Segala Hal yang Ingin Anda Ketahui Tentang Aluminium (Pipa Persegi Baja Ringan)

Aluminium ada di mana-mana, baik yang membutuhkan struktur ringan maupun konduktivitas termal dan listrik yang tinggi. Sepeda motor sport pada umumnya memiliki blok silinder, kepala silinder, dan bak mesin aluminium, ditambah sasis dan lengan ayun aluminium yang dilas. Di dalam mesin, aplikasi aluminium yang krusial adalah pistonnya, yang karena menghantarkan panas dengan sangat baik, mampu bertahan terhadap paparan suhu pembakaran yang jauh di atas titik lelehnya. Roda, radiator pendingin dan oli, tuas tangan dan braketnya, mahkota garpu atas dan (seringkali) bawah, tabung garpu atas (pada garpu USD), kaliper rem, dan master silinder juga terbuat dari aluminium.

Kita semua pernah terkagum-kagum pada sasis aluminium yang las-lasnya menyerupai tumpukan keping poker yang legendaris. Beberapa sasis dan lengan ayunnya, seperti yang digunakan pada motor balap Aprilia 250 dua tak, merupakan karya seni yang anggun.

Aluminium dapat dipadukan dan diolah dengan panas hingga kekuatan yang lebih tinggi daripada baja lunak (kekuatan tarik 60.000 psi), namun sebagian besar paduan dapat diproses dengan cepat dan mudah. ​​Aluminium juga dapat dicor, ditempa, atau diekstrusi (begitulah cara pembuatan beberapa balok samping sasis). Konduktivitas termal aluminium yang tinggi membuat pengelasannya membutuhkan arus listrik yang besar, dan logam panas harus dilindungi dari oksigen atmosfer dengan pelindung gas inert (TIG atau heli-arc).

Meskipun aluminium membutuhkan sejumlah besar listrik untuk dihasilkan dari bijih bauksitnya, setelah berada dalam bentuk logam, biaya daur ulangnya rendah dan tidak akan hilang karena karat, seperti halnya baja.

Produsen mesin sepeda motor awal dengan cepat mengadopsi logam baru untuk bak mesin, yang jika tidak, harus terbuat dari besi cor yang beratnya hampir tiga kali lipat. Aluminium murni sangat lunak—saya ingat kemarahan ibu saya ketika ayah saya menggunakan boiler ganda berbahan paduan 1.100 miliknya sebagai perangkap BB improvisasi: Bagian bawahnya menjadi cekungan-cekungan.

Peningkatan kekuatan paduan sederhana dengan tembaga segera ditemukan, dan paduan inilah yang digunakan oleh pelopor otomotif WO Bentley dalam piston aluminium eksperimentalnya sebelum Perang Dunia I. Dalam pengujian berturut-turut melawan piston besi cor yang saat itu dominan, piston aluminium percobaan pertama Bentley langsung meningkatkan tenaga. Piston ini beroperasi lebih dingin, memanaskan campuran bahan bakar-udara yang masuk lebih sedikit, dan mempertahankan densitasnya lebih baik. Saat ini, piston aluminium digunakan secara universal pada mesin mobil dan sepeda motor.

Hingga munculnya pesawat Boeing 787 berbahan plastik yang diperkuat serat karbon, fakta dasar penerbangan adalah bahwa hampir setiap pesawat memiliki berat kosong 60 persen aluminium. Melihat perbandingan berat dan kekuatan aluminium dan baja, hal ini awalnya tampak aneh. Ya, aluminium hanya 35 persen lebih berat dari baja, volume per volume, tetapi baja berkekuatan tinggi setidaknya tiga kali lebih kuat daripada aluminium berkekuatan tinggi. Mengapa tidak membangun pesawat dari baja tipis?

