Alumini iko kila mahali ambapo muundo mwepesi au upitishaji wa joto kali na umeme unahitajika. Baiskeli ya kawaida ya michezo ina kizuizi cha silinda ya alumini, kichwa, na crankcases, pamoja na chassis ya alumini iliyounganishwa na swingarm. Ndani ya injini, matumizi muhimu ya alumini ni pistoni zake, ambazo kwa kuendesha joto vizuri zinaweza kustahimili joto la mwako lililo juu zaidi ya kiwango cha kuyeyuka kwao. Magurudumu, radiator za kupoeza na mafuta, levers za mkono na mabano yao, taji za uma za juu na (mara nyingi) za chini, mirija ya uma ya juu (katika uma za dola za Kimarekani), kalipa za breki, na silinda kuu pia ni alumini.
Sote tumeitazama kwa kuipongeza chasisi ya alumini ambayo weld zake zinafanana na rundo la chipsi za poka zilizoanguka. Baadhi ya chasisi na silaha hizi za swingarm, kama zile za wakimbiaji wa mbio za magari 250 wa Aprilia wenye viharusi viwili, ni kazi nzuri za sanaa.
Alumini inaweza kuchanganywa na kutibiwa kwa joto kwa nguvu zaidi kuliko ile ya chuma laini (kuvuta psi 60,000), lakini aloi nyingi hutengenezwa haraka na kwa urahisi. Alumini pia inaweza kutupwa, kutengenezwa, au kutolewa (ambayo ndiyo jinsi baadhi ya mihimili ya upande wa chasi inavyotengenezwa). Upitishaji joto mwingi wa alumini hufanya kulehemu kwake kuhitaji amperage nyingi, na chuma cha moto lazima kilindwe kutokana na oksijeni ya angahewa kwa kinga ya gesi isiyo na chembe (TIG au heli-arc).
Ingawa alumini inahitaji kiasi kikubwa cha umeme ili kupata kutoka kwa madini yake ya bauxite, mara tu yanapopatikana katika umbo la metali, hugharimu kidogo kuyatumia tena na hayapotei kwa kutu, kama vile chuma kinavyoweza kuwa.
Watengenezaji wa awali wa injini za pikipiki walianza kutumia haraka chuma kipya cha wakati huo kwa ajili ya visanduku vya crankcase, ambavyo vinginevyo vingelazimika kuwa vya chuma cha kutupwa chenye uzito wa karibu mara tatu zaidi. Alumini safi ni laini sana—nakumbuka hasira ya mama yangu kwa baba yangu kutumia boiler yake ya aloi 1,100 kama mtego wa BB uliotengenezwa kienyeji: Chini yake ikawa na madoa mengi.
Nguvu iliyoongezeka ya aloi rahisi yenye shaba iligunduliwa haraka, na ilikuwa aloi ambayo mwanzilishi wa magari WO Bentley alitumia katika pistoni zake za majaribio za alumini za kabla ya Vita vya Kwanza vya Dunia. Katika majaribio mfululizo dhidi ya pistoni za chuma zilizokuwa zikitawala wakati huo, pistoni za alumini za Bentley zilizojaribu kwa mara ya kwanza ziliongeza nguvu mara moja. Zilipunguza joto la mchanganyiko wa mafuta-hewa unaoingia, na kuhifadhi msongamano wake zaidi. Leo, pistoni za alumini hutumika sana katika injini za magari na pikipiki.
Hadi kufika kwa ndege ya Boeing yenye nyuzinyuzi-kaboni iliyoimarishwa ya plastiki 787, ilikuwa ukweli wa msingi wa usafiri wa anga kwamba karibu kila uzito tupu wa ndege ulikuwa asilimia 60 ya alumini. Ukiangalia uzito na nguvu za alumini na chuma, hii mwanzoni inaonekana kuwa ya ajabu. Ndiyo, alumini ina uzito wa asilimia 35 tu kama chuma, ujazo kwa ujazo, lakini vyuma vyenye nguvu nyingi vina angalau mara tatu zaidi ya alumini zenye nguvu nyingi. Kwa nini tusijenge ndege kutokana na chuma chembamba?
Ilitokana na upinzani wa kukwama kwa miundo sawa ya alumini na chuma. Tukianza na mirija ya alumini na chuma yenye uzito sawa kwa kila futi, na kupunguza unene wa ukuta, mirija ya chuma hujikunja kwanza kwa sababu nyenzo zake, zikiwa na unene wa theluthi moja tu kama alumini, hazina uwezo wa kujiimarisha.
