एल्युमीनियम (माइल्ड स्टील स्क्वायर ट्यूब) के बारे में वह सब कुछ जो आप जानना चाहते हैं

एल्युमीनियम हर जगह मौजूद है जहाँ हल्के वज़न की संरचना या उच्च तापीय और विद्युत चालकता की आवश्यकता होती है। एक सामान्य स्पोर्टबाइक में एल्युमीनियम सिलेंडर ब्लॉक, हेड और क्रैंककेस के साथ-साथ वेल्डेड एल्युमीनियम चेसिस और स्विंगआर्म होता है। इंजन में, एल्युमीनियम का सबसे महत्वपूर्ण उपयोग इसके पिस्टन हैं, जो ऊष्मा का इतना अच्छा संचालन करके अपने गलनांक से कहीं अधिक दहन तापमान पर भी टिके रहते हैं। पहिए, शीतलक और तेल रेडिएटर, हैंड लीवर और उनके ब्रैकेट, ऊपरी और (अक्सर) निचले फोर्क क्राउन, ऊपरी फोर्क ट्यूब (यूएसडी फोर्क्स में), ब्रेक कैलिपर और मास्टर सिलेंडर भी एल्युमीनियम के ही होते हैं।

हम सभी ने एक एल्युमीनियम चेसिस को प्रशंसा से देखा है जिसके वेल्ड पोकर चिप्स के गिरे हुए ढेर जैसे लगते हैं। इनमें से कुछ चेसिस और स्विंगआर्म, जैसे कि अप्रिलिया के टू-स्ट्रोक 250 रेसर, कला के सुंदर नमूने हैं।

एल्युमीनियम को मिश्रधातु और ऊष्मा-उपचारित करके मृदु इस्पात (60,000 psi तन्यता) से भी अधिक मज़बूत बनाया जा सकता है, फिर भी अधिकांश मिश्रधातुएँ तेज़ी से और आसानी से मशीनीकृत होती हैं। एल्युमीनियम को ढाला, गढ़ा या निकाला भी जा सकता है (कुछ चेसिस साइड बीम इसी प्रकार बनाए जाते हैं)। एल्युमीनियम की उच्च ऊष्मा चालकता के कारण इसकी वेल्डिंग के लिए बहुत अधिक एम्परेज की आवश्यकता होती है, और गर्म धातु को निष्क्रिय-गैस परिरक्षण (TIG या हेली-आर्क) द्वारा वायुमंडलीय ऑक्सीजन से सुरक्षित रखना आवश्यक है।

यद्यपि एल्युमीनियम को अपने बॉक्साइट अयस्क से बिजली प्राप्त करने के लिए बड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है, लेकिन एक बार जब यह धातु के रूप में उपलब्ध हो जाता है, तो इसे पुनःचक्रित करने में बहुत कम लागत आती है और यह जंग लगने से नष्ट नहीं होता, जैसा कि स्टील के साथ होता है।

मोटरसाइकिल इंजन बनाने वाले शुरुआती निर्माताओं ने क्रैंककेस के लिए उस समय की नई धातु को तुरंत अपना लिया, जो अन्यथा लगभग तीन गुना ज़्यादा वज़न वाले कच्चे लोहे से बनी होती। शुद्ध एल्युमीनियम बहुत मुलायम होता है—मुझे याद है कि मेरे पिताजी जब अपने 1,100-मिश्र धातु वाले डबल-बॉयलर को एक तात्कालिक बीबी ट्रैप के रूप में इस्तेमाल करते थे, तो मेरी माँ कितनी नाराज़ होती थीं: उसका निचला हिस्सा गड्ढों का ढेर बन जाता था।

तांबे के साथ एक साधारण मिश्रधातु की बढ़ी हुई ताकत का जल्द ही पता चल गया, और यह एक ऐसी मिश्रधातु थी जिसका इस्तेमाल ऑटो क्षेत्र के अग्रणी डब्ल्यूओ बेंटले ने प्रथम विश्व युद्ध से पहले अपने प्रायोगिक एल्युमीनियम पिस्टन में किया था। उस समय प्रचलित कच्चे लोहे के पिस्टन के खिलाफ लगातार परीक्षणों में, बेंटले के पहले ही प्रयास में एल्युमीनियम पिस्टन की शक्ति तुरंत बढ़ गई। वे ठंडे रहते थे, आने वाले ईंधन-वायु मिश्रण को कम गर्म करते थे, और उसका घनत्व अधिक बनाए रखते थे। आज, एल्युमीनियम पिस्टन का व्यापक रूप से ऑटो और मोटरसाइकिल इंजनों में उपयोग किया जाता है।

बोइंग के कार्बन-फाइबर प्रबलित-प्लास्टिक 787 विमान के आने से पहले, विमानन का एक बुनियादी तथ्य यह था कि लगभग हर हवाई जहाज का खाली वजन 60 प्रतिशत एल्युमीनियम होता था। एल्युमीनियम और स्टील के सापेक्ष वजन और ताकत को देखते हुए, यह पहली बार में अजीब लगता है। हाँ, एल्युमीनियम का वजन स्टील के आयतन के हिसाब से केवल 35 प्रतिशत होता है, लेकिन उच्च-शक्ति वाले स्टील, उच्च-शक्ति वाले एल्युमीनियम से कम से कम तीन गुना ज़्यादा मज़बूत होते हैं। पतले स्टील से हवाई जहाज क्यों नहीं बनाए जाते?

