل بكثير على التدعيم الذاتي.

خلال سبعينيات القرن الماضي، عملت مع فرانك كاميليري، صانع الهياكل. عندما سألته عن سبب عدم استخدامنا أنابيب فولاذية ذات قطر أكبر وجدران أرق لصنع هياكل أخف وزنًا وأكثر صلابة، قال: "عندما نفعل ذلك، نجد أنفسنا مضطرين لإضافة الكثير من المواد إلى أشياء مثل حوامل المحرك لمنعها من التشقق، وبالتالي يختفي هذا التوفير في الوزن".

اعتمدت كاواساكي لأول مرة أذرع التأرجح المصنوعة من الألومنيوم في دراجات MX المصنعة لها في أوائل سبعينيات القرن الماضي؛ وتبعتها الشركات الأخرى. ثم في عام ١٩٨٠، وضعت ياماها كيني روبرتس على دراجة سباق الجائزة الكبرى ثنائية الأشواط 500، والتي صُنع هيكلها من أنبوب ألومنيوم مبثوق مربع المقطع. تطلب الأمر الكثير من التجارب التصميمية، ولكن في النهاية، وبفضل أفكار المهندس الإسباني أنطونيو كوباس، تطورت إطارات سباقات الجائزة الكبرى من ياماها إلى عوارض الألومنيوم المزدوجة الكبيرة المألوفة اليوم.

بالتأكيد، هناك أنواع أخرى من الهياكل الناجحة، مثل هيكل "التعريشة" المصنوع من أنابيب الفولاذ من دوكاتي، وهيكل "الجلد والعظم" المصنوع من ألياف الكربون من جون بريتن في أوائل التسعينيات. لكن هياكل الألومنيوم المزدوجة أصبحت مهيمنة اليوم. أنا واثق من إمكانية صنع هيكل عملي من الخشب الرقائقي المصبوب، شريطة أن يتمتع بنقاط تثبيت متينة وهندسة مثبتة.

من الفروق الجوهرية الأخرى بين الفولاذ والألومنيوم أن الفولاذ له ما يُسمى حد التعب: وهو مستوى إجهاد عمل يكون عمر القطعة دونه لا نهائيًا تقريبًا. تفتقر معظم سبائك الألومنيوم إلى حد التعب، ولهذا السبب تُصمد هياكل الطائرات المصنوعة من الألومنيوم لعدد مُخطط له من ساعات الاستخدام. تحت هذا الحد، يغفر الفولاذ لنا تجاوزاتنا، بينما يتذكر الألومنيوم جميع الإهانات في شكل ضرر داخلي غير مرئي ناتج عن التعب.

لم يكن من الممكن أن يُشكل هيكل GP الجميل في التسعينيات أساسًا للإنتاج الضخم. فقد كان يتكون من قطع ملحومة معًا من عناصر مُشَكَّلة ومضغوطة ومصبوبة من الألومنيوم. ولا يقتصر الأمر على تعقيده، بل يتطلب أيضًا أن تكون السبائك الثلاثة قابلة للحام بعضها البعض. ويكلف اللحام المال والوقت، حتى لو أُجري باستخدام روبوتات الإنتاج.

إن التقنية التي جعلت محركات اليوم خفيفة الوزن رباعية الأشواط وهياكلها المصبوبة ممكنة هي طرق ملء القوالب منخفضة الاضطراب، والتي لا تجذب أغشية أكسيد الألومنيوم التي تتشكل فورًا على الألومنيوم المصهور. تُشكل هذه الأغشية مناطق ضعف في المعدن، والتي كانت تتطلب في الماضي أن تكون الصب أكثر سمكًا لتحقيق المتانة الكافية. قد تكون الأجزاء المصبوبة من هذه العمليات الجديدة معقدة للغاية، ومع ذلك، يمكن تجميع هياكل الألومنيوم اليوم باستخدام لحامات تُحصى على أصابع اليد الواحدة. وتشير التقديرات إلى أن طرق الصب الجديدة توفر 13 كيلوغرامًا أو أكثر من وزن الدراجات النارية المُنتجة.

إلى جانب التنوع الكبير في أنواع الفولاذ، يُعدّ الألومنيوم دعامة أساسية للحضارة الإنسانية، ولكنه أكثر من ذلك بالنسبة للدراجات النارية الحديثة. فهو أساس الدراجة، ومنتشر في كل مكان لدرجة أننا بالكاد نراه أو ندرك مدى فضله علينا في أداء الآلة.