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

जहां भी हल्के ढांचे या उच्च तापीय और विद्युत चालकता की आवश्यकता होती है, वहां एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है। एक सामान्य स्पोर्टबाइक में एल्यूमीनियम का सिलेंडर ब्लॉक, हेड और क्रैंककेस होता है, साथ ही वेल्डेड एल्यूमीनियम चेसिस और स्विंगआर्म भी होते हैं। इंजन में, सबसे महत्वपूर्ण एल्यूमीनियम का उपयोग पिस्टन में होता है, जो ऊष्मा के इतने अच्छे संवाहक होते हैं कि वे अपने गलनांक से कहीं अधिक दहन तापमान को सहन कर सकते हैं। पहिए, शीतलक और तेल रेडिएटर, हैंड लीवर और उनके ब्रैकेट, ऊपरी और (अक्सर) निचले फोर्क क्राउन, ऊपरी फोर्क ट्यूब (यूएसडी फोर्क में), ब्रेक कैलिपर और मास्टर सिलेंडर भी एल्यूमीनियम के बने होते हैं।

हम सभी ने कभी न कभी एल्युमीनियम चेसिस को निहारते हुए देखा है, जिसकी वेल्डिंग पोकर चिप्स के गिरे हुए ढेर जैसी दिखती है। अप्रिलिया के टू-स्ट्रोक 250 रेसिंग बाइक्स जैसे कुछ चेसिस और स्विंगआर्म कला के सुंदर नमूने हैं।

एल्युमिनियम को मिश्रित करके और ऊष्मा उपचारित करके माइल्ड स्टील (60,000 psi तन्यता) से भी अधिक मजबूत बनाया जा सकता है, फिर भी अधिकांश मिश्र धातुओं की मशीनिंग तेजी से और आसानी से हो जाती है। एल्युमिनियम को ढाला, फोर्ज किया या एक्सट्रूड किया जा सकता है (इसी प्रकार कुछ चेसिस साइड बीम बनाए जाते हैं)। एल्युमिनियम की उच्च ऊष्मा चालकता के कारण इसकी वेल्डिंग के लिए बहुत अधिक एम्पेरेज की आवश्यकता होती है, और गर्म धातु को वायुमंडलीय ऑक्सीजन से बचाने के लिए अक्रिय गैस शील्डिंग (TIG या हेली-आर्क) का उपयोग करना आवश्यक है।

हालांकि एल्युमीनियम को उसके बॉक्साइट अयस्क से निकालने के लिए बड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है, लेकिन एक बार जब यह धात्विक रूप में मौजूद होता है, तो इसे रीसायकल करने में कम लागत आती है और यह स्टील की तरह जंग लगने से नष्ट नहीं होता है।

मोटरसाइकिल इंजन बनाने वाले शुरुआती निर्माताओं ने क्रैंककेस के लिए उस समय की नई धातु को तुरंत अपना लिया, अन्यथा क्रैंककेस बनाने के लिए ढलवां लोहे का उपयोग करना पड़ता, जिसका वजन लगभग तीन गुना अधिक होता। शुद्ध एल्युमीनियम बहुत नरम होता है—मुझे याद है कि मेरी माँ मेरे पिताजी द्वारा उनकी 1100 मिश्र धातु वाली डबल-बॉयलर ओवन को बीबी ट्रैप के रूप में इस्तेमाल करने पर कितनी नाराज़ हुई थीं: उसका निचला हिस्सा गड्ढों से भर गया था।

तांबे के साथ एक साधारण मिश्रधातु की बढ़ी हुई मजबूती का जल्द ही पता चल गया, और इसी मिश्रधातु का उपयोग ऑटोमोबाइल क्षेत्र के अग्रणी डब्लू. बेंटले ने प्रथम विश्व युद्ध से पहले अपने प्रायोगिक एल्यूमीनियम पिस्टन में किया था। उस समय प्रचलित कच्चे लोहे के पिस्टन के साथ लगातार परीक्षण में, बेंटले के पहले प्रयास में ही तैयार किए गए एल्यूमीनियम पिस्टन ने शक्ति में तत्काल वृद्धि की। वे कम गर्म होते थे, आने वाले ईंधन-वायु मिश्रण को कम गर्म करते थे और उसकी सघनता को अधिक बनाए रखते थे। आज, एल्यूमीनियम पिस्टन का उपयोग ऑटोमोबाइल और मोटरसाइकिल इंजनों में व्यापक रूप से किया जाता है।

बोइंग के कार्बन-फाइबर प्रबलित प्लास्टिक 787 विमान के आने से पहले, विमानन के क्षेत्र में यह एक बुनियादी तथ्य था कि लगभग हर विमान का खाली वजन 60 प्रतिशत एल्युमीनियम होता था। एल्युमीनियम और स्टील के सापेक्ष वजन और मजबूती को देखते हुए, यह बात पहली नजर में अजीब लगती है। हाँ, आयतन के हिसाब से एल्युमीनियम का वजन स्टील के मुकाबले केवल 35 प्रतिशत होता है, लेकिन उच्च-शक्ति वाले स्टील उच्च-शक्ति वाले एल्युमीनियम से कम से कम तीन गुना अधिक मजबूत होते हैं। फिर पतले स्टील से विमान क्यों नहीं बनाए जाते?