Wakati wa miaka ya 1970, nilifanya kazi na mjenzi wa fremu Frank Camillieri. Nilipomuuliza kwa nini hatukutumia mirija ya chuma yenye kipenyo kikubwa zaidi ya ukuta mwembamba kutengeneza fremu nyepesi na ngumu, alisema, "Unapofanya hivyo, unajikuta unalazimika kuongeza rundo la nyenzo kwenye vitu kama vile viambatisho vya injini ili kuvizuia visipasuke, ili kuokoa uzito kutoweka."
Kawasaki ilianza kutumia silaha za alumini kwenye baiskeli zake za kiwandani za MX mwanzoni mwa miaka ya 1970; zingine zilifuata mkondo huo. Kisha mnamo 1980, Yamaha ilimweka Kenny Roberts kwenye baiskeli ya GP yenye viharusi viwili 500 ambayo fremu yake ilitengenezwa kwa bomba la alumini lililotolewa lenye sehemu ya mraba. Majaribio mengi ya usanifu yalikuwa muhimu, lakini hatimaye, kwa kutumia mawazo ya mhandisi wa Uhispania Antonio Cobas, fremu za mbio za barabarani za GP za Yamaha zilibadilika na kuwa mihimili mikubwa miwili ya alumini inayojulikana ya leo.
Hakika kuna aina nyingine za chassis zenye mafanikio—“trellis” ya mirija ya chuma ya Ducati, na chassis ya nyuzi-kaboni ya John Britten ya “ngozi na mifupa” ya mapema miaka ya 1990. Lakini chassis pacha za boriti za alumini zimekuwa maarufu leo. Nina uhakika kwamba chassis inayoweza kufanya kazi inaweza kutengenezwa kwa plywood iliyoumbwa, mradi tu iwe na sehemu za boliti imara na jiometri ya kawaida iliyothibitishwa.
Tofauti nyingine muhimu kati ya chuma na alumini ni kwamba chuma kina kile kinachoitwa kikomo cha uchovu: kiwango cha mkazo wa kufanya kazi chini yake ambacho maisha ya sehemu hiyo kimsingi hayana kikomo. Aloi nyingi za alumini hazina kikomo cha uchovu, ndiyo maana fremu za hewa za alumini "huhifadhiwa" kwa matumizi ya saa kadhaa zilizopangwa. Chini ya kikomo hiki, chuma hutusamehe makosa yetu, lakini alumini hukumbuka matusi yote katika mfumo wa uharibifu usioonekana wa uchovu wa ndani.
Chasi nzuri ya GP ya miaka ya 1990 haingeweza kamwe kuwa msingi wa uzalishaji wa wingi. Chasi hizo zilijumuisha vipande vilivyounganishwa pamoja kutoka kwa vipengele vya alumini vilivyotengenezwa kwa mashine, vilivyoshinikizwa, na vilivyotengenezwa kwa alumini. Sio tu kwamba ni ngumu hivyo, lakini inahitaji kwamba aloi zote tatu ziwe rahisi kulehemu kwa pande zote. Kulehemu hugharimu pesa na muda, hata kama kunafanywa na roboti za uzalishaji.
Teknolojia ambayo imewezesha injini nyepesi za leo za viharusi vinne na chasisi ya kutupwa ni mbinu za kujaza ukungu zenye mtikisiko mdogo ambazo haziingizi filamu za oksidi ya alumini ambazo huundwa mara moja kwenye alumini iliyoyeyushwa. Filamu kama hizo huunda maeneo ya udhaifu katika chuma ambayo, hapo awali, yalihitaji utupaji kuwa mnene zaidi ili kupata nguvu ya kutosha. Sehemu za utupaji kutoka kwa michakato hii mipya zinaweza kuwa ngumu sana, lakini chasisi ya alumini ya leo inaweza kukusanywa kwa kutumia welds zinazohesabika kwa upande mmoja. Inakadiriwa kuwa mbinu mpya za utupaji huokoa pauni 30 au zaidi za uzito katika pikipiki za uzalishaji.
Pamoja na aina mbalimbali za vyuma, alumini ni kazi ngumu ya msingi ya ustaarabu wa binadamu, lakini ni zaidi ya hayo kwa pikipiki za kisasa. Ni sehemu muhimu ya baiskeli, ambayo inapatikana kila mahali kiasi kwamba hatuioni au kutambua ni kiasi gani cha utendaji wa mashine tunachodaiwa nacho.
Muda wa chapisho: Juni-20-2019