यह एल्यूमीनियम और स्टील से बनी समतुल्य संरचनाओं के झुकने के प्रतिरोध पर निर्भर था। अगर हम प्रति फुट समान वज़न वाली एल्यूमीनियम और स्टील की ट्यूबों से शुरुआत करें, और दीवार की मोटाई कम कर दें, तो स्टील की ट्यूब सबसे पहले झुकेगी क्योंकि इसकी सामग्री, एल्यूमीनियम की तुलना में केवल एक-तिहाई मोटी होने के कारण, स्वयं को सहारा देने की क्षमता बहुत कम होती है।

1970 के दशक में, मैंने फ्रेम-निर्माता फ्रैंक कैमिलिएरी के साथ काम किया। जब मैंने उनसे पूछा कि हम हल्के और मज़बूत फ्रेम बनाने के लिए पतली दीवार वाली बड़े व्यास वाली स्टील ट्यूबिंग का इस्तेमाल क्यों नहीं करते, तो उन्होंने कहा, "जब आप ऐसा करते हैं, तो आपको इंजन माउंट जैसी चीज़ों को टूटने से बचाने के लिए उनमें ढेर सारी सामग्री डालनी पड़ती है, जिससे वज़न कम करने का कोई उपाय नहीं रह जाता।"

कावासाकी ने पहली बार 1970 के दशक की शुरुआत में अपनी फ़ैक्टरी एमएक्स बाइक्स पर एल्युमीनियम स्विंगआर्म्स का इस्तेमाल किया; बाकी कंपनियों ने भी यही किया। फिर 1980 में, यामाहा ने केनी रॉबर्ट्स को 500 टू-स्ट्रोक जीपी बाइक पर लगाया, जिसका फ्रेम चौकोर-सेक्शन वाली एक्सट्रूडेड एल्युमीनियम ट्यूब से बना था। डिज़ाइन को लेकर काफ़ी प्रयोग ज़रूरी थे, लेकिन आखिरकार, स्पेनिश इंजीनियर एंटोनियो कोबास के विचारों का इस्तेमाल करते हुए, यामाहा के जीपी रोड-रेस फ्रेम आज के जाने-पहचाने बड़े ट्विन एल्युमीनियम बीम में विकसित हुए।

बेशक, अन्य प्रकार के चेसिस भी सफल हैं—जैसे डुकाटी का स्टील-ट्यूब "ट्रेलिस", और 1990 के दशक की शुरुआत में जॉन ब्रिटन का "स्किन एंड बोन्स" कार्बन-फाइबर चेसिस। लेकिन आज ट्विन एल्युमिनियम बीम चेसिस का बोलबाला है। मुझे पूरा विश्वास है कि एक काम करने योग्य चेसिस मोल्डेड प्लाईवुड से बनाया जा सकता है, बशर्ते उसमें टिकाऊ बोल्टिंग पॉइंट और सामान्य सिद्ध ज्यामिति हो।

स्टील और एल्युमीनियम के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर यह है कि स्टील में एक थकान सीमा होती है: एक कार्यशील तनाव स्तर जिसके नीचे उस हिस्से का जीवनकाल अनिवार्य रूप से अनंत होता है। अधिकांश एल्युमीनियम मिश्र धातुओं में थकान सीमा नहीं होती, यही कारण है कि एल्युमीनियम एयरफ्रेम को एक निश्चित संख्या में घंटों के उपयोग के लिए "जीवन" दिया जाता है। इस सीमा से नीचे, स्टील हमारे उल्लंघनों को क्षमा कर देता है, लेकिन एल्युमीनियम अदृश्य आंतरिक थकान क्षति के रूप में सभी अपमानों को याद रखता है।

1990 के दशक की खूबसूरत जीपी चेसिस कभी भी बड़े पैमाने पर उत्पादन का आधार नहीं बन पाती। वे चेसिस मशीनी, प्रेस्ड और कास्ट-एल्युमीनियम तत्वों से वेल्डेड टुकड़ों से बने होते थे। यह न केवल जटिल है, बल्कि इसके लिए तीनों मिश्र धातुओं का परस्पर वेल्डेबल होना भी आवश्यक है। वेल्डिंग में पैसा और समय दोनों लगता है, भले ही इसे उत्पादन रोबोट द्वारा ही क्यों न किया जाए।

वह तकनीक जिसने आज के हल्के चार-स्ट्रोक इंजन और ढली हुई चेसिस को संभव बनाया है, वह है कम-अशांति वाले साँचे में भरने की विधियाँ, जो पिघले हुए एल्युमीनियम पर तुरंत बनने वाली एल्युमीनियम ऑक्साइड की फ़िल्मों को अपने अंदर नहीं आने देतीं। ऐसी फ़िल्में धातु में कमज़ोरी के क्षेत्र बनाती हैं, जहाँ पहले पर्याप्त मज़बूती पाने के लिए ढलाई को ज़्यादा मोटा होना पड़ता था। इन नई प्रक्रियाओं से ढले हुए पुर्जे काफ़ी जटिल हो सकते हैं, फिर भी आज के एल्युमीनियम चेसिस को उंगलियों पर गिनने लायक वेल्ड के साथ जोड़ा जा सकता है। अनुमान है कि नई ढलाई विधियाँ उत्पादन मोटरसाइकिलों में 30 पाउंड या उससे ज़्यादा वज़न बचाती हैं।

विभिन्न प्रकार के स्टील के साथ, एल्युमीनियम मानव सभ्यता का एक बुनियादी कार्यकर्ता है, लेकिन आधुनिक मोटरसाइकिलों के लिए यह उससे भी बढ़कर है। यह बाइक का मुख्य हिस्सा है, इतना सर्वव्यापी कि हम इसे शायद ही देखते हैं या यह स्वीकार करते हैं कि मशीन के प्रदर्शन में इसकी कितनी भूमिका है।


पोस्ट करने का समय: 20 जून 2019