यह एल्युमीनियम और स्टील की समतुल्य संरचनाओं के झुकने के प्रतिरोध पर आधारित था। यदि हम समान वजन प्रति फुट वाले एल्युमीनियम और स्टील ट्यूबों से शुरुआत करें और दीवार की मोटाई कम कर दें, तो स्टील ट्यूब पहले झुक जाती है क्योंकि इसकी मोटाई एल्युमीनियम की तुलना में केवल एक तिहाई होती है, और इसमें स्वयं को सहारा देने की क्षमता बहुत कम होती है।

1970 के दशक में, मैंने फ्रेम बनाने वाले फ्रैंक कैमिलीरी के साथ काम किया। जब मैंने उनसे पूछा कि हम हल्के और अधिक मजबूत फ्रेम बनाने के लिए पतली दीवार वाले बड़े व्यास के स्टील ट्यूबिंग का उपयोग क्यों नहीं करते, तो उन्होंने कहा, "जब आप ऐसा करते हैं, तो आपको इंजन माउंट जैसी चीजों में दरार पड़ने से बचाने के लिए बहुत अधिक सामग्री जोड़नी पड़ती है, जिससे वजन में होने वाली बचत का कोई फायदा नहीं रहता।"

कावासाकी ने 1970 के दशक की शुरुआत में अपनी फैक्ट्री एमएक्स बाइकों में पहली बार एल्यूमीनियम स्विंगआर्म का इस्तेमाल शुरू किया; अन्य कंपनियों ने भी इसका अनुसरण किया। फिर 1980 में, यामाहा ने केनी रॉबर्ट्स को 500 सीसी की टू-स्ट्रोक जीपी बाइक पर उतारा, जिसका फ्रेम चौकोर आकार के एल्यूमीनियम ट्यूब से बना था। डिज़ाइन में काफी प्रयोग करने पड़े, लेकिन अंततः स्पेनिश इंजीनियर एंटोनियो कोबास के विचारों का उपयोग करते हुए, यामाहा के जीपी रोड-रेस फ्रेम आज के जाने-माने बड़े ट्विन एल्यूमीनियम बीम में विकसित हुए।

निश्चित रूप से अन्य प्रकार के सफल चेसिस भी मौजूद 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 एल्युमीनियम बीम चेसिस का ही बोलबाला है। मुझे विश्वास है कि मोल्डेड प्लाईवुड से भी एक कारगर चेसिस बनाया जा सकता है, बशर्ते उसमें टिकाऊ बोल्टिंग पॉइंट हों और सामान्य सिद्ध ज्यामिति का उपयोग किया जाए।

स्टील और एल्युमीनियम के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर यह है कि स्टील की एक निश्चित थकान सीमा होती है: एक ऐसा कार्यशील तनाव स्तर जिसके नीचे पुर्जे का जीवनकाल लगभग अनंत होता है। अधिकांश एल्युमीनियम मिश्र धातुओं में थकान सीमा नहीं होती, यही कारण है कि एल्युमीनियम के हवाई ढांचों को एक निश्चित संख्या में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया जाता है। इस सीमा से नीचे, स्टील हमारी गलतियों को माफ कर देता है, लेकिन एल्युमीनियम अदृश्य आंतरिक थकान क्षति के रूप में सभी नुकसानों को याद रखता है।

1990 के दशक की खूबसूरत जीपी चेसिस कभी भी बड़े पैमाने पर उत्पादन का आधार नहीं बन सकती थी। उन चेसिस में मशीनीकृत, प्रेस्ड और कास्ट एल्यूमीनियम तत्वों को वेल्ड करके जोड़ा जाता था। यह न केवल जटिल है, बल्कि इसके लिए तीनों मिश्र धातुओं का आपस में वेल्ड करने योग्य होना भी आवश्यक है। वेल्डिंग में पैसा और समय लगता है, भले ही इसे उत्पादन रोबोट द्वारा किया जाए।

आज के हल्के चार-स्ट्रोक इंजन और कास्ट चेसिस को संभव बनाने वाली तकनीक कम-अशांति वाली मोल्ड-फिलिंग विधियाँ हैं, जो पिघले हुए एल्यूमीनियम पर तुरंत बनने वाली एल्यूमीनियम ऑक्साइड की परत को नहीं सोखती हैं। ये परतें धातु में कमज़ोरी के क्षेत्र बनाती हैं, जिसके कारण पहले पर्याप्त मज़बूती प्राप्त करने के लिए कास्टिंग को बहुत मोटा बनाना पड़ता था। इन नई प्रक्रियाओं से बने कास्ट पार्ट्स काफी जटिल हो सकते हैं, फिर भी आज के एल्यूमीनियम चेसिस को उंगलियों पर गिने जाने वाले वेल्ड के साथ असेंबल किया जा सकता है। अनुमान है कि नई कास्टिंग विधियों से उत्पादन मोटरसाइकिलों के वजन में 30 पाउंड या उससे अधिक की बचत होती है।

विभिन्न प्रकार के इस्पातों के साथ-साथ एल्युमीनियम मानव सभ्यता का एक मूलभूत आधार है, लेकिन आधुनिक मोटरसाइकिलों के लिए यह इससे कहीं अधिक महत्वपूर्ण है। यह बाइक का मूल तत्व है, इतना सर्वव्यापी कि हम इसे शायद ही कभी देखते हैं या यह स्वीकार करते हैं कि मशीन के प्रदर्शन में इसका कितना योगदान है।


पोस्ट करने का समय: 20 जून 2019