Intinya adalah ketahanan terhadap tekuk struktur aluminium dan baja yang setara. Jika kita mulai dengan tabung aluminium dan baja dengan berat per kaki yang sama, dan kita mengurangi ketebalan dindingnya, tabung baja akan terlebih dahulu menekuk karena materialnya, yang hanya sepertiga lebih tebal dari aluminium, memiliki kemampuan menahan beban sendiri yang jauh lebih rendah.

Selama tahun 1970-an, saya bekerja dengan pembuat rangka Frank Camillieri. Ketika saya bertanya mengapa kami tidak menggunakan pipa baja berdiameter lebih besar dengan dinding yang lebih tipis untuk membuat rangka yang lebih ringan dan lebih kaku, ia berkata, "Ketika Anda melakukannya, Anda harus menambahkan banyak material ke komponen seperti dudukan mesin agar tidak retak, sehingga penghematan berat hilang."

Kawasaki pertama kali mengadopsi lengan ayun aluminium pada motor MX pabrikannya di awal tahun 1970-an; yang lain mengikutinya. Kemudian pada tahun 1980, Yamaha menempatkan Kenny Roberts di motor GP 500 dua tak yang rangkanya terbuat dari tabung aluminium ekstrusi berpenampang persegi. Banyak eksperimen desain yang diperlukan, tetapi akhirnya, dengan memanfaatkan ide insinyur Spanyol Antonio Cobas, rangka balap GP Yamaha berevolusi menjadi balok aluminium kembar besar yang umum saat ini.

Tentu saja ada sasis jenis lain yang sukses—misalnya, "teralis" tabung baja Ducati, dan sasis serat karbon "kulit dan tulang" John Britten di awal 1990-an. Namun, sasis balok aluminium ganda telah menjadi dominan saat ini. Saya yakin sasis yang layak pakai dapat dibuat dari kayu lapis cetak, asalkan memiliki titik baut yang tahan lama dan geometri yang telah teruji.

Perbedaan signifikan lainnya antara baja dan aluminium adalah baja memiliki apa yang disebut batas kelelahan: tingkat tegangan kerja yang jika di bawahnya umur pakai komponen pada dasarnya tak terbatas. Kebanyakan paduan aluminium tidak memiliki batas kelelahan, sehingga rangka pesawat aluminium "diperpanjang" untuk penggunaan dalam jumlah jam tertentu. Di bawah batas ini, baja memaafkan kesalahan kita, tetapi aluminium mengingat semua kerusakan dalam bentuk kerusakan kelelahan internal yang tak terlihat.

Sasis GP yang indah dari tahun 1990-an tidak mungkin menjadi basis produksi massal. Sasis tersebut terdiri dari potongan-potongan aluminium yang dilas, dipres, dan dicor. Proses ini tidak hanya rumit, tetapi juga mengharuskan ketiga paduan tersebut dapat dilas bersama. Pengelasan membutuhkan biaya dan waktu, bahkan jika dilakukan oleh robot produksi.

Teknologi yang memungkinkan terciptanya mesin empat tak ringan dan sasis cor masa kini adalah metode pengisian cetakan turbulensi rendah yang tidak menyerap lapisan aluminium oksida yang langsung terbentuk pada aluminium cair. Lapisan tersebut membentuk zona lemah pada logam yang sebelumnya membutuhkan pengecoran yang jauh lebih tebal untuk mencapai kekuatan yang memadai. Komponen cor dari proses baru ini bisa sangat rumit, tetapi sasis aluminium masa kini dapat dirakit dengan las yang dapat dihitung dengan satu tangan. Diperkirakan bahwa metode pengecoran baru ini menghemat bobot sepeda motor produksi hingga 30 pon atau lebih.

Bersama dengan beragam jenis baja, aluminium merupakan komponen dasar peradaban manusia, tetapi lebih dari itu bagi sepeda motor modern. Aluminium adalah inti dari sebuah sepeda motor, begitu umum sehingga kita hampir tidak melihatnya atau menyadari betapa besarnya performa mesin yang kita miliki berkatnya.


Waktu posting: 20-Jun-2019